摘要:建筑给排水系统设计最基本的要求是满足国家现行规范,但面对千差万别的基础资料、建筑功能和业主需求,仅关注水质、水量、水压等是不够的,必须体现节能设计的理念,为用户、为社会提供节能设计服务。本文对常规设计不再赘述,仅列举了建筑给排水系统设计中容易出现的不节能问题,分析原因并提出了相应的改进措施。
关键词:建筑给排水系统;不节能现状问题;节能设计;措施
建筑给排水系统的节能设计不是孤立的,应在满足国家规范和工程建设有效性的前提下进行,以实现水资源的合理利用,缓解我国水资源紧张的局面。
一、概述
建筑给排水系统是建筑工程的重要组成部分,由建筑给水系统、排水系统等构成。其中给水系统主要满足建筑功能、消防及生产生活需要,包括生活给水、热水供应、消防给水以及中水等系统;排水系统则负责生产生活中污水和废水的排放,主要包括生活污废水、雨水、中水收集及处理等系统。
二、不节能现状问题列举
1.水压不合理。规范对建筑给水系统的水压有相应规定,但应合理规划,以区域内水压要求高、用水量低的用水点作为控制点,否则对于水压要求低、用水量高的用水点,其用水压力高于需要的工作压力,实际用水量远高于设计水量,事实上造成水资源浪费和不必要的用水能耗。在许多建筑中,由于供水压力不合理,卫生间水龙头形成喷射水流,水量浪费严重。
2.卫生器具水量跑漏。卫生器具给水额定流量是其给水配件出口单位时间内流出的规定水量。流出水头是在保证给水额定流量的前提下,克服给水配件摩阻、冲击及流速变化等阻力,在控制出流的启闭阀前所需的静水压。因水压变化等因素,卫生器具在使用过程中水量流失而不易察觉,久而久之,其浪费的水量十分可观。
3.管道及阀门泄露。设计不合理、施工不规范、选用管道和阀门质量不佳、维护不到位等导致大量的水资源消失于无形,特别是埋在地下的管路。
4.热水系统管路热损耗大。不重视保温、防水及防潮设计和维护,管路热损失较大。
三、节能设计要求分析
1.供水系统节能。目前主流加压设备是变频调速供水设备与管网叠压供水设备,前者的核心技术是变频技术,后者则使用自用水头实现节水效果。具体设计中,需要根据项目情况选择适宜的加压水泵。一般在高层建筑中,优先使用加压系统;在低层建筑中,可以直接利用市政管网,简化建筑供水系统,同时减少水箱占地面积。
2. 分区给水要求。高层建筑给水系统一般采用二次加压给水方式。但是一些二次加压设计没有将市政管网的余压合理利用,余压反而变成了负压,浪费了电能。故在进行二次加压设计中应考虑市政管网余压等因素,在供水的方式中采用分区供水,降低二次加压的能耗。对于高层建筑中的下部楼层,可以直接采用市政管网的给水系统进行供水;上部楼层则采用二次加压供水,上下楼层之间采用阀门连接。如果市政管网发生故障,可以将之前的常闭阀门打开,利用水箱的加压方式进行供水,这样有效利用了市政管网余压,既安全供水,又比较节能。
3.中水、雨水及第二水源利用。排水经过治理后符合某些用水品质需求,进而再次被使用,这就是第二水源。有条件的项目,可以将生活产生的污水废水建立一个循环系统。处理后的中水可直接用于建筑绿化,甚至直接用于建筑卫生间冲水的供水系统,大大节省了水资源。通过有效的雨水收集、利用,提高收集效率,也可为建筑的节水起到一定作用。
4. 卫生器具与配水器具节水。老式卫生器具耗水量大,且经常存在跑水、漏水等问题,必须淘汰。设计人员应关注新型、环保型卫生器具的更新,如瓷芯节水龙头、使用了光电控制式水龙头的水箱、延时自闭淋浴器等。这些产品在节水方面具有较大的优势,设计选用后可以实现人们日常生活节水,让节水成为一种常态化行为。
四、节能设计措施
1.合理运用市政管网余压实现节能。每个城市给水管网压力不尽相同,但一般均在0.2~0.4Mpa之间,故五层以内的建筑基本满足其供水压力要求。而对于高层,甚至超高层建筑,高区应采用二次加压技术来实现建筑供水。合理利用市政管网压力,采用分区供水方式可以非常有效地减少二次加压的能量消耗,同时避免了低楼层管网压力过高带来的生活不便和用水浪费。
2.科学设置水表和消防贮水池。建筑给水系统中基于对用水量进行平衡的分析与测试,需要对水表进行科学的设计,在建筑成本许可的条件下,可以适当增加水表的用量。应根据建筑物的实际情况设置消防贮水池,且尽量使用同一加压系统,既有效降低建筑成本,有为后续管理工作提供较大便利。
3. 合理控制供水管网的水头损失。 控制并减少管网的水头损失,可实现节能。在设计中,多方案优化管网布置,必要时适度放大最不利管路管径(但其流速不宜小于经济流速),可减少管路的水头损失,减少输配能耗。
4.运用监控和计量手段节水。
(1)对给水系统实行监控。实时监控给水系统中水泵、关键控制阀门(如减压阀)、大型用水设备、水池(箱)水位等状况,在保证系统安全、正常运行的同时,防止上述设施事故时造成用水浪费。
(2)按用途设置用水计量水表。水务行政部门或用水单位应制订用水定额制度及合理的分级水价,节水奖励、浪费惩罚。给排水设计中应根据项目实际设置计量水表,为其提供数字依据。
5.规范应用立管循环方式。现行规范对建筑热水系统的循环方式给出了明确规定,可供选择的方式主要有干管循环、支管循环和立管循环。热水系统的循环方式与无效冷水的关系非常密切,虽然支管循环在节水方面的效果最佳,但是前期投资成本较大;干管循环的节水效果最差,基本没有技术优势;而立管循环虽然在节水效果方面不及支管循环,但其经济性更佳。故综合考虑,建议新建的建筑优先采用立管循环方式,减少无效冷水的作用,经济性良好。
6. 室内明装或吊顶内敷设的热水管道要重视保温设计,室外热水管道则优先采用管沟敷设方式,以便于维护和减小热损失。特别应注意,当采用直埋式敷设时,要考虑土壤类别不同、地下水位高低等因素,采取适宜的保温、防水及防潮措施。
五、结束语
以上是建筑给排水系统节能设计的一部分措施。设计是项目的前端,良好的设计是节能的前提条件。设计师应在项目设计中将节能环保的理念落实到每一部设计作品中,为建设节约型社会贡献一己之力。
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