发布时间:2023-12-27 14:49:23
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中图分类号:TU991.64 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0044-01
水资源短缺问题已经成为一个世界性的问题,所以,如何节约用水这一话题越来越受到人们的关注。在建筑给排水节能设计过程中,实现资源的有效利用,是建筑行业普遍应该关注的一个问题。所以提高建筑给排水设计工作者的节能观念,在实际的设计工作中应该将节能减排放在首位,达到资源的合理化利用,实现节约化生产。
1、合理利用市政管网余压、合理选择竖向分区
1.1 在城市供水中,根据城市供水规模大小不同,很多城市市政给水管网压力均在0.2~0.4MPa之间,能满足三~五层多层建筑供水压力。尽量的利用市政管网压力直接供水,可以有效的减少二次加压能耗。
1.2 利用市政压力,采用叠压供水系统。在城镇给水管网能满足用户的流量要求,叠压供水设备运行后不会对管网的其他用户产生不利影响的地区。在征得当地供水行政主管部门及供水部门批准认可时,可以采用直接从城镇给水管网吸水的叠压供水系。叠压供水可以减少水泵扬程及功率,有效的节约了加压能耗。
1.3 在系统的选用时应做仔细的计算,应充分利用市政压力,竖向合理分区,每区静水压力不能过高,避免因水压过高引起的用水浪费和压力浪费。每区供水压力≤0.45MPa,分区内低层部分的用水点处供水压力≤0.20MPa。在水泵的选用上,尽量避免水泵在低效段工作,以达到节能的目的。在给水系统中合理配置减压装置,是将水压控制在限值要求内,减少超压出流的技术保障。因为给水配件前的静水压大于流出水头,其流量就大于额定流量。超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益 ,是浪费的水量。由于这种水量浪费不易被人们察觉和认识 ,因此可称之为”隐形”水量浪费。 在我国现有建筑中,给水系统的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的。为改变这一状况,应采取减压措施。
2、使用节水型卫生器具
2.1 以光电控制式水龙头和充气水龙头代替普通水龙头。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。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。
2.2 使用一次冲水量小于6L的水箱大便器,或者采用延时自闭式水龙头和光电控制式水龙头的小便器、大便器,在出水一定时间后自动关闭,可避免长流水现象。水池、水箱溢流水位均设进水管自动关闭装置,防止进水管阀门故障时,水池、水箱长时间溢流排水。另外消防转输水箱设置溢流管、放空管回流至地下室消防水箱等方法都可减少自来水的浪费。
3、合理设置和使用水表
3.1 提高水表计量的准确性在调查中发现,由于选型和水表本身的问题,水表计量的准确性较差。如有的建筑物水表型号过大,当用水量较小时,水表指针基本不动。根据有关部门的统计,约有40%的水表不符合±4%的精度要求。水表计量的准确性,不仅涉及买卖公平问题,也关系到对漏损控制的评价和采用的对策。为此,应采取措施提高水表计量的准确性。
3.2 水表前加装过滤器影响水表计量准确度的主要原因之一是管网水质的影响,主要表现在水中杂质堵塞了水表滤网的部分进水孔,造成水表计量不准确。在水表前安装过滤器,可以解决这一问题并减轻水表磨损。国外在给水系统的阀门、水表、用水器具前大量使用过滤器并定期清洗。但在我国,过滤器的效用还未引起人们的足够重视,只是在少数场合应用。所以应加快过滤器的研制工作,并尽快在建筑中应用。
4、减少热水系统的无效冷水量
4.1 随着人民生活水平的提高和建筑功能的完善 ,建筑热水供应已逐渐成为建筑供水不可缺少的组成部分 。据调查,各种热水供应系统,大多存在着严重的水量浪费现象。主要体现在开启热水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡,循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流,使远离加热设备的环路中水温下降;热水管网布置或计算不合理,致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊,若冷水的压力比热水大,使用配水装置时往往要出流很多冷水,之后才能将温度调至正常。因此,新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本,根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式,尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。
