建筑给排水的节水节能设计

【关键词】给水系统；热水系统；节水节能

　　目前我国能源的供应日趋紧张，而且水资源非常匮乏，淡水资源的人均占有量仅为世界平均水平的 1/5。而我国又是一个高能耗的国家，特别是建筑能耗均远远高于发达国家。而建筑给排水的能耗主要是给水、排水、消防供水、生活热水、循环用水、重复用水等需要的能耗，其中生活热水所需的能耗所占比例是最大的。因此以下针对各个系统的节水节能设计提出一些应该考虑的问题以及解决的方法。

　　一、给水系统

　　(一) 合理的供水分区及供水系统的选用

　　1.合理确定供水分区。在满足使用要求的前提下，充分利用市政压力供水。高层建筑的供水系统应进行分区，分区减压阀的设置，从节能方面考虑，尽量不串联设置，单个减压阀减压值不宜过大，可调式减压阀压差不应＞0.4MPa，比例式减压阀减压比不宜＞3:1。在超过本值时宜增设供水泵组，减少同一泵组供水范围，减少能耗的浪费。推荐支管减压作为节水节能的重要措施，推荐支管的工作压力限值为0.15MPa，静水压力限值为0.25MPa，压力超过限值时，采取减压措施。

　　2.在供水系统的选用时应开拓思路，作细致的计算，充分利用市政压力，尽量避免水泵在低效段工作，以达到节能的目的。

　　(二) 合理应用变频供水设备

　　1.变频系统主要有恒压变量变频及变压变量变频，有条件时应尽量将恒压点移至最不利用水点附近，形成变压变量系统，较为节能。

　　2.变频技术实现节能是有前提的。目前变频一般改变频率，频率最小可变为25Hz，即转速最低应维持50%以上，一般离心泵运行的高效区流量范围为(1～0.5)Q。在供水曲线低于上述限制区段时，应设置稳压泵，对于极小供水流量持续时间较长时，还应增设气压罐。供水 H=△Z+SQ2，对于供水高程区间较大时，节能越不明显，因此适当分区是必要的。

　　3.在变频供水装置中，水泵的选用十分重要。应让水泵基本在高效区运行，选用Q-H特性曲线随流量的增大，扬程逐渐下降的曲线，在额定转速时的工作点，应位于高效区的末端。泵组宜多台运行。对于用水量不大的单体建筑可选三台,一台变频、一台工频、一台备用轮换工作。每台泵流量按设计流量的60%选择。对于小区集中供水，可采用大泵、中泵多台并联并配夜间小泵加气压罐组合供水，在运行过程中根据用水量随时调整。对于冷却塔补水等有规律的供水，可在变频装置中结合配置工频泵供水。

　　(三) 合理应用叠压供水设备

　　1.叠压供水设备因能充分利用市政管网的压力所以节能，但基本没有储备水量，在市政管网条件好时，优先使用。而且，对于间歇式供水的单位，有水质的优势。由于受市政供水条件制约，供水管网经常停水及水压波动大的地区不能使用，目前应用本技术尚需经当地供水部门的同意。

　　2.叠压供水设备设计选泵时应明确市政管网可利用的水压，否则水泵的低效工作更严重，反而变成耗能产品。同时，应校核在泵组进水口工作压力波动范围内，主泵宜均在高效区运行。

　　(四) 节水器具及仪表的采用

　　1.生活用水器具均应采用节水型卫生器具，其产品的技术性能应符合国家城镇建设行业标准《节水型生活用水器具》CJ164- 2002 的要求，不应选用违反强制性技术标准条文规定的生活用水器具。

　　2.管材选用时应考虑安全卫生、经济可靠、施工便捷，应考虑综合效益，特别是经济性不应只考虑第一次投资，还应考虑使用过程的运行费用。采用新型管材，减少漏水可能，延长使用寿命，同时，减少阻力损耗及热损失，也可达到节水、节能的目的。公共卫生间推荐使用非接触水嘴和便器冲洗阀，尽量不采用无控制，长流水的花管小便槽。公共浴室、淋浴间等推荐刷卡用水，冷热水应采用单把调温龙头，有条件的地方，可采用高位混和水箱供水。

