試論建築給排水中的節能設計

    論文關鍵詞:建築給排水;給排水設計;節能設計;環保節能
    論文摘要:隨著經濟的發展，自然資源日益緊張。在建築領域，給排水的設計如何能達到節能也成為檢驗建築物是否節能的標尺。文章從利用太陽能熱水器，利用市政管網餘壓分割槽給水，以及節水型衛浴用品等方面論述瞭如何做好建築給排水中的節能設計。
    一、節能設計的意義
    水是生命之源，不僅關係國計民生，也對經濟發展和社會進步起著重要作用。近年來能源危機進一步加劇，水資源日益緊張，世界各國越來越重視水資源的保護、中水利用，以及汙水治理。在建築領域，給排水的設計如何能達到節能也成為檢驗建築物是否節能的標尺，因此做好給排水節能設計很有必要，是設計環節中的重要環節。1故好建築給排水節能設計具有深遠的意義。
    二、給排水設計的節能措施
    ***一***利用市政管網餘壓，採用分割槽給水方式
    城市供水中，般市政給水管網壓力一般在0.2~0.4MPa之間。合理利用市政管網壓力，採用分割槽供水方式，可以減少二次加壓能耗。如市政管網壓力為0.3MPa，一則五層及以下樓層可採用市政管網直接供水。五層以上採用無負壓變頻供水裝置供水。這樣即不浪費市政管網餘壓又不至於使低樓層管網壓力過高，造成能耗及水量浪費。
    由於市政給水管網承受的壓力有限，供水水壓通常難以完全滿足高層建築的供水要求，因此高層建築給水系統設計中常採用增壓給水方式，將管網進水直接引人貯水池中，然後用水泵將水抽到水箱或打到水罐中，再向給水系統供水。市政給水管網供水水壓通常為200MPa左右，夜間可以達到250MPa-270MPa左右，但由於以往市政供水管網供水安全性不是很穩定，為確保建築供水的安全性，寧願捨棄該部分水壓，從而造成電能的浪費，尤其是當貯水池位於地下層時，反而把可用壓力全部轉化成負壓，很不經濟合理。設計中應充分考慮利用市政給水管網提供的水壓，高層建築下部幾層直接採用市政給水管網供水，上部採用水箱供水或水泵加壓供水，當下部用水安全要求較高時，設計中可以考慮將上下部分管網用常閉閥門進行連線，平時分割槽供水，市政管網發生事故時，將常閉閥門開啟，由水箱或水泵加壓供水，在節能的同時可以兼顧供水的安全性。
    ***二***開發中水系統
    建築中水是指建築物或建築小區內的生活廢水、冷卻用水及雨水等各種排水經過適當處理後回用於建築物或建築小區內，作為雜用水的水源。中水設施由原水收集、儲存、處理及供給等設施構成，該系統是目前現代化住宅功能配套設施之一，資料顯示，採用建築中水後居住區用水量可節約30%~40%，廢水排放量可減少35%~50%，在以上幾種中水水源內盟洗廢水水量最大，其使用時間較均勻、水質較好且較穩定等，因此其應作為建築中水首選水源，但目前建築中水技術具有執行效果穩定性差且造價較高等缺點，因此在設計過程中應綜合技術、管理、投資等多方面因素來選擇新的優良的中水處理工藝。
    ***三***採用變頻調速水泵
    高層建築通常採用水泵水箱聯合供水方式，由水泵將水提升到高位水箱，再向下供水，為防止一些用水點超壓，需設定減壓裝置，造成不必要的能耗，而由於電機的啟動非常頻繁，也會造成電能的大量浪費。設計中可以採用變頻調速水泵直接向給水系統供水，採用調節速度的方式來調節流量，根據水量需要自動調節水泵電機轉速，水量需要大時電機轉速增大，需要小時電機轉速減小，避免電機頻繁啟動，從根本上防止電能浪費。同時省去了水箱、水罐，減少了裝置投資費用。有調查結果顯示，採用變頻調速水泵供水，節電率可達30%~50%。如今變頻調速技術已經日臻完善和成熟，具有顯著的節電效果、方便的調速方式、較高的調速範圍、完善的保護功能以及執行可靠等優點，因此推廣變頻調速水泵在建築給排水系統中的應用，對於減少電能浪費具有重要意義。