5、充分利用雨水
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以利用的水资源,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。现在我国的大多数建筑都将屋顶的雨水直接排入市政雨水管道,这不仅增加了市政雨水管道的承受能力,加大了管径p增加了造价,同时也是一种对水资源的浪费。建筑物收集雨水的一般结构是,由导管把屋顶的雨水引人设在地下的雨水沉沙池,经沉积的雨水流人蓄水池,由水泵送至杂用水蓄水池,经加氯消毒后送至中水管道系统。目前,世界上许多国家都展开了对雨水利用的研究,以节约水资源,减轻当地的用水和污水处理负担。如德国,日本等国在一些城市的建筑物上设计了收集雨水的设施,将收集到的雨水用于消防、小区绿化、洗车、厕所冲洗和冷却水补给等,也可以经深度处理后供居民饮用。
6、利用太阳能用作住宅热水加热的节能技术措施
太阳能作为清洁能源,取之不尽,用之不竭,是节能的重要途径。我国大部分地区均处于北纬40度以北,日照时间较长,均适合推广太阳能热水器。居民生活用水,尤其是热水消耗了大部分的能源,热水的耗能占总耗能的85%以上,所以在阳光充裕的地方,可以优先选择将太阳能作为热源,很大程度上减少了电能的消耗,其次应该优选空气源热泵作为辅助热源,提供的热水能达到60摄氏度,满足热水使用要求,虽然初次投资较大,但从长远来看有效的节约了能源。
结语
综上,建筑给水排水系统节水节能的解决办法很多,除了前面讨论的几个方法之外,还可以通过合理安装太阳能的安装方位、合理的布置管道网络、充分做到水循坏利用、选择合适的水处理措施等方式达到节水节能的目的。因此,在日常生活中,从点滴做起,从每一个人开始做起,真正从观念上采取行动,从根本上采取切实可行的措施,建筑给水排水系统节能工作就一定能取得显著的效果。
参考文献
[1] 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版).
[2] 《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010.
[3] 《建筑给水排水设计手册》第二版上册.
我国是一个能源资源及其匮乏的国家,由于人口众多,资源总量虽然不算少,但是人均资源占有量一直处于世界排名的末端,以淡水资源为例,我国人均淡水资源占有量仅为世界平均值的20%,在我国北方,缺水问题严重影响到经济发展和人民生活水平的提高。一方面是资源的匮乏,另一方面是经济的快速发展带来巨大的能源消耗。就建筑方面来说,建筑能耗和用水量呈逐年增加态势,建筑用水量占整体用水量的大部分。因此,在给建筑设计给排水时,应该特别注意节能、节水、环保。
1 热源节能设计
随着人们生活水平的不断提高,现在小区大多实现了热水的集中供应,建筑热水循环系统的质量也越来越高,但是浪费的现象依然严重,主要浪费集中在开启热水装置后,不能及时获得满足用户需求的热水,而在这段时间内放掉的冷水就变成了为产生使用效益的无效冷水。生活热水供应占整个建筑能耗的15%-30%,其中制备生活热水的热源占系统能耗的85%以上,因此合理选择热源对于节能有着举足轻重的作用。因此在设计中应该充分考虑到节能减排。在设计中,应本着节能、节水的原则进行选择。而这种浪费是可以根据提高设计和施工的环节来减少浪费的。如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡,循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流,使远离加热设备的环路中水温下降;热水管网布置或计算不合理,致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊,若冷水的压力比热水大,使用配水装置时往往要出流很多冷水,之后才能将温度调至正常。同一建筑采用各种循环方的节水效果,其优劣依次为支管循环、立管循环、干管循环,而按此顺序各回水系统的工程成本却是由高到低。