对建筑给排水中的节能相关问题的探讨
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摘要：本文结合笔者多年的工作经验，就对建筑给排水中的节能问题进行了分析，并就这些问题的相关措施进行探讨，供同行参考。
关键词：建筑给排水；材料及系统选择；节能设计；新技术
1建筑节能概况
建筑给水排水的节能就是在建筑物的规划，设计，新建改造合格使用过程中执行建筑节能标准，采用节能型的建筑集注，工艺设备，材料和产品，提高系统效率和保温隔热性能，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源在保证建筑物给水功能和环境质量的前提下减少给水排水系统的能耗。建筑给排水的能耗在建筑中的比例虽然不大，但降低使用能耗，提高能源利用率。有利于节约用水，改善设计系统的效率，保护环境。因此，重视给水排水中的节能是具有重要意义的。
2给排水材料的选择
新型材料的运用往往对某项工程具有革命性的意义，所以我们要不断的寻求关注新材料的发展。目前条件下，我们所要寻求的是在满足水质、水量、水压的条件下最经济实用方便的材料。
对管道的选取现做如下的归纳：给水管道可采用钢管、铸铁管、塑料管和复合管等。焊接钢管耐压、抗震性能好，单管长，接头少，且重量比铸铁管轻，有镀锌钢管(白铁管)和非镀锌钢管(黑铁管)之分。塑料管具有耐化学腐蚀性能强，水流阻力小，重量轻。钢塑复合管兼有钢管和塑料管的优点。埋地给水管道可用塑料给水管、有衬里的铸铁给水管、经可靠防腐处理的钢管。室内给水管道可采用塑料给水管、塑料和金属复合管、铜管、不锈铜管及经可靠防腐处理的钢管。生产和消火栓给水管一般采用非镀锌钢管或给水铸铁管。自动喷水灭火系统的给水管应采用镀锌钢管或镀锌无缝钢管。钢管连接方式有螺纹连接、焊接和法兰连接，为避免焊接时锌层破坏，镀锌钢管必须用螺纹连接或沟槽式卡箍连接。给水铸铁管采用承插连接，塑料管则有螺纹连接、挤压夹紧连接，法兰连接、热熔合连接、电熔合连接和粘接连接等多种方法。
传统的给排水管道一般使用镀锌钢管，但由于镀锌钢管容易锈蚀，使用寿命短等问题，国家正大力推广使用塑料给排水的应用。与金属管道相比较，塑料水观具有重量轻，耐压强度好，输送液体压力小，耐化学腐蚀性能强，安装方便，使用寿命长等特点。目前排水管道普遍使用塑料管道，但是普通UPVC管道的排水噪音要比铸铁管高，若排水立管靠近卧室，加上现浇楼板的隔音效果较差，住户能明显感觉到排水管道的噪音，降低了生活质量。选择合适的管材对建筑物本身的造价及以后的维护管理有着深远的意义。
3设计者对给排水系统的选择
对于高层建筑，城市市政给水管网水压一般难以完全满足其供水要求，只能采用区域或独立的升压系统供水。某些工程设计中将管网进水直接引入贮水池中，白白损失掉了可用压头，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把压头全部转化成负压，更不经济合理。因此，应对多层住宅、别墅和高层住宅低区尽量利用外部给水管网的压力直接供水。对高层住宅，当外部管网水压不能满足整个建筑物全部用水要求时，可采用分区供水，n层(市政管网水压仅能保证n层以下)以上采用变频供水设备等二次加压供水。这样既减少了建筑投资，消除水质二次污染，又节约了电耗，加压设备为全自动系统还可减少运行管理费用。
对于设计工作者，合理的设计选择系统非常重要。首先，要充分利用市政管网的压力，直接供水；合理进行竖向分区，平衡用水点的水压；采用并联给水泵分压，尽量减少减压阀的设置；推荐支管减压作为节能节水的措施减小用水点的出水压力：合理设置生活水池的位置，尽量减小设置深度，一减小水泵的提升高度从而减小能耗。在供水方式的的选择上，要不同情况不同对待，以下某宾馆给水方式的选择：
设计资料：该建筑一层层高4.8m，2～14层层高3.6m，地下一层标高为-4.8m。室内外高差为0.75m，冻土深度0.5m。城市给排水管道现状：本建筑物北侧有城市给水管可作为该建筑物的水源，其直径200mm，常年可提供的工作压力为0.28MPa，管顶埋深为地面以下1.0m。
方案一：由于城市的市政管网压力在该处的压力为0.28MPa，地下一层至二层的给水系统可以由市政管网直接供水，作为给水系统的低区；三层至十四层通过楼顶的水箱，采用上行下引的方式供水，作为给水系统的高区。但由于在此高度下，第四层的静水压力超出了0.45MPa，所以在第八层的楼顶设置减压阀，以减小下面几层的用水水压。
方案二：地下一层～二层由城市市政管网直接供水，三层～十四层由变频泵供水，并采用上行下给的供水方式。在第八层设置减压阀，用来减小下面几层的用水压力，达到用水舒适的目的。
