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建筑給水排水節(jié)能途徑探討

發(fā)布時(shí)間：2011年9月10日   |   點(diǎn)擊次數(shù)： 1788

摘要: 明確了建筑給水排水節(jié)能的概念和意義, 介紹了建筑給水排水節(jié)能的主要依據(jù)。從建筑給水、排水、雨水、冷卻水、消防給排水、自動(dòng)控制和計(jì)量等方面, 探討了節(jié)能的主要途徑, 試圖為建筑給水排水節(jié)能建立一套基本方法的框架, 并討論了節(jié)能與功能、節(jié)水、經(jīng)濟(jì)的關(guān)系。

0 引言
建筑節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要國策。建筑給水排水的節(jié)能就是在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建(改建、擴(kuò)建)、改造和使用過程中，執(zhí)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié)能型的建筑技術(shù)、工藝、設(shè)備、材料和產(chǎn)品，提高系統(tǒng)效率和保溫隔熱性能，加強(qiáng)建筑物用能系統(tǒng)的運(yùn)行管理，利用可再生能源，在保證建筑物給排水功能和環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少給水排水系統(tǒng)的能耗。建筑給水排水的能耗雖然在建筑能耗中所占的比例不大，但降低其使用能耗、提高能源利用效率，有利于節(jié)約用水、改善設(shè)計(jì)系統(tǒng)的效率、保護(hù)環(huán)境。因此，重視建筑給水排水節(jié)能的途徑，對(duì)研究建筑節(jié)能將有積極的意義。

1 建筑給水排水節(jié)能的依據(jù)
建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是建設(shè)節(jié)能建筑的基本技術(shù)依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)的基本要求，其中強(qiáng)制性條文規(guī)定了主要節(jié)能措施、熱工性能指標(biāo)、能耗指標(biāo)限值，考慮了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益等方面的要求，必須嚴(yán)格執(zhí)行。建筑給排水專業(yè)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中主要所依據(jù)的法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)有：《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《中華人民共和國建筑法》、《中華人民共和國可再生能源法》、建設(shè)部《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ 01-621-2005(北京地方標(biāo)準(zhǔn))、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DGJ08-107-2004 (上海地方標(biāo)準(zhǔn))、《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26-95、《住宅建筑規(guī)范》GB50368-2005、《住宅建筑節(jié)能檢測評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》DG/TJ08-801-2004（上海地方標(biāo)準(zhǔn)）、《住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DGJ08-20-2007 (上海地方標(biāo)準(zhǔn))、《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003、《建筑給水排水與采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》GB50242-2002、《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50364-2005、《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50335-2002、《建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50336-2002、《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》CECS61-1994、《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》GB50400-2006、《節(jié)水型生活用水器具》CJ164-2002、《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2006 等。目前涉及建筑給水排水方面的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)并不多，但隨著節(jié)能要求的提高，建筑給水排水的節(jié)能將逐步得到提高，標(biāo)準(zhǔn)也將不斷完善。