修订后的《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版)第5.2.10条提出了两种循环方式,即立管、干管循环和支管、立管、干管循环.取消了干管循环,强调了循环系统均应保证立管和千管中热水的循环,、节能有着重要的作用。因此,新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本,根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式,尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。
为了防止热量的损失,在设计建筑给排水时应该充分考虑到各个建筑的实际情况,利用好周边的工业余热或者废热来为建筑热水供热服务,这样既能有效地利用热能,又能防止环境污染。当然这种方式受局限性比较大,但是在有条件时应该首先考虑使用。其次就是在地热资源丰富的地段建立大型的建筑群,利用水质、水温和水压等参数尽可能直接利用或做简单处理后就能作为热水供应、采暖空调等热源来源。
太阳能是目前使用最普遍的热能,它具有取之不尽、用之不竭的特点,是最清洁和最环保的热能来源。在日照时间长,太阳辐射大的地区,它是最简单,利用率最高的热能来源。因此,在设计建筑给排水时,要进一步扩大太阳能利用的范围,加大开发力度,让这种清洁能源更好的为人类生活服务。
最后,在热源选择上还可以选择能够保证全年供热的城市热网区域性锅炉房的热水或者蒸汽作为热源。如热网或区域性锅炉房不能保证非采暖期的供热时,则应通过技术、经济比较后确定热源。如无可利用的城市热源时,可单独设置蒸汽或热水锅炉制备热源,也可采用然油、燃气机组制备热源或直接供给生活热水。局部热水供应系统的热源可根据具体情况选择太阳能、电、燃气等作为热源。
2 节水设计
建筑内部的水浪费是非常巨大的,主要的浪费集中在超压出流、管道及附件漏损等方面。卫生器具给水额定流量是指为满足使用要求,卫生器具给水配件出水口在单位时间内流出的规定水量。流出水头是保证给水配件流出额定流量所需的静水压。给水配件前水压大于流出水头,单位时间内的出水量超过额定流量的现象,称超压出流现象。一旦给水配件超压出流,不仅会破坏整个供水系统中正常的水压分配,给用户的用水带来不良影响,还会导致严重的浪费现象。因其浪费往往不被使用者察觉,因此不会及时休整,日积月累流失的水资源造成了极大的浪费,这种“隐形”的水资源浪费是及其巨大的。目前我国的建筑中或多或少都存在一些由于超压出流而产生的水资源浪费显现,浪费的水量不容忽视。另外一个导致水资源浪费的元凶就是管道及附件的漏损。由于在建筑过程或者输配过程中,使用一些质量不达标的管件,或者由于管家及其附件年久锈蚀,阀门、法兰等都有不同程度的漏水现象,从而造成水资源的浪费。生活中我们经常可以看到在水管连接处有涓涓细流流出,这就是法兰或者合阀门发生的漏水现象,只要不是大面积的喷射,往往不会引起人们的重视,但这样的浪费确实不容忽视的。另外浮球阀的损坏会直接导致水池、水箱从溢流管流出,卫生器具关不严、水龙头老旧等也会导致“细水长流”的情况发生,造成不必要的浪费。
为了节省水资源,减少浪费,在给建筑设计给排水时最好采用水箱供水的方式,这种方式的前提是市政管网的压力不能满足用户需求。水箱供水可以有效防止超压出流,因为其供水可靠、水压稳定,配水电压力波动较小,无论是独立水箱还是联合水箱,都具有以上特点。另外还可以设置减压装置,规范(GB50025-2003)3.3.5中规定水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设施。进行设计时,可在进户管处、水表前装设、调压孔板或节流塞减压,以减少超压出流流量。根据北京建筑工程学院相关研究得出,用水器具配水点处静水压大于0.15MPa时,其流出水量开始迅速上升。因此建议在配水点处静水压大于0.15MPa时,采取减压措施。
3 利用第二水资源——中水
