淺析建筑給排水節(jié)能技術(shù)

昌鵬聚

【摘要】城市化進(jìn)程的加快推動了建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，到目前為止建筑行業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)最大的能源消耗行業(yè)。在國家實行節(jié)能減排的形勢下，建筑給排水設(shè)計中的節(jié)能節(jié)水問題也成為刻不容緩的問題。本文主要分析了建筑給排水節(jié)能的重要意義，并在此基礎(chǔ)上提出給排水節(jié)能節(jié)水的具體措施，旨在推動我國建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】城市；建筑；發(fā)展；能源；節(jié)能；減排

【Abstract】On the building water saving technologies

【Key words】Cities；Construction；Development；Energy；Energy efficiency；Reduction

城市化進(jìn)程的腳步不斷加快，能源短缺問題已成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。降低資源消耗和減少污染必然是建筑設(shè)計者應(yīng)該考慮的問題。設(shè)計人員在設(shè)計過程中要統(tǒng)籌考慮，合理規(guī)劃，在強(qiáng)調(diào)供水安全可靠性的同時，盡量減少不必要的能源和水資源的浪費(fèi)。

1. 應(yīng)用建筑給排水節(jié)能技術(shù)的重要性

（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。 根據(jù)我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)分析：我國是一個典型的缺水國家，水資源的緊張嚴(yán)重影響著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，缺水嚴(yán)重的地區(qū)其經(jīng)濟(jì)就落后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源有著密切聯(lián)系。因此在給排水工程中應(yīng)用節(jié)能節(jié)水技術(shù)可降低建筑能耗，有利于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（2）環(huán)境保護(hù)的需要。 快速發(fā)展的我國經(jīng)濟(jì)不僅大大提高了人們的生活水平，而且也給環(huán)境造成了巨大的影響，尤其是對水資源的污染，因此保護(hù)水資源的有效途徑是應(yīng)用節(jié)水節(jié)能技術(shù)。

（3）生活水平的提高需要應(yīng)用節(jié)水節(jié)能技術(shù)。 水資源的短缺嚴(yán)重影響到人們的生活質(zhì)量，通過節(jié)水節(jié)能技術(shù)可以在現(xiàn)有水資源短缺的背景下最大限度的滿足人們的用水需要。

2. 建筑給排水領(lǐng)域的主要節(jié)能技術(shù)措施

（1）建筑給水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。建筑給排水系統(tǒng)要想實現(xiàn)對建筑物進(jìn)行供水這一目標(biāo)，必須以充分利用市政管網(wǎng)的供水壓力為前提。是否需要增加加壓設(shè)備是由市政管網(wǎng)供水壓力的大小來決定的。管網(wǎng)疊壓供水和變頻調(diào)速供水是我國目前普遍采用的兩種加壓設(shè)備。通過市政給水干管自用水頭來達(dá)到節(jié)水目的的設(shè)備稱為管網(wǎng)疊壓供水，而通過變頻技術(shù)達(dá)到節(jié)水目的的設(shè)備稱為變頻調(diào)速供水。依據(jù)實際情況來選用與之相配套的加壓水泵，這樣能夠獲得更好的節(jié)能效果。通常情況下，高層建筑利用系統(tǒng)分區(qū)來實現(xiàn)供水功能，通過加壓系統(tǒng)對高區(qū)的建筑進(jìn)行供水，而低區(qū)建筑則直接通過市政管網(wǎng)的給水水壓來完成。減壓閥能夠取代分區(qū)高位水箱對高層建筑進(jìn)行供水，這樣不但簡化了供水系統(tǒng)，還能有效地解決高位水箱占用建筑面積這一難題。在設(shè)計居民小區(qū)供水系統(tǒng)時，供水泵的布置必須符合實際情況并同小區(qū)熱水系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，從而有效地避免因供水管線過長所帶來的能源耗費(fèi)過高、水泵揚(yáng)程較高及超壓噪音等問題。

（2）可用水頭HO的應(yīng)用。 市政給水管網(wǎng)中可用水頭HO主要應(yīng)用于高層建筑中，因為高層建筑其高度比較高，一般的城市管網(wǎng)水壓無法滿足建筑供水要求。部分建筑企業(yè)在給排水施工設(shè)計中直接將管網(wǎng)引入到蓄水池中，這樣會使HO白白損失掉，特別是在蓄水池處于地下層時，會將HO轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)壓，對給排水造成一定的壓力，反而會影響建筑給排水的流程性。建筑企業(yè)應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范及要求，合理利用市政給水管網(wǎng)中可用水頭HO，減少建筑給排水施工中的各種能量消耗。

（3）控制配水點(diǎn)的水流壓力。 要減輕水壓、節(jié)約水資源就必須將配水點(diǎn)的水流壓力控制在一定的范圍內(nèi)。針對這種情況，已經(jīng)有了較先進(jìn)的技術(shù)― ― 在配水點(diǎn)水出口處裝設(shè)節(jié)流孔板。其原理是：水流在管道內(nèi)流淌時，因為孔板的局部阻擋力，使水流的壓力減少、能量消耗。該現(xiàn)象在熱力學(xué)上被稱作節(jié)流現(xiàn)象。該方法是目前國內(nèi)較先進(jìn)的節(jié)流方法，比用控制閥的方法要簡便。但必須合理選擇，因為液體很可能產(chǎn)生穴蝕現(xiàn)象，從而影響管道的正常工作。

