论文部分内容阅读
摘要：介绍了新型节水设备，超压出水的控制，贮水池的设置，变频水泵的选取等方面的节水节能新方法、新技术。
关键词：建筑给排水 节水 节能
近些年来，减低能耗、最大限度的提高能源的利用率成为国民经济发展中的重要因素，作为一名给排水设计人员应该在设计环节就做好相关设计，下面介绍了节水及节能新技术在某工程中的实践。
工程简述：贵港市“七里香江”小区是由两栋26层住宅、五栋18层住宅（商住楼）、两栋6层商住楼组成的建筑群，共用一个地下一层的汽车库,地上建筑面积为191377M 2 ,建筑高度最高为83.2米。
1、节水技术在本工程的应用
1.1、使用优质管材、阀门
镀锌钢管容易生锈，造成水质污染，长时间闲置后再使用就会有锈水放出导致浪费，同时管件接头处容易锈蚀造成漏水渗水，本工程给水系统不予采用此种落后管材，而是采用符合饮用水水质卫生性能标准的新型管材钢塑复合管、PP-R 管，排水系统采用难燃级硬塑PVC-U管，它们都具有密封性能安全可靠，耐酸、碱、耐腐蚀、不结垢的特点,这就能很好的避免管道污染水质；阀门也是建筑给排水中最常用的配件之一，其类型和质量的好坏也能影响到水的质量,本工程给水入户支管采用密闭性能好的铜镀镍络截止阀,绿化给水栓采用软密封闸阀,消防系统（水泵吸水管除外）采用既方便启闭又节省空间的蝶阀。
1.2、 使用节水型卫生器具
卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑群节水的效果,在选择节水型卫生器具和配水器具时，除了要考虑价格因素外，还要考察其节水性能的优劣。
1.2.1在水压相同的条件下，节水龙头比普通水龙头有着更好的节水效果，节水量为3%~50%，大部分在20%~30 %之间。且在静压越高、普通水龙头出水量越大的地方，节水龙头的节水量也越大。 [1]这样可从源头上减少净水的浪费。因此，应在建筑中（尤其在水压超标的配水点）安装使用节水龙头，以减少浪费[1]。本工程采用陶瓷阀芯水龙头。
1.2.2本工程大便器采用延时自闭式冲洗阀,在出水一定时间后自动关闭，可避免长流水现象,节约用水，并且出水时间可在一定范围内调节。
1.2.3本工程使用小容积水箱大便器。目前我国正在推广使用6 L 水箱节水型大便器。设计人员应在保证排水量充足的情况下使用小容积水箱大便器。现行的做法，采用两档冲洗水箱：两档冲洗水箱在冲洗小便时，冲水量为3L（或更少）；冲洗大便时，冲水量为6 L（或更少）。
1.3、贮水池的设置
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第7.3.5条“同一时间内只考虑一次火灾的高层建筑群可共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱”。本工程消防贮水量按其中最大的一座高层建筑需水量来计算，这样可以节省工程建设和设备投资，降低运转费用，还便于集中管理，避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。按照工程实际,在设计中将消防贮水(540M3)和天面10min消防贮水(18M3)分别设置于地下一层和26#楼的二十六层天面。
2、节能技术在本工程的应用
2.1、 生活给水管道的减压节流
卫生器具给水额定流量是为满足使用要求，卫生器具给水配件出口，在单位时间内流出的规定出水量。流出水头是保证给水配件流出额定流量，在阀前所需的静水压。超压出流是指给水配件前的静水压大于额定的流出水头，其流量大于额定流量的现象。超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益，是在浪费水量。水压过大，水龙头启闭时易产生水击及管道振动(即水锤)，使得阀门和给水龙头等磨损较大，缩短了使用寿命，并可能引起管道连接处松动漏水，甚至损坏，从而加剧了水的浪费；水压过大，还会产生很大的噪声，影响室内环境。根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）规定各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa。 而卫生器具的最低使用水压为0.05MPa~0.15MPa，如果不采取措施，则卫生器具大部分处于超压出流状态。所以，在设计中合理限定配水点的水压是解决问题的关键所在。本人认为入户管的工作压力限值应为0.18MPa（若该层卫生器具中无蹲式大便器则可放松到0.15 MPa），静水压力限值应为0.20MPa。压力大于上述限值时，应采取减压措施。这就需要在建筑给水系统中合理分区,并在每个分区的下面几层中配置减压装置。合理的分区主要是根据建筑物的用水点、高度等诸多因素和实际情况所决定的，而对于设置减压装置主要是在合理分区后通过计算水压来设置的。本工程的做法如下:
2.1.1设置减压阀
减压阀具有较好的的减压效果，可使出流量大为降低。试验表明，在入户支管上设置减压阀的住宅楼，各楼层出水量明显较小，且各配水点水压、流量较均匀，基本没有处于超压出流状态。本工程在各分户水表后设置AD型减压阀，阀后压力调整为0.20MPa.