中水的来源一般为建筑生活排水,主要是指人们生活的排除的冷却排水、沐浴排水、漱洗排水、洗衣排水等,其中不含厨房排水的成为优质杂排水。中水经过处理后达到规定的水质标准可用于生活、市政等飞饮用用途。我国巨大的人口基础和家庭总量,加上各个宾馆、饭店及政府部门的废水排量是惊人的,如果将这些废水都搜集起来用作它途,通过净化成为中水,将会大大缓解我国的水资源压力。中水可以用作厕所冲水、道路清扫、市政绿化、冲洗车辆、灭火消防等方面,代替等量的自来水,等于增加了城市的供水量,这对于一些缺水型城市来说是一个很有效的改善方法。当然,由于中水工程对建筑的设计要求较高,中水搜集系统的建设会影响到整个建筑设计,在已经建成的建筑中增加中水搜集系统比较困难,另外由于其前期投入成本过高,目前国内拥有中水搜集系统的建筑还占少数,要想制定成标准规范至少在目前看来是比较难于让开发商接受的。但是从长远看,在水资源越发缺乏的情况下,建设第二水资源——中水势在必行。
参考文献
[1]曹二梅.建筑给排水的节水设计[J].技术与市场,2010,(09)
中图分类号: S276 文献标识码: A
正文:
对于绿色建筑给排水节能新技术的应用来说,一方面应考虑到建筑的发展与人们日益提高的居住舒适度要求。另一方面也应在充分考虑成本与其设备性能的前提下,抓住绿色建筑给排水节能的关键点,把眼光放长远,尽可能地选择节水型设备与产品,并在此类产品的设计与安装中科学合理地根据具体情况进行配置,以全面提高其节能效果,发挥其应有的优势。此类产品初次购入时成本较高,但考虑到其节能降耗的能力,在长期使用的过程中,就可以收回其购入成本。这同时也意味着更高的经济效益、环境效益与社会效益目标得以实现。
1.建筑室内给排水节水措施
1.1雨水回收利用。为一个季风性气候显著的国家,我国降雨的季节性分布特征很强。特别是在雨季时节,大量的雨水由于没有得到及时的收集与利用而造成了很大的浪费。基于此,在居民小区设置一些雨水收集装置可以有效提高水资源的利用效率。由于雨水的清洁度本身就非常高,简单处理的成本低、效率高,其回收利用后的水质也能很快达到再次利用的相关标准。当然,在进行具体的回收时,应根据雨水回收后的实际用途来选择配套的处理标准与回收工艺。而经过净化处理后达到 GB/T18921-2002 水质标准的水资源可以用于景观环境用水。通常来说,收集净化后的雨水首先会应用到洗车、建筑施工、绿化及景观等领域,某些有条件的地区可以用于冷却循环、洗衣、消防以及冲厕等方面的水源补充。甚至在一些水资源严重匮乏的城市,达到饮用标准的就可以作为饮用水的水源。
1.2 合理回用中水
在人们的生活与活动中,建筑作为其重要的场所与空间,每天所产生的大量生活废水是建筑物产生污染与能源消耗的大头。这些生活废水包括建筑中空调设备的冷却用水,人们日常生活所需要的洗漱与洗衣类排水。其中污染最重的应是厨房污水,相对于厨房污水,其它的生活类排水其回收利用价值很高。如果对这些生活排水进行有效回收与利用,那么由于这些生活用水受污染度不高,不仅回收的工艺过程相对简单,可以很快达到相关的回收利用标准。同时那些没有处理干净的生活杂水也可以收集起来,作为市政道路的冲洗用水来源等,积少成多,这样的水循环利用方式可以节省下大量的水资源。为非饮用水资源之一的中水,一般是指经过净化处理后的各类排水达到一定的水质标准,就可以在一定范围内对其加以反复利用的水资源。通常可以按照一定的标准把中水的原水划分为生活污水和优质的杂排水,中水原水通常不是来自单一的某一种水源,大部分都是两三种水源的组合,例如:淋浴排水、盥洗排水以及盥洗排水的组合称作优质的杂排水,一般优先选择;生活排水中除了冲厕排水之外的其他排水被称为杂排水;全部的生活排水统一称作生活污水,水质最差。生活废水在我国各个行业的建筑排水中所占比例为:生活废水占住宅排水的 69%;生活废水占饭店、宾馆排水的 87%;生活废水占办公楼排水的 40%。如果把所有的生活废水全部收集起来,并对其加以净化处理使之达到中水标准,最终应用到绿地浇灌、车辆清洗、景观用水、道路清洁、冲厕以及其他的可以接受的应用领域,代替同样容量的自来水,从而大大节约城市的供水量。
1.3 真空排水措施
近些年来,为了适应我国快速发展的旅行行业,我国已经在多列铁路上成功安置了密闭式的真空厕所,迈出了真空排水的一大步。伴随列车真空厕所对真空排水技术的成功使用,我国的建筑行业也开始着手研究室内真空排水的应用问题。真空排水和传统的重力排水不同,它是使用空气来替代大部分水,利用真空负压所形成的高速的气体和水的混合物,瞬间冲洗掉洁具里面的污浊物,从而节约水资源,同时也排除了污浊的空气。根据以往建筑中真空技术的应用经验发现,使用真空排水最终实现的平均节水量超过了 40%,而如果应用到办公楼中,则可使得节水率高达 70%,节水效果非常显著。
2 建筑室内给排水的节能措施
在我国的社会经济发展过程中,节能始终是一个核心话题,节约能源不仅有利于环境保护,还将促进我国的经济发展。在设计建筑室内的给排水过程中,不仅要合理地布置给排水系统,还应该选择并安装适当的配水设备、热水供应设备和节水卫生设备以达到节能的目的。
