建筑给排水工程中的节能节水措施分析

　　水是关系到人类生存发展、具有战略意义的资源。联合国的一项名为“综合评估世界淡水资源”的最新研究报告指出：目前，世界上约有三分之一的人生活在淡水资源缺乏的环境中，而如果人们继续像现在这样用水的话，则三十年来贫水人口数将可能达到三分之二。据不完全统计，我国由于缺水所造成的经济损失每年都达到数百亿之巨。面对缺水的现状，节约用水已成为我国的基本国策。同时，供水中的节能问题也必须引起人们自身高度重视，并建立节水节能意识。

　　1建筑节水注意的问题

　　1.1推广使用优质管材、阀门

　　由于镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水，已成为淘汰产品。新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管、PE管、PV-U管等就能很好的解决此类浪费问题，根据工程的具体情况推广使用新型优质。阀门也是建筑给排水中最常用的配件之一，其类型和质量的好坏也能影响用水的质量。一般的，截止阀比闸阀关的严，闸阀比蝶阀关得严。当同等条件时，我们就应当选用更能够节水的阀门。

　　1.2推广使用节水型卫生器具和配水器具

　　好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如，通常淋浴喷头每分钟喷水2O多升，而节水型喷头则每分钟只需要9L水左右，节约了一半的水量。可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择节水型卫生器具和配水器具时，除了要考虑价格因素和使用对象外，还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。

　　(1)以瓷芯节水龙头和充气水龙头代替普通水龙头

　　在水压相同的条件下，节水龙头比普通水龙头有着更好的节水效果，节水量为3%～50%，大部分在20%～30%之间。且在静压越高、普通水龙头出水量越大的地方，节水龙头的节水量也越大。因此，应在建筑中(尤其在水压超标的配水点)安装使用节水龙头，以减少浪费。

　　(2)使用小容积水箱大便器

　　国家于2003年颁布的《6L水便器配套系统》中规定：6L座便器系统是一个在功能上有如下要求的配套系统：

　　a每次冲洗用水量小于或等于6L水;

　　b便器的内表面必须被全面冲洗，不得留有痕迹;

　　c要将粪便及手纸冲离便器，并通过排污横管(≤5m)冲到排污立管中;

　　d防臭存水弯中的水封水必须被置换。

　　由此可见，节水型器具彻底解决了节水和管道堵塞的问题。如以6L水便器系统代替现在已有的9L水及以上的便器，以现有坐便器系统一亿套计算，一年可节水31亿吨，其经济效益和社会效益将十分巨大。目前，欧美国家已强制执行“6L水标准”。针对我国严重的缺水形势，设计人员应在保证排水系统正常工作的情况下建议用户使用小容积水箱大便器。

　　(3)采用延时自闭式水龙头和光电控制式水龙头的小便器、大便器水箱

　　延时自闭式水龙头在出水一定时间后自动关闭，可避免长流水现象。出水时间可在一定范围内调节，但出水时间固定后，不易满足不同使用对象的要求，比较适用于使用性质相对单一的场所，比如车站，码头等地方。光电控制式水龙头可以克服上述缺点，且不需要人触摸操作，可用在多种场所，但价格较高。目前，光电控制小便器已在一些公共建筑中安装使用。

　　1.3避免超压出流损失

　　卫生器具给水额定流量是为满足使用要求，卫生器具给水配件出口在单位时间内流出的规定出水量。流出水头是保证给水配件流出额定流量，在阀前所需的静水压。给水配件阀前压力大于流出水头，给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象，称为超压出流现象，该流量与额定流量的差值为超压出流量。

　　给水配件超压出流，不但会破坏给水系统中水量的正常分配，对用水工况产生不良的影响，同时因超压出流量未产生使用效益，为无效用水量，即浪费的水量。因它在使用过程中流失，不易被人们察觉和认识，属“隐形”水量浪费，至今未引起足够的重视。然而这种“隐形”水量浪费在各类建筑中不同程度的存在，其浪费的水量绝不亚于“显形”的漏水量。

　　在我国现行的《建筑给水排水设计规范》中，虽对给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制性规定，但这只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑，并未从防止超压出流的角度考虑，因此压力要求过于宽松，对限制超压出流基本没有起作用。如果设计时没有考虑这一方面的话会造成极大的水资源浪费。所以应根据建筑给水系统超压出流的实际情况，对给水系统的压力做出合理限定。

　　《建筑给水排水设计规范》第3.3.5条规定，高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。而卫生器具的最佳使用水压宜为0.20Mpa～0.30MPa，大部分处于超压出流。根据有关数据研究，当配水点处静水压力大于0.15MPa时，水龙头流出水量明显上升。建议高层分区给水系统最低卫生器具配水点处静水压大于0.15MPa时，采取减压措施。以下对陶瓷阀芯水龙头9O°启闭普通水龙头和普通铸铁水龙头在各种不同静压下的出流量进行比较(见表1)：

　　表1各种水龙头不同静压下的出流量

　　静压P(Mpa) 陶瓷阀芯水龙头 90°启闭普通水龙头普通铸铁水龙头

　　0.05 0.0713 0.1361 0.2136

　　0.10 0.0902 0.1897 0.2645

　　0.20 0.1154 0.2459 0.3288

　　0.30 0.1354 0.2933 0.3838

　　0.40 0.1514 0.3298 0.4466

　　0.50 0.1613 0.3660 0.4968

　　0.60 0.1743 0.4044 0.5320

　　(注：表中流量单位为L/s，试水管径15mm)