由比较可得，从经济运行角度分析应选方案一。
4我们来认识下近年来社会上普遍认可的建筑水节能新技术
推广应用新型节水设备。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。
龙头节水。水龙头是应用范围最广、数量最多的一种盥洗用水器具。目前节水型水龙头大多为陶瓷阀芯水龙头。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。使用小容积水箱大便器。目前我国正在推广使用6L水箱节水型大便器。设计人员应在保证排水系统正常工作的情况下建议用户使用小容积水箱大便器。也可以参考国外(以色列)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4L(或更少)；冲洗大便时，冲水量为9L(或更少)。
厕所节水。厕所冲洗设备的节水是建筑节水的重点，除了利用中水做厕所冲洗之外，目前已开发研制出许多种类的节水设备，美国研制的免冲洗(干燥型)小便器，采用高液体存水弯衬垫，无臭味，不用水，免除了用水和污水处理的费用，是一种有效的节水设备。还有一种带感应自动冲水设备的小便器，比一般设备日节水13L。还有各种节水型大便器，如双冲洗量坐便器，气动和真空式大便器等都可起到节水节能的效果。
消防贮水池的设置及加压。高层建筑中消防用水量与生活用水量往往相差甚远，消防给水系统设计流量可能是生活给水系统设计流量的好多倍。由于消防贮水要求满足在火灾延续时段内消防的用水总量。因此，在消防水与生活贮水池合建的情况下，会由于消防贮水量远大于生活贮水量而致使生活供水在贮水池中停留时间过长，余氯量早已耗尽而造成水质的劣化。所以为保证水池中的水质符合卫生标准，应定期更换贮水池中的全部存水(包括消防贮水)。所以，当两系统贮水量相差较大时应将两系统的贮水池分建，这样既可以延长消防贮水他的换水周期，(从而减少了水量的浪费)，又可以保证生活饮用水水质符合要求。同时，还应使消防贮水池尽可能地与游泳池、水景合用，做到一水多用、重复利用及循环使用。同时，高层建筑群或小区应尽可能共用消防水池和加压水泵。消防贮水量应按其中最大的一座高层建筑需水量来计算。这样，既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题，又可以节省工程建设和设备投资，降低运转费用，便于集中管理，同时可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。
真空节水技术。为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果，可将真空技术运用于排水工程，用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污水、污物冲洗干净，达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括：带真空阀和特制吸水装置的沽具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40～50kPa的负压，将污水抽吸到收集容器内，再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术，平均节水超过40％。若在办公楼中使用，节水率可超过70％。
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。但采用中水回用系统，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、废水经处理后回用。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。
4.4热水供应和太阳能利用
太阳能作为一种清洁安全的新能源，被越来越多地应用于热水供应系统。我国大部分地区均处北纬400以北，日照时间较长，均适合推广太阳能热水器。在太阳能热水系统设计中应注意以下问题：首先，集热器的选用根据实际情况考虑其抗冻性能、抗热冲击性能、承压能力等因素。集热应因地制宜综合应用串联、并联方式使水流平衡。另外，寒冷地区应采取可靠的防冻方式。最后结合实际，在必要时采取辅助加热方式。
5结束语
目前建筑行业正处于调整之中，是挑战更是机遇，如何在满足对供水量和质的要求不断扩展的同时实施水的可持续利用和保护，并能进入良性的水质、水量再生循环，已成为各设计建设单位急需解决的难题，供水技术先进化的步伐急待加快。
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