2.1 热水供应系统的节能措施
通常情况下,在热水供应系统中可以使用的节能措施主要包括:通过减少流率来降低热水的消耗量;降低供水的热水温度(减少供水管路沿途的不必要的热损,但必须保证使用需求);使用高效的保温材料来降低热量损耗;提升换热器的传热性能和效率;使用节能设备;开发使用新型能源(如太阳能、空气源热泵、水源地源热泵等)等。新型能源的节能技术包括:
2.1.1 合理利用太阳能资源
作为绿色能源之一的太阳能,可以可持续性地使用,目前已经在我国得到了广泛地使用,主要表现在民用建筑中大范围使用太阳能热水器,以及在全国范围内广泛推行的“阳光计划”,以适应我国的可持续发展战略的要求。目前,我国已经出现了能源短缺的严重情形,而作为可再生能源之一的太阳能,取之不尽用之不竭,使用便捷、储量丰富,能够带来非常明显的社会效益。因此,我国未来的能源开发利用方向应该是大力开发使用太阳能,以降低污染的程度。
2.1.2 合理使用空气源热泵
从技术原理的角度来看,空气源热泵是用来提升热量的一种装置,即从周围的环境中吸收热量,然后把热量传递给需要加热的物体,其原理和制冷机比较类似,均是遵照逆卡诺的原理来循环工作,但是工作时的温度范围有较大不同。一般情况下,空气源热泵是由蒸发器、压缩机、过滤器、膨胀阀、冷凝器、储液罐以及储水箱等构成热水机组。一般的热泵产品的媒介都是制冷剂,因为制冷剂在汽化的时候所需温度较低(-40℃即可),使得外界温度和制冷剂之间构成温差,从而冷媒就可以从外界吸收温度继而发生汽化,再经过压缩机的压缩作用产生热量,使之变成高压高温的气体,然后再和水通过热交换器来交换热量,最终将水罐中的水加热到规定的温度,实现将冷水加热的功效。
2.2 选择适当的节水卫生设备及配水设备
功能良好的设备能够极大地节约水资源,因此,推行建筑节水的一个重要措施就是选择恰当的节水卫生设备及配水设备。具体包括:
2.2.1 使用新型的水龙头
来替换传统的水龙头例如充气水龙头和磁芯节水龙头水压相同时,磁芯节水龙头的节水效果更加显著,通常节水量高达 3% ~ 50%,大多数位于 20% ~ 30% 范围之内。此外,在普通水龙头的出水量比较大、静压也比较高的区域,磁芯节水龙头所能达到的节水量要更高。因此,应该在建筑室内大力推广使用磁芯节水龙头,从而降低水资源的浪费。
2.2.2 采取水箱容积比较小的大便器
当前我国正在大范围推广使用的节水型大便器的水箱是6L 的容量。我国应该在确保排水正常的情况下尽量使用水箱较小的大便器,也可以采取国外的一些做法,例如使用两档冲洗式水箱,冲洗小便的冲水量是 4L,冲洗大便的冲水量是6L,或者更少。
2.2.3 小便器及大便器的水箱可以使用自闭式的延时水龙头或者利用光电所控制的水龙头
自闭式的延时水龙头是指在一段时间的出水之后自动停止出水的水龙头,防止长时间流水,浪费水资源,还可以调控出水的时间以适应不同对象的使用要求,通常应用在车站或者码头等的室内建筑里;而利用光电所控制的水龙头不需要人为的触摸,完全自动控制出水和停止出水,可以在多种场合应用,但是它的价格相对较高。现如今,已经有很多公共建筑的室内安装了利用光电控制的小便器。
3 结语
建筑室内给排水还有非常大的节水节能潜力,如果能够采取适当的措施,有效降低水资源的需求量和消耗量,节约的大量水资源将可应用到其他急需水资源或者水资源匮乏的生产生活领域,造福国家和人民。
参考文献
Keywords: water supply and drainage design; Energy saving; measures
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
引言
节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针,也是当前一项极为紧迫的任务。而我国是水资源严重不足的国家,人均水资源占有量约为2400立方米,仅为世界人均水资源占有量的四分之一,因此,建筑给排水中的节水,节能作为国家节水,节能的一个重要领域,在现实国家可持续发展战略目标中显得极为重要,而对我们给排水工作者来说,节约国家的能源,为国家的发展做出自己应有的贡献更是责无旁贷。
一、建筑给排水节能设计的重要意义
(一)建筑给排水节能是经济发展的需要:能源是人类生存与发展的重要基础,经济的发展依赖于能源的发展。当今水源问题已经成为全世界共同关注的问题,水源短缺成为制约经济发展的重要因素。建筑从建材生产、建筑施工直到建筑物的使用,无时不在消耗着水源。因此在建筑给排水中推广节能技术势在必行。