　　二、热水系统

　　(一) 热源的选择

　　1.热水的制备占热水系统的能耗85%以上，因此热源的选择十分重要。局部热水供应的热源在有条件的地区和建筑应优先采用太阳能、空气源热泵，其次选用电、燃气等热源。在采用电能作为热源时，宜采用贮热式，以降低用电功率。

　　2.热泵采用逆卡诺循环，性能系数(COP)可达3.5-4.0，即能量的1/4左右靠电力输入，3/4左右来自自然，减少一次能源的消耗，不排热风，会降低热岛效应，对环境有利。因此可推广使用。热泵包括水源、空气源及地源热泵三种，目前最常用的是空气源热泵机组。

　　(二) 系统的合理选择与设计

　　1.规范的热水用水定额可按低限值采用。最大时用水量有两种计算方式：均最大时叠加、主要用水对象最大时加其它用水对象平均时，应分析采用，其相差约30%。

　　2.在满足配水点最低水温要求的条件下，适当采用低的供水温度，可节约能耗。对于局部温度要求高的部位，建议二次加热。

　　3.对于空气源热泵系统，无辅助热源应按最冷月平均气温和设计小时平均秒供热量选择空气源热泵机组。

　　4.合理设置热水回水管道，保证循环效果，节能节水。注意单栋建筑的循环水管宜采用同程布置方式。小区集中供热的循环水管可不采用同程布置方式，单栋建筑回水干管与总回水干管采用导流三通连接，可适当增加分循环泵，以增加循环效果。

　　5.热水系统的运行管理:由于季节变化，热水用水量变化大，同时，太阳能及空气源热泵机组受环境影响较大。因此，热水系统的运行管理对于节能的影响较大，应加强管理，摸索出不同季节合理的运行方式。

　　三、其他给排水系统

　　(一) 循环冷却水系统

　　1.冷却塔选用首要考虑湿球温度，随着湿球温度的降低，冷却塔效率提高较快。一般每差1℃，冷却塔容量差14～17%。现有冷却塔选型时，不少设计人员倾向于加大，实际上，循环冷却水量的加大，会造成造价及运行费用的增加。在循环冷却水量不变时，冷却塔选型不是越大越好。

　　2.循环冷却水系统采用自控系统时，若冷却塔、循环加压泵与冷水机组匹配合理，采用冷却水温差控制设备开启台数，可以节能运行。

　　3.冷却塔布置时应尽量考虑夏季主导风向。同时，避开热源、烟气及废气的出口。冷却塔布置应配合厂家留足进风口，增加冷却塔的工作效率。冷却塔补水量包括蒸发损失水量、排污损失水量和风吹损失水量。应采用优质冷却塔，让蒸发效率高，并减少漂水量。

　　(二) 分质供水的概念和给水的循环使用

　　1.分质供水就是根据不同用途的水质要求来供水，目前民用建筑主要有饮用净水水质标准、生活饮用水水质标准、生活杂用水水质标准、景观用水水质标准等。在使用时，可根据需要供水，由于水质要求高的一般用水量较小，这样，水处理较为节能。

　　2.分质供水就为给水的循环使用提供了可能。如设置中水回用系统，就是收集较为洁净的生活废水，经处理后作为杂用水使用，减少用水量。

　　(三) 雨水利用系统

　　1.采用雨水初期弃流技术，收集较为洁净的中、后期雨水，雨水经过不同的水质处理工艺，可达到不同的使用要求。可用于景观补水、冲厕、绿化、洗车等使用。具有良好的节水效能，开辟了新水源。

　　2.采用雨水入渗技术，设置渗透式雨水井、雨水口、雨水沟、渗透管等产品，加强雨水的渗透效果，充分补充地下水，同时，还可以调节地表径流，减轻市政雨水排水的压力，减少洪涝，实现雨水的资源化，使水文循环向着有利于城市生活的方向发展。

　　参考文献

　　[1]全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇-给水排水[M].中国计划出版社,2007年3月.

　　[2]刘振印.建筑给排水节能节水技术讨论[J].给水排水,2007年增刊.