相茹雪
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摘要：为确保实现低碳环保、节能减排的设计理念，有必要针对高层建筑给水系统的节能节水进行相关的优化设计。在遵守标准规范的前提下，对给水系统进行合理设计与科学施工，构建相对完善的节能节水体系。
关键词：自动化给水系统；高层建筑；节能节水
1我国高层建筑给水系统的现状及存在的问题
1.1高层建筑给水系统的现状
在我国，10层和10层以上或建筑高度超过24m的建筑被称为高层建筑。高层建筑与其他建筑的用水量相比，最为明显的特点是用水不均匀，其用水时变化系数基本均在2.5以上，且用水的时间较为集中。通常在每日饭点或一些特定时间用水量较多，早晨是高层建筑中用水的高峰期，其用水量大约可占到全天用水量的20%以上。高层建筑由于其特殊性，须保证24h给水不间断，因此，高层建筑中通常采用的是二次加压的给水方式，以满足人们对于用水与用水量的需求。目前高层建筑中常用的给水方式有：（1）高位水箱+水泵联合给水方式；（2）水池–水泵变频调速给水方式；（3）叠压给水方式；（4）气压罐给水方式。无论使用哪种给水方式，都应对给水系统进行节能节水设计，达到给水节能的目标，实现国家大力推行的节能减排理念。
1.2高层建筑给水系统中存在的问题
1.2.1高压出流造成耗能过高
“高压出流”即在装配前的压力大于最低工作压力时，给水装配在单位时间内的出水量超过额定流量的现象。在城市给水过程中，不难发现，为满足城市高层建筑的需求，往往会出现超压外流现象，同时也会造成给水管道的破坏，造成大量的能源浪费。
1.2.2给水管道等相关配套设施不完善，存在水资源浪费
在实际的高层建筑生活给水系统的正常运行过程中，存在2方面工作疏漏：一是管道及其相关部件自身老化造成的损坏；二是由于产品质量和设备高压外流造成的损坏。这2者都会造成水资源的浪费，严重影响用水者的正常使用，给人们的正常生产生活带来不便。
1.2.3给水秩序较为混乱
目前高层建筑的给水方式存在多种形式，如叠压给水、变频调速给水、自行给水、自备水源给水等。多种给水方式并行存在，导致高层建筑的给水系统比较混乱，对其管理不够规范，最终导致高层建筑中的住户在用水方面受到限制，不够便捷。多种给水方式并存，在一定程度上还会造成水资源浪费。为保证高层建筑住户的用水保障与节能，有必要对高层建筑的这一现象进行优化设计，加强管理，利用自动化技术给水系统建立科学的给水秩序。
2高层建筑给水系统的节能与优化设计
2.1给水系统节水节能措施
2.1.1降低水资源的隐形浪费率
（1）限定系统水压。现行GB50015—2010《建筑给排水设计规范》虽然对给水系统管路、配件、入户支管等的最大压力有所限制，但考虑的角度仅是给水管件的压力，以避免超压造成的损坏，而没有考虑给水系统超压出流的可能性，因此对压力的限制不够严格，几乎没有对超压出流的限制。为控制不必要的水资源浪费，须将高层建筑给水系统的压力控制在规定的范围内，并配备合理的减压装置，以降低超压流出的概率。（2）在用户终端尽量配置节水龙头。在建筑给水系统相同压力的条件下，合理利用节水的水龙头，可在原有基础上节约20%~30%的用水量。当建筑给水系统的静压较高时，普通型水龙头的出水量较大，节水型水龙头可发挥较好的节水节能效果。
2.1.2降低高层建筑热水系统的无效冷水量
（1）热水系统选择支管或立管循环方式。