(二)建筑给排水节能是环境保护的需要:提倡建筑给排水节能,减少污染物的排放也是改善生存环境,提高生活质量的一种有效的方法。
(三)建筑给排水节能是提高人民生活水平的需要::随着现代化建设的发展和人民生活水平的不断提高,人们追求更加舒适的建筑生活环境。而在当前水源十分紧张的状况下,节约建筑水耗就显得尤为重要了。建筑给排水节能设计是建立在满足合理舒适要求的前提下,通过技术减少水耗,提高水源的使用效率,满足建筑给排水节能的要求。
二、给水设计的主要节能措施根据我国目前建筑供水、用水的特点给排水节能设计的要点主要集中在三个方面:一是合理利用市政管网的余压,二是使用节能效果显著的供水设备设施是利用清洁、环保型能源(如太阳能等)作为建筑热水供应设备;三是节能、节水型的卫生器具,节水型的卫生器具能够有效地减少水的消耗量,而且对降低供水能耗也有着重要的意义。(一)合理利用市政供水管网余压尽管城市市政供水管网压力可能不同,但普遍在0.2-0.4MPa之间,五层以内的建筑的供水压力基本上是可以满足的。但随着我国经济的快速发展,土地资源越来越趋于紧张,为了提高土地的利用效率,城市建筑出现了越来越多的小高层、高层,甚至超高层建筑,这些建筑的楼层远远多于五层,因此,为了满足正常供水,必须采用二次加压技术来实现对建筑的正常供水。此时,合理利用市政管网压力,采用分区的供水方式可以非常有效地减少二次加压的能量消耗。这样设计还避免了低楼层管网压力过高带来的生活不便及其水资源的浪费。
(二)采用无负压变频供水设备储水池、加压水泵、高位水箱等是二次加压供水的主要设备,但二次加压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它方式也偏大,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。原因主要以下几个方面:一是可以有效地降低成本。采用无负压变频供水设备不需要二次加压供水方式中的储水池和水箱,降低了建造成本;二是对环境的污染更小。二次加压供水是需要将水输送到储水池或水箱,水在储水池或水箱存放过程中,可能会有大量的微生物生长,导致水的污染。无负压变频供水设备供水时,水不需要储存,减少了污染;同时节能效果突出。传统二次供水方式首先加压将水输送到储水池,然后再一次加压进行供水,这样造成了能源的浪费。而采用无负压变频供水设备进行二次供水,设备的水泵是跟市政管网是直接连接的,可以有效地利用原有市政管网压力供水;节水效果突出。常规的二次供水方式的储水池或水箱都是混凝土结构,抗渗防漏性能一般,不可避免地存在着跑冒滴漏现象,虽然量不是很大,但日积月累,造成的浪费也是非常惊人的。而且为了防止水的污染,需要定期清理储水池或水箱,无负压变频供水设备供水方式基本上不会出现上述的这种情况。
尽管如此,无负压供水设备的使用还受市政管网完善程度和自来水公司的要求,设置无负压供水设备需征得当地主管部门的意见,在不影响其它用户正常供水的情况和征得市政部门许可后,方可采用。另外,随着科技的进一步发展,设备也不断的完善,市场上还有一种箱式无负压供水设备,这种设备部直接抽取市政管网水量,而是在设备前设置一水箱,可少量储存水,能减少用户用水对市政管网水压的波动。另一方面,这种设备不同于传统的水箱-水泵联合供水方式,水箱的面积相对较小,能有效减小二次污染,节约泵房占地面积。节省土建造价,但是相对传统水泵-水箱联合供水方式造价偏高。希望随着社会的发展,能够降低成本,完善性能,得以广泛推广应用。
(三)充分利用清洁、环保型能源采用清洁、环保型能源对减少传统能源的消耗具有重要的意义,如地热、风能以及目前应用最广,技术最成熟的太阳能。在此针对太阳能在给排水节能中的应用进行详解。
1、利用太阳能用作住宅热水加热的使用范围及太阳能热水器的分类
(1)太阳能作为清洁能源,取之不尽,用之不竭。是节能的重要途径,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。我国大部分地区均处北纬40度以北,日照时间较长,均适合推广太阳能热水器。
(2)根据现在使用的太阳能热水器技术,按集热器形式可分为平板型和真空管型。
2、使用太阳能热水器的选择方式及节能效果
具体应用太阳能热水器应根据工程具体情况确定,在土建施工阶段预留热水器进出水管及管道井,在管理条件许可的情况下,应优先采用第一种供水方式,根据现有太阳能热水器技术,使用全玻璃真空管比较经济合理。
