论给排水结构设计节能与应用

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摘要:随着经济的不断增长，自然资本的消耗日益严重。在建筑领域，给排水的设计如何能达到节能也成为检验该建筑物是否节能的标尺。本文从市政管网压力、采用新型的供水设备、实施减压节流、开发推广中水回用技术等方面浅析了建筑给排水设计在建筑节能中的应用。

关键词：给排水结构；建筑给排水；节能设计

中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：

引言

我国经济的高速发展过程中，对环境也造成了巨大的压力，各个城市不同程度地存在着环境污染的问题。而建筑在能源消耗中占据相当大的比例，所以建筑设计者应该要降低资源消耗、减少污染，与自然和谐统一。

1.建筑给排水节能与功能、节水、经济的关系

1.1节能与功能

建筑给排水节能的关键是从系统的设计抓起。合理的系统设计需要既满足使用功能又满足节能要求。节能需要多种技术的综合应用，结合建筑的特点、地区的具体情况采取不同节能方式的组合。

1.2节能与节水

建筑给水排水的节能是重点降低转自:长期使用时的总能耗，节水是重点考虑水资源的循环利用，节材是重点研究新型工业化和产业化道路。

1.3节能与经济

能应强调建筑整体的效益根据功能目标、使用性能、经济效益达到预期的目的。事实上，节能是一个相对的概念，经济问题也是需要考虑的，节能的经济性可以通过一定时期的运行来得到经济回报。

2.给排水设计的节能措施

2.1合理利用市政管网余压

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，只能满3-5层多层建筑供水压力．现在城市城区的土地利用率均较高，城区住宅高层建筑增多,且一般多层住宅楼层均在五层以上，供水压力要求采用二次加压.合理利用市政管网压力，采用分区供水方式并采用新型供水设施,可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.3MPa则5层及以下楼层可采用市政管网直接供水,5层以上采用无负压变频供水设备供水．这样既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。

自来水管网供水范围较大,从经济技术及供水安全性方面考虑,城市管网系统供水压力一般15m左右，正常情况下可直供到几层用户用水.目前情况是:设计部门一般按甲方及市政主管部门的要求,地下室用水由市政管网直供，其它用水均需楼内自行加压供给,这显然没有充分利用市政水压,从节能角度考虑是对能量的一种浪费。针对这一问题,设计部门应与市政主管部门充分沟通,准确掌握建筑周边市政资料,在满足用户用水量、水压安全性基础上,在市政水压直供范围内尽量直供。无负压变频供水装置是一种可以充分利用市政水压的新型供水方式.

2.2合理选择给水方式

高层建筑加压给水系统主要有水池-水泵-水箱联合供水和水池一水泵调速供水两种方式．水池-水泵调速供水,水压稳定,此系统无高位水箱,少了一个水质二次污染的环节,是目前建筑高度小于100m的高层建筑的主要供水方式，水泵通过改变水泵电机频率来改变水泵出水流量,可以明显节能。

2.3采用变频调速水泵

高层建筑通常采用水泵水箱联合供水方式，由水泵将水提升到高位水箱，再向下供水，为防止一些用水点超压，需设置减压装置，造成不必要的能耗，而由于电机的启动非常频繁，也会造成电能的大量浪费。设计中可以采用变频调速水泵直接向给水系统供水，采用调节速度的方式来调节流量，根据水量需要自动调节水泵电机转速，水量需要大时电机转速增大，需要小时电机转速减小，避免电机频繁启动，从根本上防止电能浪费。

2.4选用节水管材

水在从水厂到配水点的输送过程中给水管道的流速及管道内、壁的粗糙度对水的水头损失会产生很大影响，管道内壁的粗糙度及局部阻力越小则水在管道中的流动阻力也越小，因此当管径确定后从节能的角度考虑应选用粗糙度小局部阻力小的管材，而对于需二次加压供水的给水系统，其工程管线越长其阻力损失值就越大，对于选用的加压泵对系统最不利点的供水压力稍显不足时可通过调整内壁较光滑的供水管材来降低阻力损失，并保证满足系统供水要求的目的。

