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摘要:水乃是国民生活生产中,不可缺少的资源,对于社会的进步和经济的发展都有着非常重要的作用。因此面对日趋紧张的水资源应进一步深入建筑给排水的节能工作。本文主要谈谈建筑节能技术在给排水设计中的应用。
关键词:建筑节能;技术;给排水;应用
中图分类号: TE08文献标识码: A
前言
水资源的紧张形势等已经成为我国社会经济全面可持续发展和人民生活水平提高的严重制约因素。提高节水和节能的意识,使人们认识到水资源和能源的重要性。在建筑给排水设计中必须采用合理的节水、节能措施,提升用户生活品质的同时,有效地控制水资源和能源的浪费。
建筑节能技术应用的重要性
随着建筑给排水系统的建立和完善,城市建筑给排水中水资源浪费的现象也日趋严重,而造成水资源浪费的原因也是多样化的。归结起来主要是因为水压过高造成的浪费、热水供应系统循环方式不合理以及消费用水系统不科学、各种用水装置使用不正确以及对自然降水的利用率较低。这些因素都直接导致了在当前的建筑给排水系统中,水资源的浪费现象较为严重。因此采取必要的节水措施是极为必要的。 从宏观的角度来说,节能节水是目前社会建设的必然趋势,尤其是在当前能源资源高消耗的背景下,实施节能技术是与可持续发展观念紧密结合的。能源资源一旦消耗则必然会影响我们自身的生活和工作,并且还会对后代造成影响。因此规范建筑给排水设计,提高资源利用率,减少水资源的浪费,通过科学的节能技术设计,实现建筑给排水的优化。
二、造成水资源浪费的原因以及现代新型节水设备
(一)建筑给排水系统中造成资源浪费的主要原因
现今,建筑给排水系统水资源的浪费主要可以归纳为以下几个方面:(1)超压出流造成的浪费;(2)热水供应系统循环方式选择不当造成浪费;(3)卫生器具和配水器具造成浪费;(4)消防加压贮水系统选择不合理造成浪费;(5)中水综合利用率不高造成浪费;(6)雨水综合利用率不高造成浪费;(7)管道、阀门及其他给水配件等泄漏造成浪费。
(二)现代新型节水设备
1、由于镀锌钢管容易生锈,会造成水质污染,长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管、PE管、PVC-U管等就能很好的解决此类浪费问题。
2、一套好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如,通常淋浴喷头每分钟喷水20多升,而节水型喷头则每分钟只需要9L水左右,节约了一半的水量。可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择水型卫生器具和配水器具时,除了要考虑价格因素和使用对象外,还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。 3、随着社会的发展,提倡建设绿色生态型小区成为住宅建设的新方向。小区建设雨水收集系统,收集后的雨水与水景循环水一同进入雨水处理系统,雨水处理系统采用较先进的MBR,即膜法生物处理系统,就是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效污水处理与回用工艺。收集的雨水将用于小区的水景、冲洗汽车、绿化喷灌等。
三、节能技术在建筑给排水设计中的应用
(一)太阳能热水系统的应用
1、工程实例。 某9层住宅楼,建筑面积12000m2,共4个单元,每单元一梯两户,全楼72户,屋顶为平屋面。根据深圳经济特区节能条例(公告二十三号)和深建节能〔2011〕46号,该项目需设置集中太阳能热水系统。在进行系统设计和产品选择时应主要考虑以下原则:(1)保证用户热水供应的连续性和稳定性;(2)日照不充足时有可靠的辅助加热措施,保证用户随时用水;(3)最大限度地利用太阳能,尽可能少地利用辅助能源加热;(4)在满足系统供热能力的同时,尽可能优化系统配置,减少初投资;(5)解决好与建筑一体化及系统冬季防冻、漏电、防雷等安全问题;(6)控制系统设计合理,既满足自动化、智能化、远距离控制要求,又具有长期无故障运行的可靠性和稳定性。
2、太阳能是一种可再生的清洁能源,随着太阳能集热器价格的下降,其几近免费的运行(产热)成本,在太阳能资源丰富、建筑自身条件许可的项目中,太阳能可以说是热水系统热源形式的首选。深圳地区在全国的太阳能条件方面属于资源一般区中的较高水平,年日照时数为1975h,水平面上年太阳辐照量5225MJ/m2a。本项目有一块约300m2的屋顶可以布置设备。因此确定本项目热水系统的第一热源为太阳能。