2 建筑給水排水節(jié)能的主要途徑

2.1 給水
合理確定用水量(包括冷水、熱水及其他等用水)的定額。嚴(yán)格執(zhí)行《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中的生活用水量定額標(biāo)準(zhǔn)，并非用水量越高越好。理設(shè)計(jì)建筑給水系統(tǒng)。主要可通過下列方法實(shí)現(xiàn)：充分利用市政管網(wǎng)的壓力，直接供水；合理進(jìn)行豎向分區(qū)，平衡用水點(diǎn)的水壓；采用并聯(lián)給水泵分區(qū)，盡量減少減壓閥的設(shè)置；推薦支管減壓作為節(jié)能節(jié)水的措施，減小用水點(diǎn)的出水壓力；合理設(shè)置生活水池的位置，盡量減小設(shè)置深度，以減少水泵的提升高度；優(yōu)先考慮水池- 水泵- 水箱的供水方式。推廣采用節(jié)水的衛(wèi)生器具。如限制衛(wèi)生器具的流出水頭、紅外線感應(yīng)龍頭和便器等，不應(yīng)采用無控制花管、長流水的小便槽。合理采納變頻調(diào)速泵組供水。當(dāng)采用變頻泵供水時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用變頻變壓變流量的給水方式，其節(jié)能效果要優(yōu)于變頻恒壓變流量的給水方式；當(dāng)采用變頻恒壓變流量時(shí)，工作壓力的設(shè)定應(yīng)接近水泵工頻運(yùn)行時(shí)高效段揚(yáng)程的下限；工作水泵應(yīng)選用2 臺(tái)或2 臺(tái)以上，不同級(jí)配工作泵的流量宜以1/2 的流量梯變，宜采用大小水泵搭配的形式，并設(shè)氣壓罐小流量給水。當(dāng)市政條件允許時(shí)，宜采用疊壓供水設(shè)備。具備條件的，應(yīng)當(dāng)至少選擇一種可再生能源(指風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等非化石能?，用于建筑物的熱水供應(yīng)。熱水水源的利用可采用太陽能、水源熱泵、地源熱泵技術(shù)。在采用水源熱泵、地源熱泵技術(shù)時(shí)，不得對(duì)水體和土壤造成污染和浪費(fèi)。如利用地下地溫地源自動(dòng)供暖制冷系統(tǒng)，就是通過表層地下水為載體，或?qū)⒈P管埋在土壤中以盤管內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)為載體，將這些地溫?zé)嵩摧斔偷剿礋岜眠M(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，冬季輸出45 ～65 ℃的熱水。在太陽能的利用上，有條件的可采用太陽能蓄熱技術(shù)，太陽熱水系統(tǒng)的工程參數(shù)應(yīng)結(jié)合建筑所處的地理位置確定。太陽能熱水器的循環(huán)可采用強(qiáng)迫式、自然式循環(huán)太陽能熱水器和直流式太陽能熱水器。太陽能熱水器應(yīng)有溫控裝置，并應(yīng)合理控制和設(shè)定熱水的溫度。太陽能熱水系統(tǒng)的熱能再利用與節(jié)水技術(shù)還應(yīng)相互結(jié)合。太陽能熱水器可作為熱水供應(yīng)的預(yù)加熱措施，可設(shè)在其他熱交換器的前端。熱水系統(tǒng)宜機(jī)械循環(huán)以滿足用水點(diǎn)的節(jié)水要求。合理設(shè)計(jì)熱水供應(yīng)系統(tǒng)。加強(qiáng)余熱的回收和利用(包括工業(yè)余熱、廢熱、煙氣余熱、蒸凝結(jié)水、熱風(fēng)能量的回收和梯級(jí)利用)，有條件的地區(qū)可采用城市熱網(wǎng)或區(qū)域性鍋爐房的熱水或蒸氣作熱源?？刹捎脤Ｓ玫恼魵饣驘崴仩t制備熱源，也可采用燃油、燃?xì)鉄崴畽C(jī)組制備熱源或直接供應(yīng)生活熱水。當(dāng)?shù)?A style="COLOR: #fe6002" target=_blank>電力供應(yīng)較富裕的地區(qū)或鼓勵(lì)夜間使用低谷電的政策時(shí)，可采用電能作為熱源或直接制備熱水。從技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)適用的角度出發(fā)，應(yīng)合理配置組合各種不同熱源的比例關(guān)系。對(duì)集中熱水系統(tǒng)遠(yuǎn)距離的少量供熱點(diǎn)可采用局部加熱方式；對(duì)不同場所可采用不同的熱源形式。熱水供應(yīng)系統(tǒng)儲(chǔ)水溫度宜控制在55～60 ℃。應(yīng)合理確定熱水用水量定額、耗水量、耗熱量、供水水溫、水質(zhì)等熱水系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)。熱水供應(yīng)管網(wǎng)宜采用同程回水的給水方式。當(dāng)采用電作為熱源時(shí)，宜采用儲(chǔ)熱式電熱水器，以降低耗電功率。熱水供應(yīng)系統(tǒng)宜縮短熱水的給水時(shí)間，增加機(jī)械循環(huán)，并平衡冷熱水的水壓。對(duì)于適合熱電聯(lián)供技術(shù)的工程，應(yīng)優(yōu)先考慮。