2.1.2给水系统竖向分区
本工程是高层建筑群，所处地段市政管网压力约为0.35Mpa, 城市管网水压难以完全满足其供水要求,合理利用市政管网压力,采用分区供水方式,可以减少二次加压能耗。本工程给水系统分四个区:六层及以下部分为低区,直接利用市政管网直接供水,最大程度的避免了二次加压,使中高区泵组的负荷大大减少；七层~十二层为中a区,由中a区无负压供水设备供水；十三层~十九层为中b区,由中b区无负压供水设备供水；二十层及以上为高区,由高区无负压供水设备供水。这样即不浪费市政管网余压,又不至于使低区管网压力过高,造成能耗及水量浪费.中高区各自使用变频加压泵组,缩小了泵的扬程的选用范围,通过系统压力的变化改变水泵的供电频率,减少了电能的使用,从而达到节能的目的。
2.2、 充分利用市政管网的可用压力
高层建筑，城市管网水压难以完全满足其供水要求。某些工程设计中将管网进水直接引入贮水箱再由水泵加压供水，白白损失掉了可用水头，尤其是当贮水箱位于地下层时，反而把可用水头全部转化成负压，很不经济合理。在城市供水中,根据城市供水规模大小不同,一般市政给水管网压力均在0.2~0.4MPa之间.合理利用市政管网压力,采用分区供水方式,可以减少二次加压能耗.如市政管网压力为0.35Mpa,则六层及以下楼层可采用市政管网直接供水，六层以上采用无负压变频供水设备供水.这样即不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高,造成能耗及水量浪费 。在本工程中，一~六層涵盖了全部商场及部分住宅，这部分用水量占建筑物总用水量相当大的比例，如果全部由贮水箱及水泵加压供水，无疑是一个极大的浪费。用水量估计如下：
从表中可以看出，低区用水量较大，若这部分用水全部由水泵负担，则耗电量较大，因此应该重视市政管网余压的充分利用。
2.3、加压设备的选择
使用无负压给水设备加压与传统二次加压方式比较（传统方式为市政管网→贮水箱→屋顶水箱→用户）有以下优点：
2.3.1.减少投资：传统加压方式需要建地下贮水箱及屋顶水箱，使用无负压给水设备可取消水池及水箱，节约了占地投资、水箱设备投资；
2.3.2.减少污染：传统二次加压方式中自来水在水池及水箱内停留时间较长，从而导致水中余氯余量低，微生物含量高，水质被污染的概率升高；使用无负压设备，设备与市政管网直接对接，水质得到很好的保证；
2.3.3.可节省大量能源：传统二次加压方式是将自来水直接放入水池或水箱中，使原有压力全部变为零，再重新加压供水，自来水原有的能源白白浪费掉；而无负压设备完全利用原有市政管网压力供水，与供水管网直接相连，差多少补多少。
2.3.4.可减少水资源浪费：由于传统方式中，水池、水箱均为混凝土结构，漏水、蒸发不可避免，即便是钢板拼接的新型水箱，水箱亦需定期清洗，浪费大量清水。
综上所述，无负压是节质、节能、卫生、环保的供水方式，本工程采用3套无负压给水设备，分别供给中a区、中b区、高区生活用水，节能效果明显。
2.4、 水表科学设置
“一户一表”制度的执行让某些设计者陷入了误区，不顾建筑规模，统统将水表设于底层。对于建筑层数多于十一层的住宅笔者建议将水表设于住户本层或间隔三层设置，而非将水表设于底层集中，因为对层数较多的住宅而言，水表设于底层势必会增加给水立管的长度，从而带来管材造价的增加、并且如果给水立管暴露在外墙，还会引发管材易变形、易老化，水头损失增加等等一系列问题，管道使用年限减低。本工程在小区引水总管上设有总水表，通过与各分户水表进行水量平衡分析，有利于查出漏水隐患。除六层住宅水表设于底层外，其余（十八层、二十六层）住宅水表设于每层的公用区域内，既节约管材，又便于管理。
2.5、室外消防管网
本工程对小区管网进行合理设计，低区给水管网与室外消火栓合用给水管网，基本上不增加管网投资，节约了相当多的管材及施工费用，并且最大限度避免了“死水”的区域，值得推广。
3、结语
节水节能是未来社会生活中一个永恒的主题，对于每一个建筑给排水设计工作者来说，节水节能问题贯穿于设计中的每一个细节。建筑给排水的绝大部分新材料、新设备、新工艺都与节水节能的要求密切相关，充分利用这些新技术实现建筑给排水的节水节能是我们的责任。
注：本章内容的所有图表及公式以PDF形式查看
关键词：建筑给排水 节水 节能
近些年来，减低能耗、最大限度的提高能源的利用率成为国民经济发展中的重要因素，作为一名给排水设计人员应该在设计环节就做好相关设计，下面介绍了节水及节能新技术在某工程中的实践。
工程简述：贵港市“七里香江”小区是由两栋26层住宅、五栋18层住宅（商住楼）、两栋6层商住楼组成的建筑群，共用一个地下一层的汽车库,地上建筑面积为191377M 2 ,建筑高度最高为83.2米。