由于可接收的太阳能辐射的不稳定性,故太阳能作为生活热水的热源时,需要设置辅助加热的设备进行补充。深圳地区由于室外温度较高,采用空气源热泵来补充生活热水具有较高的能效比,因此确定空气源热泵为辅助热源,从而可保证用水时段全部热水供应。
将空气源热泵机组和太阳能集热系统两者有机结合,既可充分利用太阳能,又可节约辅助能源,最大限度的降低运行成本,节能省费。
在大部分日照良好的晴天,系统按此工况工作,此时太阳能循环泵的工作由系统控制器根据太阳能集热器和热水箱的温度进行控制,源源不断的利用集热器采集的热量通过中间换热器输送到热水箱。
(二)采用无负压变频供水设备的应用
无负压供水系统在环保、节能、节水、节地、节省资金等方面优势显著,很多政府机关、企业、大专院校、高级宾馆和高级住宅区在新建或改建工程时,都首选无负压供水设备。
某市月牙湖花园小区为保证供水质量,该小区不设屋顶水箱。那么选择什么供水方式以保证24小时不间断供水且能最有效地节约能源呢?当然最理想的是利用城市管网无负压变频供水。
无负压变频供水设备具有以下优点:1)清洁卫生:由于取消了泵前的水池或水箱,实现了全封闭供水,根本上杜绝了自来水在水池或水箱中滞留时与空气接触而产生的水质污染。2)节能高效:可直接利用市政管网余压,实现叠压供水,不但节约大量的运行成本,而且降低水泵的装机容量。3) 结构紧凑:由于取消了泵前的水池和水箱,可以通过提高防护等级实现供水系统室外安装,取消水泵房,增加建筑物的有效使用面积。
水池、加压泵、高位水箱等是常规二次供水方式的主要设备,但常规二次供水一直都没能解决二次污染的问题,而且能源消耗相比其他方式也偏大,在新型建筑给排水设计中已经不是最佳方案,而采用环保性更好、能源消耗更少的无负压变频供水设备成为首选。供水时,若自来水管网的水量大干水泵流量时,设备正常供水。用水高峰期时,若自来水管网的水量小于水泵流量时,无负压稳流罐内的水作为补充水源仍能正常供水,此时,空气由真空调节器进入罐内,罐内真空遭到破坏,确保了自来水管网不产生负压用水后,系统又恢复正常供水状态。
(三)雨水的充分利用
雨水利用就是将雨水收集起来,经过一定的设施和药剂处理后,得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水,处理后的雨水作为一种可利用的水资源可以用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水。建筑物收集雨水的一般结构是,有导管把屋顶的雨水引入设在地下的雨水沉淀池,经沉积的雨水流入蓄水池,由水泵送入杂用水蓄水池,经加氯消毒后送入中水管道系统再利用。不过,雨水集蓄利用系统并不是适用于每个地方,如果降雨量不高或用水量不大则雨水集蓄利用系统的成本回收就比较慢,应周密考虑。
(四)加强中水系统推广应用
民用建筑或建筑小区使用后的各种排水f冷却排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等)经适当处理后回收用于建筑或建筑小区作为杂用的供水系统,称为中水系统。CECS30:91《建筑中水设计规范》已于1991年颁布实施,该规范的对象是“缺水地区”。而目前发布中水设施建设管理办法的市地并不多。中水系统得不到广泛应用的原因,一是建筑中水设计规范并不是强制规范,许多地区也无相应的管理办法出台;二是中水系统初期投资较高,占地面积较大,需专人管理,短期经济效益不明显。
对于用水量较大的高层或公共建筑物,从节水节能的长远利益来考虑,其排水系统宜采用优质生活废水和粪便污水分流体制,这样有利于优质杂排水的收集、处理以实现中水重复利用。实际经验表明每人每目直接用于饮食的水量一般不超过5 L,绝大部分的用水量是消耗在食物、衣物的洗涤、冲洗厕所、清洗地面和车辆。其中不直接接触人体的各种杂用水,约占总用水量的50%以上。也就是说,采用中水回用系统,在保证同样生活质量的前提下,现有的自来水供水量可节约30%~50%,可见节水潜力很大。
为使中水系统设计得以推广,必须首先加强新技术的开发,加快新产品的研制,以降低中水处理成本。采用建筑中水系统,可实现污、废水资源化,使污、廢水经处理后回用。既可节省水资源,又使污水无害化,起到保护环境,防治水污染,缓解水资源不足的重要作用。
结语
综上所述,在建筑的领域中,建筑物的节能是否达到预期标准,是给排水的设计好坏来决定的,所以做好给排水的节能设计是很有必要的,在设计的全过程中,属于重要的环节。因此要将有效的建筑节能技术运用到建筑给排水设计中,为我国的建筑给排水设计发展增砖添瓦。
参考文献:
[1]赵祥生,李志义.排水设计中节能环保理念运用性探析[J].能源与节能,2013,07:41-43.