节能效果:每立方米水增压1m需要做功1000kgf.m=1*104J,水泵效率一般在0.6左右,按每度电能热功当量3617000J/KWH计算,需电能0.005KWH,按平均日生活用水量100L/人日计算,如充分利用0.3MPa市政管网压力,相比传统水池、水泵二次加压方式,需二次加压用户(三口之家)一年可节约能源3人*365天*0.1立方米/人日*30m水压*0.005kwh=16.5KWH,且比传统加压方式更能节约投资。总之,采用该节能方式节能效果还是比较显著的,节能性价比极高,故值得大力推广。
需要注意的是:太阳能的使用应该结合当地的情况及建筑物的情况合理设置,比如,在工程实际运行中,我们发现,阳台设计集热器的太阳能系统,2层以下,集热管因辐射热量不是充分,太能能的利用率不高,节能效果不明显。
3、采用节水型管材、卫生器具及配水器具
我国是水资源比较紧缺的国家,现我国大力提倡使用节水型卫生器具,除节水效果外,其节能效果也是比较显著的。目前使用节水型器具主要有以下几点:
(1)据资料显示,在普通住宅内采用6L左右的小容量水箱可以比9L容量水箱节水12%,办公楼效果更佳,可节水近三分之一宾馆、饭店可节水4%,办公楼可节水27%。
(2)厨房、沐浴、盥洗的节水
厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径,充气率一般可在15%左右。即节水率在15%左右。
排水和雨水(一)排水应尽量采用重力排水的方式,减少压力排水。能自流排水的情况下尽量不压力排水。
(二)污废水管道的敷设应就近排放,并应避免压力提升。
(三)中水的利用,充分回收利用优质杂排水和回收雨水用于绿化和道路浇洒。
(四)利用空调凝结水排水。5、蒸汽凝结水的回收利用。
中图分类号:F287.8文献标识码: A
前言
据调查数据表明,我国是水资源缺乏国家,与世界人均水资源占有量相比,我国人均水资源占有量仅是它的1/4,水是人类生存与发展的根本之源,节水与节能具有现实意义。伴随着经济发展和社会进步,人们的生活质量越来越高,建筑行业越来越发达,建筑给水排水设施日益丰富,在城市总用水量中,建筑用水所占比例与日俱增,在进行建筑给排水工程设计时应全方位考虑,除了考虑用水安全性、稳定性、经济性外,还应考虑节水与节能问题。
一、目前建筑水资源浪费原因
水资源在建筑给排水上的浪费原因,在设计、施工及使用过程中均存在,同时和公民的生活习惯及国家立法等等有关,水量的浪费主要有以下几个方面:
1超压出流浪费水量巨大。
给水配件阀前压力大于流出水头,给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象,称超压出流现象,该流量与额定流量的差值,为超压出流量。给水配件超压出流,不但会破坏给水系统中水量的正常分配,同时因超压出流量未产生使用效益,为无效用水量,即浪费的水量。然而这种“隐形”水量浪费在各类建筑中不同程度的存在,其浪费的水量也是十分可观的。
2热水干管循环浪费水量巨大
我国热水供应系统的水量浪费也较为严重,主要表现在开启配水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,往往要放掉不少冷水后,热水设备才能正常使用。这部分流失的冷水,未产生使用效益,可称无效冷水,也即浪费的水量。
3管道及阀门泄露
结合生产生活中常见的给水管接头处以及阀门连接处的漏水现象,可以得到在建筑给排水系统中,由于劣质的阀门、管道造成的泄漏,日积月累将产生大量的水资源损失。此外,还有更多的不容易察觉的,例如地下管道的泄漏,由浮球阀设计质量问题导致的水箱中的水量经溢流管流出以及卫生器具无法关紧等问题,这些都是导致建筑给排水水资源浪费的主要因素。
4水量计量及水费定价
水表是法定的计量仪表,水表质量低劣,计量不准,无法合理用水分析和水量平衡测试。以前一个住宅或单位工程没有设置进户总水表增加小区,查不出漏水隐患,而是采用分摊的方法处理差量,没有分清责任主体,居民节水积极性不高,管理责任部门也没有真正落实管理责任。我国水价没有实行利用经济杠杆调整水价。
5居民节水意识淡薄,平时没有养成良好的节水习惯,生活中水资源浪费现象到处可见。没有接受中水使用,雨水,冷凝水回用等节水措施。节水法律法规没有适应节水要求,用户计划用水,节约获奖,浪费受罚等节水措施因缺乏正确的依据,而不能顺利实施。
6废水再利用率不高,建筑中水工程建设严重不够。雨水、冷凝水等回用率不高。