1、节水技术在本工程的应用
1.1、使用优质管材、阀门
镀锌钢管容易生锈，造成水质污染，长时间闲置后再使用就会有锈水放出导致浪费，同时管件接头处容易锈蚀造成漏水渗水，本工程给水系统不予采用此种落后管材，而是采用符合饮用水水质卫生性能标准的新型管材钢塑复合管、PP-R 管，排水系统采用难燃级硬塑PVC-U管，它们都具有密封性能安全可靠，耐酸、碱、耐腐蚀、不结垢的特点,这就能很好的避免管道污染水质；阀门也是建筑给排水中最常用的配件之一，其类型和质量的好坏也能影响到水的质量,本工程给水入户支管采用密闭性能好的铜镀镍络截止阀,绿化给水栓采用软密封闸阀,消防系统（水泵吸水管除外）采用既方便启闭又节省空间的蝶阀。
1.2、 使用节水型卫生器具
卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑群节水的效果,在选择节水型卫生器具和配水器具时，除了要考虑价格因素外，还要考察其节水性能的优劣。
1.2.1在水压相同的条件下，节水龙头比普通水龙头有着更好的节水效果，节水量为3%~50%，大部分在20%~30 %之间。且在静压越高、普通水龙头出水量越大的地方，节水龙头的节水量也越大。 [1]这样可从源头上减少净水的浪费。因此，应在建筑中（尤其在水压超标的配水点）安装使用节水龙头，以减少浪费[1]。本工程采用陶瓷阀芯水龙头。
1.2.2本工程大便器采用延时自闭式冲洗阀,在出水一定时间后自动关闭，可避免长流水现象,节约用水，并且出水时间可在一定范围内调节。
1.2.3本工程使用小容积水箱大便器。目前我国正在推广使用6 L 水箱节水型大便器。设计人员应在保证排水量充足的情况下使用小容积水箱大便器。现行的做法，采用两档冲洗水箱：两档冲洗水箱在冲洗小便时，冲水量为3L（或更少）；冲洗大便时，冲水量为6 L（或更少）。
1.3、贮水池的设置
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第7.3.5条“同一时间内只考虑一次火灾的高层建筑群可共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱”。本工程消防贮水量按其中最大的一座高层建筑需水量来计算，这样可以节省工程建设和设备投资，降低运转费用，还便于集中管理，避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。按照工程实际,在设计中将消防贮水(540M3)和天面10min消防贮水(18M3)分别设置于地下一层和26#楼的二十六层天面。
2、节能技术在本工程的应用
2.1、 生活给水管道的减压节流
卫生器具给水额定流量是为满足使用要求，卫生器具给水配件出口，在单位时间内流出的规定出水量。流出水头是保证给水配件流出额定流量，在阀前所需的静水压。超压出流是指给水配件前的静水压大于额定的流出水头，其流量大于额定流量的现象。超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益，是在浪费水量。水压过大，水龙头启闭时易产生水击及管道振动(即水锤)，使得阀门和给水龙头等磨损较大，缩短了使用寿命，并可能引起管道连接处松动漏水，甚至损坏，从而加剧了水的浪费；水压过大，还会产生很大的噪声，影响室内环境。根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）规定各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa。 而卫生器具的最低使用水压为0.05MPa~0.15MPa，如果不采取措施，则卫生器具大部分处于超压出流状态。所以，在设计中合理限定配水点的水压是解决问题的关键所在。本人认为入户管的工作压力限值应为0.18MPa（若该层卫生器具中无蹲式大便器则可放松到0.15 MPa），静水压力限值应为0.20MPa。压力大于上述限值时，应采取减压措施。这就需要在建筑给水系统中合理分区,并在每个分区的下面几层中配置减压装置。合理的分区主要是根据建筑物的用水点、高度等诸多因素和实际情况所决定的，而对于设置减压装置主要是在合理分区后通过计算水压来设置的。本工程的做法如下:
2.1.1设置减压阀
减压阀具有较好的的减压效果，可使出流量大为降低。试验表明，在入户支管上设置减压阀的住宅楼，各楼层出水量明显较小，且各配水点水压、流量较均匀，基本没有处于超压出流状态。本工程在各分户水表后设置AD型减压阀，阀后压力调整为0.20MPa.