[2]刘斌.对建筑给排水设计中常见问题进行分析和讨论[J].江西建材,2013,04:41-42.
关键词:建筑节能;技术;给排水;应用
中图分类号: TE08文献标识码: A
前言
水资源的紧张形势等已经成为我国社会经济全面可持续发展和人民生活水平提高的严重制约因素。提高节水和节能的意识,使人们认识到水资源和能源的重要性。在建筑给排水设计中必须采用合理的节水、节能措施,提升用户生活品质的同时,有效地控制水资源和能源的浪费。
建筑节能技术应用的重要性
随着建筑给排水系统的建立和完善,城市建筑给排水中水资源浪费的现象也日趋严重,而造成水资源浪费的原因也是多样化的。归结起来主要是因为水压过高造成的浪费、热水供应系统循环方式不合理以及消费用水系统不科学、各种用水装置使用不正确以及对自然降水的利用率较低。这些因素都直接导致了在当前的建筑给排水系统中,水资源的浪费现象较为严重。因此采取必要的节水措施是极为必要的。 从宏观的角度来说,节能节水是目前社会建设的必然趋势,尤其是在当前能源资源高消耗的背景下,实施节能技术是与可持续发展观念紧密结合的。能源资源一旦消耗则必然会影响我们自身的生活和工作,并且还会对后代造成影响。因此规范建筑给排水设计,提高资源利用率,减少水资源的浪费,通过科学的节能技术设计,实现建筑给排水的优化。
二、造成水资源浪费的原因以及现代新型节水设备
(一)建筑给排水系统中造成资源浪费的主要原因
现今,建筑给排水系统水资源的浪费主要可以归纳为以下几个方面:(1)超压出流造成的浪费;(2)热水供应系统循环方式选择不当造成浪费;(3)卫生器具和配水器具造成浪费;(4)消防加压贮水系统选择不合理造成浪费;(5)中水综合利用率不高造成浪费;(6)雨水综合利用率不高造成浪费;(7)管道、阀门及其他给水配件等泄漏造成浪费。
(二)现代新型节水设备
1、由于镀锌钢管容易生锈,会造成水质污染,长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管、PE管、PVC-U管等就能很好的解决此类浪费问题。
2、一套好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如,通常淋浴喷头每分钟喷水20多升,而节水型喷头则每分钟只需要9L水左右,节约了一半的水量。可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择水型卫生器具和配水器具时,除了要考虑价格因素和使用对象外,还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。 3、随着社会的发展,提倡建设绿色生态型小区成为住宅建设的新方向。小区建设雨水收集系统,收集后的雨水与水景循环水一同进入雨水处理系统,雨水处理系统采用较先进的MBR,即膜法生物处理系统,就是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效污水处理与回用工艺。收集的雨水将用于小区的水景、冲洗汽车、绿化喷灌等。
三、节能技术在建筑给排水设计中的应用
(一)太阳能热水系统的应用
1、工程实例。 某9层住宅楼,建筑面积12000m2,共4个单元,每单元一梯两户,全楼72户,屋顶为平屋面。根据深圳经济特区节能条例(公告二十三号)和深建节能〔2011〕46号,该项目需设置集中太阳能热水系统。在进行系统设计和产品选择时应主要考虑以下原则:(1)保证用户热水供应的连续性和稳定性;(2)日照不充足时有可靠的辅助加热措施,保证用户随时用水;(3)最大限度地利用太阳能,尽可能少地利用辅助能源加热;(4)在满足系统供热能力的同时,尽可能优化系统配置,减少初投资;(5)解决好与建筑一体化及系统冬季防冻、漏电、防雷等安全问题;(6)控制系统设计合理,既满足自动化、智能化、远距离控制要求,又具有长期无故障运行的可靠性和稳定性。
2、太阳能是一种可再生的清洁能源,随着太阳能集热器价格的下降,其几近免费的运行(产热)成本,在太阳能资源丰富、建筑自身条件许可的项目中,太阳能可以说是热水系统热源形式的首选。深圳地区在全国的太阳能条件方面属于资源一般区中的较高水平,年日照时数为1975h,水平面上年太阳辐照量5225MJ/m2a。本项目有一块约300m2的屋顶可以布置设备。因此确定本项目热水系统的第一热源为太阳能。
由于可接收的太阳能辐射的不稳定性,故太阳能作为生活热水的热源时,需要设置辅助加热的设备进行补充。深圳地区由于室外温度较高,采用空气源热泵来补充生活热水具有较高的能效比,因此确定空气源热泵为辅助热源,从而可保证用水时段全部热水供应。