（4）消防貯水池設(shè)置與加壓。建筑工程中，消防用水與生活用水水量相比具有較大的差別，消防給水系統(tǒng)設(shè)計的流量往往是生活用水的數(shù)倍。在建設(shè)時如果生活用水與消防用水貯水池合建，將會造成消防貯水多于生活貯水，并且水資源在消防貯水池中停留的時間較長，最終會耗盡水資源內(nèi)余氯量造成水質(zhì)劣化。為了保證貯水池水質(zhì)，需要經(jīng)常對水池內(nèi)水進(jìn)行更換，造成水資源大量浪費(fèi)。因此，為了有效解決這一現(xiàn)象，需要結(jié)合實際情況，如果兩個系統(tǒng)貯水量相差較大，必須要選擇適宜的貯水分池策略，降低水池內(nèi)水更換的次數(shù)，在確保水質(zhì)的基礎(chǔ)上避免浪費(fèi)。另外，對于建筑消防用水貯水池可以與游泳池、建筑水景等其他非飲用水進(jìn)行合池，提高水資源的重復(fù)循環(huán)利用。

（5）空氣能熱水器的運(yùn)用。 空氣能熱水器的工作原理與冷氣制造設(shè)備一樣，都要進(jìn)行卡諾循環(huán)。而唯一與冷氣制造設(shè)備不同的一點(diǎn)是工作溫度范疇不同。一般來說，空氣能熱水器由壓縮機(jī)、蒸發(fā)設(shè)備、節(jié)流閥、過濾設(shè)備、儲存液體的設(shè)備、冷凝設(shè)備、水儲藏設(shè)備組成。通常，空氣能商品是以制冷工質(zhì)為樞紐的。因為制冷設(shè)備的氣體化溫度較低（在-40 度就能氣體化），所以它與外部環(huán)境存在著溫度差異。制冷劑在攝取了外部氣溫之后氣體化，通過壓縮機(jī)制造熱能，變?yōu)闇囟雀?、氣壓高的氣體，在經(jīng)過熱轉(zhuǎn)換器時進(jìn)行熱量的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過膨脹閥時，壓力得到解放，從而變成溫度低、氣壓低的液體；而通過制冷設(shè)備持續(xù)循環(huán)并與液體交換熱能，將水的溫度提高，達(dá)到冷卻水再度制熱的目的。

（6）二次供水技術(shù)。 首先，必須要合理的選擇二次供水方式對于二次供水方式的選擇，應(yīng)該合理確定在建筑正常供水范圍內(nèi)，市政管網(wǎng)的保障能力，確定計量管段設(shè)計的流量與自由水頭，然后根據(jù)實際情況來選擇供水方案。在這個過程中如果市政網(wǎng)管能夠滿足直供水需求，只需要對壓力不足的地區(qū)進(jìn)行加壓施工。不但可以降低工程施工成本投入，更為重要的是可以在一定范圍內(nèi)做到資源的節(jié)約，不斷縮小二次污染的范圍。 其次，二次供水需要較大的水壓，一般需要安裝減壓裝置，避免資源的浪費(fèi)。但是，此系統(tǒng)中電機(jī)經(jīng)常處于不斷啟動的狀態(tài)，會造成重大的電能浪費(fèi)。因此，在選擇二次供水設(shè)備時，可以選擇變頻調(diào)速水泵，直接消除了水箱與水罐等設(shè)備的投資成本，實現(xiàn)了給水系統(tǒng)的直接供水。此設(shè)備可以通過供水量的大小，來對水泵電機(jī)進(jìn)行自動提速或者降速，避免電機(jī)因為頻繁啟動而造成的電能浪費(fèi)。

（7）利用智能化控制方式。 智能化控制方式是建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)中的技術(shù)要點(diǎn)，它是一種全新技術(shù)手段可以對水資源予以智能化控制，從而達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的。建筑工程企業(yè)通過利用智能化控制方式，尤其是智能變頻技術(shù)，對水泵的供水轉(zhuǎn)速加以控制，既滿足了人們的用水需求，又節(jié)約電能達(dá) 40% ，實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。（8）科學(xué)化選擇變頻技術(shù)。變頻水泵的運(yùn)用可以規(guī)避老式的供水體系中對于水能和電能的浪費(fèi)。它在資源嚴(yán)重匱乏的當(dāng)今社會有著光明的運(yùn)用前景。同時，在供給熱水的體系中，隨著水泵自我控制技術(shù)的發(fā)明，以及各種監(jiān)測儀器和感溫的原材料的出現(xiàn)，循環(huán)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)也能以變頻的方式實現(xiàn)。而在水泵的出水口設(shè)置水流指示儀器或在配水點(diǎn)上設(shè)置感溫部件的方法運(yùn)用得最多。這兩種設(shè)置可以將信息傳達(dá)至循環(huán)水泵的控制體系中，依據(jù)熱水的不同配水狀況隨機(jī)改變其運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而改變電能消耗狀況。而采用變頻技術(shù)設(shè)備比常規(guī)供應(yīng)水的設(shè)備節(jié)約電能 10%～40%。

3. 結(jié)語

綜上所述，通過建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)，能夠有效緩解城市用水壓力，保護(hù)水資源，為國家可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。同時在建筑節(jié)能技術(shù)的使用中要充分考慮實用性、安全勝和經(jīng)濟(jì)性等方面的綜合因素，這才是我們的根本出發(fā)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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