2.1.2给水系统竖向分区
本工程是高层建筑群，所处地段市政管网压力约为0.35Mpa, 城市管网水压难以完全满足其供水要求,合理利用市政管网压力,采用分区供水方式,可以减少二次加压能耗。本工程给水系统分四个区:六层及以下部分为低区,直接利用市政管网直接供水,最大程度的避免了二次加压,使中高区泵组的负荷大大减少；七层~十二层为中a区,由中a区无负压供水设备供水；十三层~十九层为中b区,由中b区无负压供水设备供水；二十层及以上为高区,由高区无负压供水设备供水。这样即不浪费市政管网余压,又不至于使低区管网压力过高,造成能耗及水量浪费.中高区各自使用变频加压泵组,缩小了泵的扬程的选用范围,通过系统压力的变化改变水泵的供电频率,减少了电能的使用,从而达到节能的目的。
2.2、 充分利用市政管网的可用压力
高层建筑，城市管网水压难以完全满足其供水要求。某些工程设计中将管网进水直接引入贮水箱再由水泵加压供水，白白损失掉了可用水头，尤其是当贮水箱位于地下层时，反而把可用水头全部转化成负压，很不经济合理。在城市供水中,根据城市供水规模大小不同,一般市政给水管网压力均在0.2~0.4MPa之间.合理利用市政管网压力,采用分区供水方式,可以减少二次加压能耗.如市政管网压力为0.35Mpa,则六层及以下楼层可采用市政管网直接供水，六层以上采用无负压变频供水设备供水.这样即不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高,造成能耗及水量浪费 。在本工程中，一~六層涵盖了全部商场及部分住宅，这部分用水量占建筑物总用水量相当大的比例，如果全部由贮水箱及水泵加压供水，无疑是一个极大的浪费。用水量估计如下：
从表中可以看出，低区用水量较大，若这部分用水全部由水泵负担，则耗电量较大，因此应该重视市政管网余压的充分利用。
2.3、加压设备的选择
使用无负压给水设备加压与传统二次加压方式比较（传统方式为市政管网→贮水箱→屋顶水箱→用户）有以下优点：
2.3.1.减少投资：传统加压方式需要建地下贮水箱及屋顶水箱，使用无负压给水设备可取消水池及水箱，节约了占地投资、水箱设备投资；
2.3.2.减少污染：传统二次加压方式中自来水在水池及水箱内停留时间较长，从而导致水中余氯余量低，微生物含量高，水质被污染的概率升高；使用无负压设备，设备与市政管网直接对接，水质得到很好的保证；
2.3.3.可节省大量能源：传统二次加压方式是将自来水直接放入水池或水箱中，使原有压力全部变为零，再重新加压供水，自来水原有的能源白白浪费掉；而无负压设备完全利用原有市政管网压力供水，与供水管网直接相连，差多少补多少。
2.3.4.可减少水资源浪费：由于传统方式中，水池、水箱均为混凝土结构，漏水、蒸发不可避免，即便是钢板拼接的新型水箱，水箱亦需定期清洗，浪费大量清水。
综上所述，无负压是节质、节能、卫生、环保的供水方式，本工程采用3套无负压给水设备，分别供给中a区、中b区、高区生活用水，节能效果明显。
2.4、 水表科学设置
“一户一表”制度的执行让某些设计者陷入了误区，不顾建筑规模，统统将水表设于底层。对于建筑层数多于十一层的住宅笔者建议将水表设于住户本层或间隔三层设置，而非将水表设于底层集中，因为对层数较多的住宅而言，水表设于底层势必会增加给水立管的长度，从而带来管材造价的增加、并且如果给水立管暴露在外墙，还会引发管材易变形、易老化，水头损失增加等等一系列问题，管道使用年限减低。本工程在小区引水总管上设有总水表，通过与各分户水表进行水量平衡分析，有利于查出漏水隐患。除六层住宅水表设于底层外，其余（十八层、二十六层）住宅水表设于每层的公用区域内，既节约管材，又便于管理。
2.5、室外消防管网
本工程对小区管网进行合理设计，低区给水管网与室外消火栓合用给水管网，基本上不增加管网投资，节约了相当多的管材及施工费用，并且最大限度避免了“死水”的区域，值得推广。
3、结语
节水节能是未来社会生活中一个永恒的主题，对于每一个建筑给排水设计工作者来说，节水节能问题贯穿于设计中的每一个细节。建筑给排水的绝大部分新材料、新设备、新工艺都与节水节能的要求密切相关，充分利用这些新技术实现建筑给排水的节水节能是我们的责任。
注：本章内容的所有图表及公式以PDF形式查看