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节能技术在建筑给排水设计中的应用

发布时间:2021-05-15 16:43所属平台:学报论文发表咨询网浏览:

摘要:社会的发展离不开能源,能源是发展国民经济重要的物质基础,是制约国民经济能否飞速发展的重要因素,节能减排、提高能源的利用效率,是每一个从事建筑给排水设计工作者义不容辞的责任。本文对利用市政给水管网压力、合理划分供水分区、高效供水设备、

  摘要:社会的发展离不开能源,能源是发展国民经济重要的物质基础,是制约国民经济能否飞速发展的重要因素,节能减排、提高能源的利用效率,是每一个从事建筑给排水设计工作者义不容辞的责任。本文对利用市政给水管网压力、合理划分供水分区、高效供水设备、节水型卫生器具、可再生能源利用、热水管道保温等节能技术进行了介绍分析,探讨其在建筑给排水设计中的应用,对提高能源的利用、减少能源的浪费有着非常重要的意义。

  关键词:给排水设计;节水;节能;变频供水;太阳能热水

建筑节能

  建筑节能的主要途径就是通过相应的措施来提高建筑的能源利用效率,减少能源的消耗,最终能够合理的利用能源。在当前我国建筑行业发展十分迅速的大环境下,建筑节能具有十分重要的积极作用,下面就节能技术在建筑给排水设计中的应用做简单介绍。

  1 给水系统

  1.1充分利用市政供水管网压力

  我国每个城市的市政供水管网压力不尽相同,但将每个地方的供水压力汇总起来,普遍在0.2~0.4MPa之间,对于4层及4层以下的建筑物来说,市政压力基本上可以满足建筑用水的压力要求。然而,随着城市建设用地的紧张,高层建筑已经成为城市的主要建筑,其高度在不断增加,出现了小高层、高层、甚至超高层,现有的市政供水压力已经不能满足这些高层建筑的用水需求,需要采用加压的方式对高层建筑进行供水。

  针对高层建筑的供水需求,有的工程因为设置了加压设备,而放弃利用市政管网的可用压力,通过加压泵对整个建筑加压供水,这种方法是不可取的。因为高层建筑的下面几层通常用水量比较大,如果全部由水泵加压供水,白白损失掉了市政管网的可用压力,无疑是一个相当大的浪费。例如:某综合楼,-2F~-1F为汽车库和物管用房,冲洗车库及物业工作人员用水量为54m³/d;1F~3F为餐饮、娱乐等功能,用水量为173 m³/d,市政管网的压力可以保证3F及以下的用水。如果这部分用水全部由-2F的水泵加压供水,则每年多耗电量约为3.3万KWh。因此,划分建筑供水分区时,应当充分利用市政给水管网的压力,低区由市政给水管网直接供水,高区由给水泵组加压供水。

  1.2合理划分供水分区,同时控制支管水压

  用水点压力过高,卫生器具实际的出水量会远大于额定流量,从而带来水压过高、水量浪费的弊病,同时容易产生振动、噪声,破坏给水管材、管件。

  《建筑给水排水设计标准》第3.4.3条、3.4.4条规定,当生活给水系统分区供水时,各分区的静水压力不宜大于0.45MPa;生活给水系统用水点处供水压力不宜大于0.20MPa,并应满足卫生器具工作压力的要求[01]。规范对系统分区、用水点处的最大压力做出了规定,给排水设计过程中应采取有效的减压节流措施,控制配水点的出水压力。通常可以在系统的配水支管前安装节流孔板、减压阀等措施来避免用水点的超压,为用水点提供舒适的服务水头,使供水系统的水压分布更均匀。

  1.3采用高效成套变频调速供水设备

  变频调速给水系统通过调节电动机的供电频率,使电动机带动水泵按给水系统实际压力高低和用水量的大小变化进行变压、变流量供水,通过变频把水泵可提供的多余扬程、多余流量的功节约下来,所以它是节能的设备。

  为提高变频供水设备的工作效率,确定系统的设计流量是很重要的一点,在确定变频调速给水系统设计流量时,工作泵组的供水能力应满足系统设计秒流量,同时不应小于给水系统最大小时用水量的1.2倍。用水量的变化由调节水容积≥20s最大需水量贮备的气压水罐进行调节[02],可稳定水泵切换或用户用水量突然变化时设备出口的压力波动,维持水泵停止运行时小流量的正常供水。采用变频调速泵与气压水罐组合供水系统,达到经济、节能的目的。

  1.4推广使用节水型的卫生器具和配水器具

  给排水系统所用卫生器具的节水性能,直接影响着整个建筑节水节能的效果,旧式卫生器具的给水配件密封性和耐用性较差,使用过程中会造成用水量的巨大浪费,而新型的卫生器具,如陶瓷芯水龙头、大小便分档的大便器等则可以节约大量用水。设计过程中,在选择卫生器具时,除了考虑使用对象和价格因素外,还要考察其节水性能的优劣,应优先选用节水型的卫生器具和配水器具。