将空气源热泵机组和太阳能集热系统两者有机结合,既可充分利用太阳能,又可节约辅助能源,最大限度的降低运行成本,节能省费。
在大部分日照良好的晴天,系统按此工况工作,此时太阳能循环泵的工作由系统控制器根据太阳能集热器和热水箱的温度进行控制,源源不断的利用集热器采集的热量通过中间换热器输送到热水箱。
(二)采用无负压变频供水设备的应用
无负压供水系统在环保、节能、节水、节地、节省资金等方面优势显著,很多政府机关、企业、大专院校、高级宾馆和高级住宅区在新建或改建工程时,都首选无负压供水设备。
某市月牙湖花园小区为保证供水质量,该小区不设屋顶水箱。那么选择什么供水方式以保证24小时不间断供水且能最有效地节约能源呢?当然最理想的是利用城市管网无负压变频供水。
无负压变频供水设备具有以下优点:1)清洁卫生:由于取消了泵前的水池或水箱,实现了全封闭供水,根本上杜绝了自来水在水池或水箱中滞留时与空气接触而产生的水质污染。2)节能高效:可直接利用市政管网余压,实现叠压供水,不但节约大量的运行成本,而且降低水泵的装机容量。3) 结构紧凑:由于取消了泵前的水池和水箱,可以通过提高防护等级实现供水系统室外安装,取消水泵房,增加建筑物的有效使用面积。
水池、加压泵、高位水箱等是常规二次供水方式的主要设备,但常规二次供水一直都没能解决二次污染的问题,而且能源消耗相比其他方式也偏大,在新型建筑给排水设计中已经不是最佳方案,而采用环保性更好、能源消耗更少的无负压变频供水设备成为首选。供水时,若自来水管网的水量大干水泵流量时,设备正常供水。用水高峰期时,若自来水管网的水量小于水泵流量时,无负压稳流罐内的水作为补充水源仍能正常供水,此时,空气由真空调节器进入罐内,罐内真空遭到破坏,确保了自来水管网不产生负压用水后,系统又恢复正常供水状态。
(三)雨水的充分利用
雨水利用就是将雨水收集起来,经过一定的设施和药剂处理后,得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水,处理后的雨水作为一种可利用的水资源可以用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水。建筑物收集雨水的一般结构是,有导管把屋顶的雨水引入设在地下的雨水沉淀池,经沉积的雨水流入蓄水池,由水泵送入杂用水蓄水池,经加氯消毒后送入中水管道系统再利用。不过,雨水集蓄利用系统并不是适用于每个地方,如果降雨量不高或用水量不大则雨水集蓄利用系统的成本回收就比较慢,应周密考虑。
(四)加强中水系统推广应用
民用建筑或建筑小区使用后的各种排水f冷却排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等)经适当处理后回收用于建筑或建筑小区作为杂用的供水系统,称为中水系统。CECS30:91《建筑中水设计规范》已于1991年颁布实施,该规范的对象是“缺水地区”。而目前发布中水设施建设管理办法的市地并不多。中水系统得不到广泛应用的原因,一是建筑中水设计规范并不是强制规范,许多地区也无相应的管理办法出台;二是中水系统初期投资较高,占地面积较大,需专人管理,短期经济效益不明显。
对于用水量较大的高层或公共建筑物,从节水节能的长远利益来考虑,其排水系统宜采用优质生活废水和粪便污水分流体制,这样有利于优质杂排水的收集、处理以实现中水重复利用。实际经验表明每人每目直接用于饮食的水量一般不超过5 L,绝大部分的用水量是消耗在食物、衣物的洗涤、冲洗厕所、清洗地面和车辆。其中不直接接触人体的各种杂用水,约占总用水量的50%以上。也就是说,采用中水回用系统,在保证同样生活质量的前提下,现有的自来水供水量可节约30%~50%,可见节水潜力很大。
为使中水系统设计得以推广,必须首先加强新技术的开发,加快新产品的研制,以降低中水处理成本。采用建筑中水系统,可实现污、废水资源化,使污、廢水经处理后回用。既可节省水资源,又使污水无害化,起到保护环境,防治水污染,缓解水资源不足的重要作用。
结语
综上所述,在建筑的领域中,建筑物的节能是否达到预期标准,是给排水的设计好坏来决定的,所以做好给排水的节能设计是很有必要的,在设计的全过程中,属于重要的环节。因此要将有效的建筑节能技术运用到建筑给排水设计中,为我国的建筑给排水设计发展增砖添瓦。
参考文献:
[1]赵祥生,李志义.排水设计中节能环保理念运用性探析[J].能源与节能,2013,07:41-43.
[2]刘斌.对建筑给排水设计中常见问题进行分析和讨论[J].江西建材,2013,04:41-42.