高层建筑中的热水系统无效冷水量主要受给水受系统循环方式的影响，采用立管循环的方式可有效的实现节水节能，但工程造价成本较高，且回收期时间较长；支管循环方式与立管循环方式相比，其节水效率较低，但工程造价成本低，且回收期时间较短。支管与立管2种循环方式与普通干管循环方式相比，都有着较为良好的节能优势。因此，根据高层建筑工程中给水系统的实际需求，将高层建筑中的热水系统改为支管或立管循环方式均可达到节水节能的效果。（2）限期改造现有的热水无循环定时供应系统。针对建设项目中已经存在的热水非循环定时给水系统，由于每次使用热水前都会排放大量冷水，一方面会造成资源的浪费，另一方面会影响用户的感受，原有的热水给水系统简单、投资少、效果快、易于实施，因此有必要在一定时间内进行改造，尽快实现节能减排目标。（3）严格执行相应的标准规范，建立完善的建筑管理体系。建筑给水系统建立热水循环模式后，应认真监督相应的设计和施工工作，确保两者不会造成热水系统无效冷水增加。在设计过程中，循环管道采用相同的布置方式。在每个建筑系统中，冷水区和热水区应保持一致，每个部分的加热器和储水箱应由特殊管道供应，确保热水和冷水的压力相同。
2.2重视高层建筑的中水设施
“中水”是指对于中水的回收利用，主要是集中处理建筑物内的生活污水，达到一定的使用标准后再利用，一般而言，再生水可用于住宅建筑的绿化灌溉、道路冲洗等工作，以达到节水的目的。
2.2.1充分利用盥洗等优质杂排水
目前，许多再生水设施主要位于公共高层建筑物内，用于沐浴的水被回收利用，而其他地区的水源不稳定，不能为再生水设施提供良好的水源条件。目前，各建筑物的卫生间废水具有水量大、水质稳定、水质好、处理方便等特点，可作为中水水源。
2.2.2实现高层建筑本身的开源与节流
在实际的给水系统设计过程中，应提高节水意识。在高水位给水系统中，应加强废水的回收和再利用，同时对雨水进行合理的收集和净化，从而实现雨水的再利用，实现有效的开源节流，解决高层用水问题，保护环境，节约资源。
2.3给水系统优化设计
2.3.1合理确定给水竖向分区
首先应了解高层建筑的常年市政给水压力，确定可直接给水的楼层，充分利用市政给水压力直接给水。根据给水楼层的建筑高度和给水设备的最低压力，在垂直方向上将给水系统划分为若干区域，各区域卫生洁具最低配水点的静水压力不得大于0.45MPa。从节能角度看，各垂直分区应采用加压给水设备，尽可能降低运行成本，不应采用减压阀分区。
2.3.2合理选择加压给水方式
人们对于低碳环保、节能减排的理念不断加深，加之对于水资源的实际需求，给水设备质量也逐步提高，叠加与变频给水等都得到了更为广泛的应用。但有些星级酒店为管理到位，需求水压稳定，可用水泵+高水箱给水；当城市给水压力较高时，也可采用水泵+高位水箱与工频泵叠加压力给水设备相结合，合理选择给水方式，其节能效果更为明显。
2.3.3其他方面改善设计
随着我国城市化进程的不断深入，全国各地建造了大量不同类型的建筑和建筑群，可利用这些已建成的建筑，收集、分析和研究各地区不同类型和规模的给水系统的瞬时流量及其日用水量的变化等数据，确定更切合实际的基本参数，从而计算出给水系统的流量，选择更接近实际情况的加压设备参数，使加压设备的运行更加高效、节能。最后，加强节能技术的研究和应用。同时实现有效节能的目标。
结束语
综上所述，高层建筑生活给水系统的节能与优化对高层建筑的长远发展具有重要意义，可有效地节约资源、保护环境，实现经济效益与生态效益的统一。故而应优化和完善高层建筑的生活给水系统，以促进我国经济和社会的可持续发展。
参考文献
[1]李涛.高层建筑消防给水系统优化设计[D].安徽建筑大学,2018.
[2]左一禾.高层建筑给水系统管网与泵组优化[D].天津大学,2018.