  1.5推广使用优质给水管材及阀门

  对于给水管材,应优先采用不锈钢管、钢塑复合管、铝塑复合管、PP-R给水管、PE管等新型管材,防止因管道生锈,而导致系统漏水、渗水,避免水资源的浪费。

  给水管道上使用的各类阀门应根据管径大小和承受压力的等级及使用温度等要求确定,给水系统上可以采用全铜、全不锈钢、铁壳铜芯和全塑阀门等,不应使用镀铜的铁杆、铁芯阀门[03]。

  1.6合理配置水表等计量装置

  对供水系统实行计量,是建筑节水节能、加强供水系统智能化管理的一项重要措施。为提高建筑供水系统水表计量的准确度,对供水水表选型时,不可按照管道直径直接选用,而应按照设计流量进行选用。对于小区引入管上的水表,除按引入管的设计流量不超过但接近水表常用流量外,还应叠加消防流量进行校核,校核流量不应大于水表的过载流量。

  2 热水系统

  2.1推广利用太阳能制备生活热水

  生活热水供应系统所消耗的能源占整个建筑能耗的10%~30%,而其中用于制备生活热水的热源又占其系统能耗的80%以上[04],因此,生活热水系统热源的选择对建筑节能有很重要的意义。

  目前我国的能源结构主要依靠矿物燃料,特别是煤炭,而矿物燃料燃烧会产生大量的污染物,如:燃料中的一些含硫杂质燃烧时会产生空气污染物SO2,燃料燃烧不充分时会产生CO,未燃烧的尘粒、碳粒及碳氢化合物等排放到空气中,都会对空气造成严重的污染,而太阳能等可再生能源的利用是节能减排的关键技术之一。

  利用太阳能作为生活热水系统的热源,既节约了能源又保护了环境。太阳能作为一种清洁、安全的新能源,已经被越来越多的应用于生活热水供应系统。但太阳能不稳定,受到地域及天气等因素的影响较大,不能作为单独的热源使用,还应设置辅助热源及其加热设施,辅助热源可以选择热力管网、热泵、燃气、电等。

  2.2热水循环系统设计

  随着社会经济的发展,人们生活水平的提高,生活热水的供应成为了人们生活中不可缺少的一部分。但很多集中生活热水供应系统使用时,要先放掉大量冷水后才可以正常使用,造成了水资源的极大浪费。这种水资源的浪费很大一部分是设计原因造成的,因此,在选择集中热水供应系统循环方式时,需要综合考虑节水效果与建造成本,根据建筑性质、建筑标准、当地经济条件等情况选用支管循环或干、立管循环方式,尽可能减小甚至消除冷水的浪费,对建筑的节水、节能起着重要作用。

  2.3保温结构设计

  热水管道的循环过程中,总是会存在一定的热量损失,其损失量的大小与保温措施的材质、厚度、构造、施工等密切相关。在热水管道保温的设计中,节能是一个重要的判断标准。对于某种选定的保温材料来说,保温厚度越大,热损失越小,也可以认为节能效果越好。但是,保温材料厚度的增加意味着初投资等方面的加大,经济性必然受到一定的影响,因此,任何保温材料厚度的选择,总是和经济性分不开的。热水管道保温设计中,应将节能和经济性相结合综合考虑,通过设计保温材料的合理厚度,使得减少的热损失在设定的投资年限内得到回收,从而确定经济保温厚度。

  保温层的施工对于发挥保温的作用非常重要,但实际工程经验表明,出现的大多数问题是由于施工不良或者系统运行维护不好造成的,保温结构一旦受到破损,会导致热量损失加大,其节能效果会受到很大影响。为了防止偶然性外力对保温层的破坏,在进行保温设计时,可在保温层外设置保护层,或者要求保温材料的外表面设置带有一定机械强度的面层,避免保温层遭受破坏,影响保温节能效果。

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  3 结论

  当前社会环境下,资源与能源紧缺现象越来越严重,但很多人缺乏节能环保的意识,在生活中浪费现象比较严重。为了改善这一现象,在建筑给排水设计工作中,设计人员要重视节水节能型设备的应用,优化给排水管网系统,提高太阳能等可再生能源的利用,促进建筑行业的可持续发展。

  参考文献:

  [01] 徐凤,张淼等主编.建筑给水排水设计标准(GB50015-2019).2019.11:31

  [02] 陈耀宗,刘振印等主编.建筑给水排水设计手册.2009.02(上):104-112

  [03] 贾苇,赵锂等主编.全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水. 2010.01:32

  [04] 杨静,刘卫.浅谈建筑给排水工程节能设计.江西建材2014(15):24

  作者简介:罗柏清(1981-)

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