二、 建筑给排水节水应对措施
1严格把好材料关
使用合格、合理的管材、阀门,给水管件及配件、推广新型节水设备,在给排水设计、施工等方面应严格把关,提高设计及施工质量。推广节水器具的使用是开源节流的节水措施之一。
2合理确定用水量的定额
随着国家节水法规、政策的出台,民众节水意识的提高,节水卫生器具的推广及用卡取水的应用等,建筑节水问题必须引起足够重视。我们在确定建筑物用水量时除了要按照《民用建筑节水设计标准》中的生活用水量定额标准,同时还应充分考虑到实际用水情况来确定用水量定额,并非选用越大越好。如果用水量均选择偏大,则城市自来水厂,污水处理厂的规模会偏大,市政给排水管道在管材、流速一样的情况下,管径会增大,或排水管道坡度会增大,建筑工程相应的蓄水池容积、加压泵的流量等均不同程度地加大,造成能耗的浪费。根据规范结合当地实际情况合理选用用水量的定额关系到给排水工程的方方面面,在确定建筑物用水量时按照规范可选用定额值下限,甚至可以降低。
3合理分区控制超压出流
建筑给水设计中一般按满足建筑物内最不利点所需要的压力要求来确定水箱高度或设定变频设备压力,由于建筑内部存在楼层间高差,低于最不利点的楼层其用水点水压要高一些。若给水配件阀前压力大于流出水头,其实际流量大于额定流量,超压的流量并未产生正常的使用效益,从而造成了的水量浪费,由于这部分水量是在使用过程中流失的,不易被人们察觉,根据有关资料显示,这种“隐形”的水量并不亚于“显性”的漏水量。因此,如何减少这部分水量的浪费有着重要的意义,在设计时,应对建筑物进行合理的竖向分区,同时,推荐支管减压作为节水的措施,减小用水点的出水压力,有测试表明,为减少超压出流造成的“隐形”水量浪费,提出了在设计中应将家庭入户管(或公共建筑配水横支管)的用水点工作压力限制在0.20 MPa或静水压力限制在0.25 MPa以内,压力大于以上数值时应设减压装置。
4合理设计热水供应系统
合理设计热水供应系统,热水循环方式的选择是影响无效冷水量多少的主要因素之一,新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本,根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式,尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。热水支管循环方式虽然最为省水,但目前受经济条件的制约,其循环方式在系统实施上较为复杂,且存在用水计量和压力平衡等问题难以要求全部热水系统采用这种供水方式做到,为此建议设计集中热水系统时应保证干管、立管中的热水循环,有经济条件的可做到支管循环。
5推广使用节水型卫生器具和配水器具
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9 L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。所以在选择节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。
6废水再利用
节水设计应因地制宜采取措施综合利用雨水、中水等非传统水源。雨水、中水等非传统水源可用于景观用水、绿化用水、汽车冲洗用水、路面地面冲洗用水、冲厕用水、消防用水等非与人身接触的生活用水,雨水还可以用于建筑空调循环冷却系统的补水。此外,随着城市建设的发展,城市大量污废水的排放严重污染了环境和水源。面对这种局面,摆在我们面前迫切需要解决的问题就是如何回收淡水资源。我国于20世纪80年代中期在北京建立了第一个中水试点工程。以后,各地纷纷展开了对中水系统的研究和试验。就以运行的中水系统来看,中水长期用于冲厕、冲洗汽车、绿化、浇洒道路均达到了良好的使用效果。故中水系统的开发和研究不仅节水,同时还有很好的经济效益和社会效益。
结束语
“坚持开发与节约并举。把节约放在首位”,在遵循生态规律、经济规律、社会发展规律等的前提下,在水资源、水环境承载能力范围内,在需水管理理论指导下,在完善的法律体系框架内,以政府为主导,综合运用行政、法律、管理、经济、宣传教育及科技的手段和措施,统一管理,科学配置,不仅能取得显著的经济效益,而且能在一定程度上缓解城市用水供需矛盾,解决高峰期缺水问题,还能减少污水排放量,保护环境,取得较好的社会效益和环境效益,建立节水型的社会。
参考文献
[1] 刘振印.建筑给排水节能节水技术探讨[J]. 给水排水. 2007(01)