2.2 排水和雨水
①排水應(yīng)盡量采用重力排水的方式。②污廢水管道的敷設(shè)應(yīng)就近排放，并應(yīng)避免壓力提升。③中水的利用。④利用空調(diào)凝結(jié)水排水。⑤蒸汽凝結(jié)水的回收利用。⑥雨水的收集和綜合利用。
2.3 冷卻水和消防給排水
冷卻水宜循環(huán)利用，提高水的重復(fù)利用率。在水源條件許可的情況下，可采用江水、河水、湖泊水、海水、地下水等作為循環(huán)冷卻水。合理選擇冷卻塔。在空氣濕球溫度較低的干燥地區(qū)，可通過設(shè)計(jì)計(jì)算來適當(dāng)提高冷卻水進(jìn)出水溫差，以減少循環(huán)水量和循環(huán)水泵的能耗，縮小循環(huán)管道的管徑。理布置冷卻塔。保證冷卻塔之間的距離，有良好的氣流組織條件，避免影響冷卻塔的散熱效果。針對(duì)不同的循環(huán)冷卻水水質(zhì)應(yīng)采取化學(xué)(殺菌、滅藻等)、物理(過濾)的水處理方法，具有緩蝕、阻垢的水處理功能，減少管道和機(jī)組內(nèi)的結(jié)垢、腐蝕。在一定的條件下，設(shè)置合用消防水箱，以減少消防水箱的清洗用水。利用消防試驗(yàn)排水，將消防排水返回到消防水池。增加消防水池、消防水箱的水處理設(shè)備。
2.4 自動(dòng)控制和計(jì)量
建筑中宜設(shè)置建筑給排水自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)(溫度設(shè)定與控制、水池、水箱的報(bào)警和監(jiān)控)。變頻泵供水方式宜采用管網(wǎng)末端壓力表控制水泵轉(zhuǎn)速的運(yùn)行方式。針對(duì)不同需要場所及使用條件，應(yīng)加強(qiáng)給水用水量計(jì)量。住宅應(yīng)設(shè)分戶水表計(jì)量用水。居住建筑節(jié)能改造應(yīng)當(dāng)安設(shè)分棟用熱計(jì)量和供熱系統(tǒng)調(diào)控裝置。公共建筑應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)并安裝用熱計(jì)量、室內(nèi)溫度調(diào)控、多表遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)調(diào)控裝置。冷卻水補(bǔ)充水、鍋爐補(bǔ)充水、綠化用水、水景補(bǔ)充水、游泳池補(bǔ)充水、蒸汽應(yīng)分別設(shè)置水表計(jì)量。其他需要獨(dú)立計(jì)量的管道系統(tǒng)(如道路澆灑用水、汽車沖洗用水、地面沖洗用水等)宜設(shè)水表計(jì)量。企事業(yè)單位、學(xué)生宿舍的公共浴室、淋浴間等宜刷卡(或采用紅外線、腳踏開關(guān))來用水。
2.5 其他
在設(shè)備、材料的選用中，應(yīng)選用節(jié)能型、節(jié)水型等節(jié)能高效的產(chǎn)品，應(yīng)禁用淘汰產(chǎn)品。宜推廣化學(xué)建材，并執(zhí)行國務(wù)院建設(shè)行政主管部門制定并公布的建筑節(jié)能新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新產(chǎn)品推廣目錄以及限制或者禁止使用能耗高的技術(shù)、設(shè)備、材料和產(chǎn)品的目錄。節(jié)水、節(jié)能型產(chǎn)品如：噴射式和壓力流沖擊式的節(jié)水大便器(沖水量≤6 L/ 次)、免水沖小便器、陶瓷片密封水嘴、紅外線感應(yīng)節(jié)水裝置、自力式平衡壓力恒溫混水閥、節(jié)能型熱交換器、飄水量小省電型冷卻塔、太陽能熱水器、高效率的水泵等；淘汰產(chǎn)品如：多層住宅、多層公共建筑的生活給水管道禁止設(shè)計(jì)、使用鍍鋅鋼管；小區(qū)建設(shè)工程中禁止設(shè)計(jì)、使用埋地鑄鐵排水管和水泥排水管；城鎮(zhèn)新建住宅中淘汰砂模鑄造排水鑄鐵管。在工業(yè)建筑中，應(yīng)采用節(jié)水、節(jié)能的生產(chǎn)工藝和設(shè)備。注意加強(qiáng)設(shè)備與管道的保溫，應(yīng)選用理化性能優(yōu)良的保溫材料，并確保有效的絕熱層厚度。生活熱水管管道的經(jīng)濟(jì)絕熱層厚度可參考表1。對(duì)于管內(nèi)介質(zhì)溫度在7 ℃常溫時(shí)，采用柔性泡沫橡塑的設(shè)計(jì)厚度應(yīng)按防結(jié)露要求計(jì)算確定；對(duì)于管內(nèi)介質(zhì)溫度0～95 ℃的熱水管道不適宜采用柔性泡沫橡塑材料保溫。
 