2.5利用太阳能制备住宅热水，节约电能和天然气

现代的太阳热能科技是将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。太阳能取之不尽、用之不竭的特点使其成为节能设计的首选。在给排水节能设计中，可考虑采用太阳能热水器或热泵热水器取代传统高能耗的燃煤、燃油、燃气热水器及电锅炉。

太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、循环管、循环泵、配水管等组成的。我国大部分地区日照时间较长，适宜推广使用太阳能。太阳能一般分为平板型和真空管型两种。在太阳能热水系统设计中应注意在寒冷地区应考虑其抗冻性能、抗热冲击性能以及其承压能力等因素。

2.6热水系统的节能措施

2.6.1循环系统应尽量设计成同程式,避免采用异程式,以防止出现循环水流短路,造成远冷近热，引起无效冷水最。

2.6.2冷热水起点压力相同,但热水经换热器有水头损失,且相同流速下,热水管水头损失较冷水管大,在进行冷热水管计算时,适当放大热水管管径,减小热水管道水头损失,尽是保证冷热水供水系统在配水点处有相同的水压,减小用水时调节阀门的时间,节约能耗；

2.6.3对于集中供热的建筑,当部分用水点较分散且远离供水设备时，这部分用水点宜采用局部加热设备以减小供水管道的长度,减少热损失；

2.6.4对于设置分区给水系统的高层建筑.除在分区上冷热水压一致外，在同一个分区内热水出水点压力应适当控制，宜控制在25m以下，超过30m时宜设置支管减压阀,避免热水的超压出流，节约热量。

2.7应注意生活给水管道中减压节流问题

生活给水系统按规定竖向分区后仍然存在部分卫生器具配水点水压偏大的问题,若不采取减压节流措施,卫生器共的实际出水流量将会是额定流量的4~5倍,随之引起水量浪费、水压过高、漏水量增加的弊病,同时易产生水击、噪声和振动,致使管件损坏、破裂。因此高层建筑给水系统竖向分区后仍应注意减压节流的问题。为了减少超压出流现象,在给水系统设计中需合理配置减压、装置,将水压控制在限值要求范围内。目前,减压装置主要有减压阀、减压孔板和节流塞。

2.8采用节水节能型卫生器具和配水器材

作为水的最终使用单元,卫生器共和配水器具的节水性能直接影响着建筑节水工作的成效.目前使用节水型卫生器具的主要办法有：

2.8.1使用小容积水箱,减少马桶冲洗水量.目前我国正在推广使用6L水箱节水型大便器．如果采用两档冲洗阀门,则普通住宅可节水12%，宾馆、饭店可节水4%，办公楼可节水27％.

2.8.2在配水器的选择方面,浴盆、洗脸盆等卫生器具的节水主要靠给水配件的性能改善来实现,比如充气水龙头、脚踏开关淋浴器、节水延时自闭冲洗阀等,均可以不同程度地起到节水、节能的效果。采用充气水龙头和泡沫口水龙头比普通水龙头节水20~30％左右。

2.8.3公共卫生间的冲洗系统建议摒弃传统的定时冲洗，采用光电数控控制，根据人数来进行冲洗从而减少水量的浪费。现在小便器冲洗系统中研制成一种感应冲洗阀,利用红外线作用,当人离去后就有最小限度的水冲洗小便器,是比较节水的小便器。

3.结束语

由于现代社会滥用资源，同时又不注意保护环境，造成的负面效应越来越严重地影响到了经济的发展。大多数资源的不可再生性迫使人们在节约能源上作文章，水作为人们时刻利用的但资源紧缺的资源更是越来越受到人们重视，在现代建筑物设计过程中应坚持节能减排、治污节水等方面下手搞好节能节水工作。

参考文献：

[1]高层建筑给水排水设计手册[第二版]陈方肃/杜一民等，湖南科学技术出版社2001.

[2]建筑给水排水设计规范(GB50015-2006)[S].