    ***四***自動控制計最
    計量用水也是建築節水的重要手段，採用該技術主要是為了避免大便器延時自閉閥延時器調整及故障的及時處理，調節水池水箱等水位上限無監控，一旦進水閥們出現故障進水水位超過滋流口卻不能及時發現造成用水浪費等現象，因此在設計過程中應儘量選用自動控制和質量好的產品及設計思路。
   ***五***選用節水管材
    水在從水廠到配水點的輸送過程中給水管道的流速及管道內、壁的粗糙度對水的水頭損失會產生很大影響，管道內壁的粗糙度及區域性阻力越小則水在管道中的流動阻力也越小，因此當管徑確定後從節能的角度考慮應選用粗糙度小區域性阻力小的管材，而對於需二次加壓供水的給水系統，其工程管線越長其阻力損失值就越大，對於選用的加壓泵對系統最不利點的供水壓力稍顯不足時可通過調整內壁較光滑的供水管材來降低阻力損失，並保證滿足系統供水要求的目的。
    ***六***利用太陽能製備住宅熱水，節約電能和天然氣
    現代的太陽熱能科技是將陽光聚合，並運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。太陽能取之不盡、用之不竭的特點使其成為節能設計的首選。在給排水節能設計中，可考慮採用太陽能熱水器或熱泵熱水器取代傳統高能耗的燃煤、燃油、燃氣熱水器及電鍋爐。
    太陽能熱水器是由集熱器、儲水箱、給水箱、迴圈管、迴圈泵、配水管等組成的。我國大部分地區日照時間較長，適宜推廣使用太陽能。太陽能一般分為平板型和真空管型兩種。單幢建築或多幢建築合用太陽能熱水器，並設定熱水箱，用作戶內熱水器預熱水源，單戶內設定快速熱水器。熱水系統可安裝在屋頂、牆壁及陽臺等位置，可以在一定程度上實現集熱器與建築完美結合，但在太陽能熱水系統設計中應注意在寒冷地區應考慮其抗凍效能、抗熱衝擊性能以及其承壓能力等因素。
    {七***使用節水型衛浴用品
配水器具和衛生器具作為水的最終使用單元其節水效能直接影響著建築節水工作的成效，因此在滿足其使用功能的前提下應儘量選用節水節能型衛生器具，其具體措施主要包括使用小容積水箱來減少馬桶沖洗水量，目前，我國普遍採用沖水量≥11L的坐便器，耗水量大。若全部使用沖水量≤6L的馬桶，則住宅可節水14%，賓館、飯店可節水4%，辦公樓可節水27%。對於廚房、淋浴、盆洗等用水器具的節水則主要從改善給水配件的效能來實現，如採用充氣水龍頭、腳踏開關淋浴器、節水延時自閉閥等，該類配件均能在不同程度上起到節水節能的功效，並且節能效果和建築高度成正比，即建築物越高其節能效果越明顯，對於公共衛生建築內的沖洗系統應取締傳統的定時沖洗而代之以光電數控控制或紅外線作用的器具等。
    此外，各建築物在設計過程中應根據當地及該建築物的具體情況針對性地採取系列措施，如利用低阻力管道閥門和低阻力倒流防止器等器具來減少管道的區域性水頭損失;因塑料管材具有成本低廉、安裝方便、內壁光滑、耐腐蝕、不結垢、汙染小及價格便宜等優點，同時還有導熱係數，J譜特點，因此在新型建築物設計中尤其是在熱水管道設計中應儘量採用塑料管材以代替原來的金屬管材等。
    三、結語
    由於現代社會濫用資源，同時又不注意保護環境，造成的負面效應越來越嚴重地影響到了經濟的發展。大多數資源的不可再生性迫使人們在節約能源上作文章，水作為人們時刻利用的但資源緊缺的資源更是越來越受到人們重視，在現代建築物設計過程中應堅持節能減排、治汙節水等方面下手搞好節能節水工作。