在水泵的設(shè)計(jì)選擇中，運(yùn)行工況點(diǎn)應(yīng)落在Q-H水泵曲線的高效端中，變頻泵的選用工況點(diǎn)宜落在高效端的右側(cè)。熱水鍋爐、熱水器、熱交換器等設(shè)備應(yīng)高效率、節(jié)能，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)的閥門、浮球閥等配件。在綠化用水中，盡量采用非生活飲用水，可采用雨水、中水等雜排水；盡量利用室外管道內(nèi)水的余壓供水；綠化用水宜采用滴灌、噴霧等節(jié)水技術(shù)。在道路澆灑用水中，盡量采用非生活飲用水，可采用雨水、中水等雜排水，盡量利用室外管道內(nèi)水余壓的供水方式。在汽車沖洗、地面沖洗用水中，盡量采用非生活飲用水，可采用雨水、中水等雜排水，并對(duì)沖洗用水回收利用。在游泳池用水、水景用水中，盡量循環(huán)使用，設(shè)置水處理裝置。

3 建筑給排水節(jié)能與功能、節(jié)水、經(jīng)濟(jì)的關(guān)系

3.1 節(jié)能與功能
建筑給排水節(jié)能應(yīng)用技術(shù)是綜合應(yīng)用的工程技術(shù)。在追求節(jié)能的同時(shí)，需要滿足建筑給排水設(shè)計(jì)的基本功能要求，不能顧此失彼，失去功能要求的節(jié)能是沒有意義的。不要出現(xiàn)以節(jié)約能源和節(jié)約用水的名義做出一些既不節(jié)能、節(jié)水，也不環(huán)保的措施。問題解決的根本還在于節(jié)能價(jià)值觀的調(diào)整，設(shè)計(jì)應(yīng)該樹立一種全面的系統(tǒng)價(jià)值觀念。建筑給排水節(jié)能的關(guān)鍵是從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)抓起。合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要既滿足使用功能又滿足節(jié)能要求。節(jié)能需要多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，結(jié)合建筑的特點(diǎn)、地區(qū)的具體情況采取不同節(jié)能方式的組合。雨水收集與砂基滲水磚應(yīng)用技術(shù)、生態(tài)污水處理系統(tǒng)與中水回用應(yīng)用技術(shù)就是建筑給排水節(jié)能與功能處理得較好的方式之一。同時(shí)，也需對(duì)因節(jié)能引起設(shè)計(jì)功能變化的問題進(jìn)行處理。變頻調(diào)速技術(shù)(如變頻增壓給水設(shè)備等)節(jié)省了建筑所耗電能，但由此產(chǎn)生的高頻諧波，對(duì)內(nèi)壓較低的電器易產(chǎn)生沖擊而造成損壞，其節(jié)省能耗產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益可能還不足以彌補(bǔ)損失。

3.2 節(jié)能與節(jié)水
建筑給水排水的節(jié)能技術(shù)也是綜合節(jié)水技術(shù)，建筑給水排水的節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水和節(jié)材潛力很大。建筑給排水的節(jié)能和節(jié)水是相互聯(lián)系的，在節(jié)水的同時(shí)往往也能達(dá)到節(jié)能的目的。建筑給水排水的節(jié)能是重點(diǎn)降低長期使用時(shí)的總能耗，節(jié)水是重點(diǎn)考慮水資源的循環(huán)利用，節(jié)材是重點(diǎn)研究新型工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化道路。對(duì)生活水池的大小盡量按經(jīng)濟(jì)、節(jié)地、節(jié)能的原則設(shè)計(jì)，從節(jié)水的角度出發(fā)，生活水池內(nèi)采用釉磁涂料涂刷或采用不銹鋼材料，確保衛(wèi)生、減少水箱的污染和換水次數(shù)，以達(dá)到減少水資源的浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能的目的。采用新型給水管道，如塑料管、不銹鋼管、襯(涂)塑鋼復(fù)合管等，同樣是在節(jié)約用水的同時(shí)，也節(jié)約了材料和能源。在居住區(qū)排水中應(yīng)用塑料檢查井技術(shù)，
還可達(dá)到節(jié)地的目的。
3.3 節(jié)能與經(jīng)濟(jì)
建筑給水排水的節(jié)能是需要經(jīng)濟(jì)的投入，特別是建設(shè)初期。節(jié)能應(yīng)強(qiáng)調(diào)建筑整體的效益，根據(jù)功能目標(biāo)、使用性能、經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到預(yù)期的目的。事實(shí)上，節(jié)能是一個(gè)相對(duì)的概念，經(jīng)濟(jì)問題也是需要考慮的，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)性可以通過一定時(shí)期的運(yùn)行來得到經(jīng)濟(jì)回報(bào)。對(duì)于工程項(xiàng)目中建筑給排水有明顯節(jié)能效果的技術(shù)措施，應(yīng)進(jìn)行節(jié)能量、投資額和投資回收期進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。設(shè)計(jì)在考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還應(yīng)該充分考慮節(jié)能的先進(jìn)性。

3.4 節(jié)能與運(yùn)行管理
建筑給水排水的節(jié)能需要加強(qiáng)與運(yùn)行管理相結(jié)合。節(jié)能不僅僅停留在設(shè)計(jì)階段，用能系統(tǒng)的維護(hù)管理對(duì)節(jié)能有必不可少的作用。節(jié)能需要運(yùn)行管理單位定期對(duì)建筑物用能系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、檢修、監(jiān)測、保養(yǎng)及更新置換，及時(shí)清除系統(tǒng)故障，保證用能系統(tǒng)處于節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行。分級(jí)配置給水計(jì)量表具，保證項(xiàng)目投運(yùn)后能源消耗量的統(tǒng)計(jì)和管理的需要。日常運(yùn)行能耗的降低是給排水節(jié)能的重要部分之一。合理安排運(yùn)行方式和時(shí)間也可節(jié)能。如改變洗衣房的排班時(shí)間，利用電費(fèi)峰谷的差異，節(jié)省電費(fèi)。建筑給水排水節(jié)能的途徑是多樣化的，建筑節(jié)能不僅僅在于建筑的外墻、采暖和空調(diào)、照明，給水排水的節(jié)能也是有一定的作用。雖然建筑給排水在節(jié)能總量上有一定的局限性，但積土成山，風(fēng)雨興焉；積水成淵，蛟龍生焉；勿以善小而不為，推廣建筑給水排水的節(jié)能不僅是可取的，而且也一定能為建筑的節(jié)能降耗做出貢獻(xiàn)。

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