　　可以看出，在相同静压条件下节水型水龙头(陶瓷阀芯水龙头)的出流量约为90°启闭普通水龙头的1/2，为普通铸铁水龙头的1/3。实测试验表明，陶瓷阀芯水龙头和普通水龙头在全开状态下，前者的出流量约后者出流量的1/3～1/2，即在同一压力下，节水龙头具有较好的节水效果，节水量从3%～50%不等，且在静压越高，普通水龙头出水量越大的地方，节水龙头的节水量也越大。

　　2建筑给水节能途径

　　根据我国现行供水情况及建筑用水情况，建筑给水节能主要有以下几个途径：尽可能利用太阳能用作热水加热;利用市政管网余压，采用分区给水方式;合理选用变频水泵。

　　(1)太阳能作为清洁能源，取之不尽，用之不竭，是节能的重要途径。我国大部分地区均处北纬40°以北，日照时间较长，均适合推广太阳能热水器，具体应用太阳能热水器应根据工程具体情况及住宅小区物业管理情况确定。

　　节能效果：用水量按每人次淋浴热水量100L/人/次考虑，常年冷水平均水温10℃，淋浴热水温度40℃考虑，平均每人每次淋浴耗能=100L×(40℃-10℃)×(4.19×103J/kg.度)=12570000J，按每度电能热功当量3617000J/kW.h计算，考虑热水器加热效率0.9，每人次淋浴用电量=125700001(3617000×0.90)=3.86kW.h。按每人每月淋浴八次。每户三人，80%使用太阳能热水器中热水计算，每户住宅每年可节电=3人×8次×12月×3.86kW.h/人.次×80%=889kW.h。节能效果相当明显。

　　(2)合理利用市政管网余压，采用分区给水方式并采用新型供水设施

　　在城市供水中，根据城市供水规模大小不同，一般市政给水管网压力均在0.2～0.4MPa之间，只能满足三～五层多层建筑供水压力，现在城市城区土地利用率均较高，城区住宅高层建筑增多，且一般多层住宅楼层均在五层以上，供水压力要求采用二次加压。合理利用市政管网压力，采用分区供水方式并采用新型供水设施，可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.3MPa，则五层及以下楼层可采用市政管网直接供水，五层以上采用无负压变频供水设备供水。这样即不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高，造成能耗及水量浪费。

　　a采用分区供水方式，可节约采用市政直接供水部分楼层的加压能源。

　　b使用无负压给水设备加压与传统二次加压方式比较(传统加压方式为市政管网供水至水池，然后由水泵供应至屋顶水箱)有以下优点：①可减少投资：传统加压方式需要建水池及屋顶水箱，使用无负压给水设备可取消水池及水箱;②可减少污染：自来水在水池及水箱内增加停留时间，水中余氯余量低，微生物含量高，使用新型设备后水质同自来水一样;③可节省大量能源：传统二次加压方式是将自来水直接放入水池或水箱中，使原有压力全部为零，再从零重新加压供水;而无负压变频设备完全利用原有市政管网压力供水，与供水管网直接串接，差多少，补多少。④可减少水资源浪费：由于传统方式中，水池、水箱均为混凝土结构，渗水、跑水、漏水、蒸发不可避免，而且水池、水箱需定期清洗，需要大量清洗水。该节能方式节能效果还是比较显著的，节能性价比极高，故值得大力推广。

　　节能效果：每立方米水增压1m需要做功lO00kgLm=1.104J，水泵效率一般在0.6左右，按每度电能热功当量3617000J/kW.h计算，需电能0.005kW.h，按平均日生活用水量IOOL/人/日计算，如充分利用0.3MPa市政管网压力，相比传统水池、水泵二次加压方式，需二次加压用户(三口之家)一年可节约能源3人×365天×0.1立方米/人/日×30m水压×0.O05kwh=16.5kW.h，且比传统加压方式更能节约投资。

　　(3)合理选用变频水泵

　　在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变速水泵。变速水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水量、电能的浪费问题，在各类资源紧缺的今天有着广阔的前景。同样，在热水供应系统中，随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现，循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电10%～40%。

　　3施工中节水节能措施

　　a根据图纸要求及施工现场情况合理进行管道再布局，尽量避免管道交叉返弯情况，以减少给水输送的沿程损失;

　　b热熔类管道熔接时注意避免因热熔过度造成管道缩径而产生局部能量损失;

　　c给水管道试压、冲洗及排水管道灌水用水采取措施回收循环使用;

　　d施工现场实行用水计量管理，科学合理的制定施工用水定额，严格控制施工阶段用水量。对超出用水定额部分提高收费，并采取一定的处罚，以提高施工人员的节水意识;

　　e制定科学规范的施工用水管理措施，加强监督检查和宣传力度，加强施工人员的节水意识的宣传培训，对现场设施的漏水、渗水、滴水、浪费水等现象进行跟踪检查。

　　4结束语

　　建筑节水节能工作涉及到建筑给水排水系统的各个环节，节水节能各方面的措施是相互联系、相互制约、相辅相成的，必须把建筑节水节能工作作为一个系统来做。从给水系统的设计和施工上采取相应的技术和管理措施，可节约许多能量及用水量。

　　当然，节水最关键的不是建筑节水技术，而是人们节水的意识，人们的用水习惯。据调查，目前这种观念尚未真正有效地树立，应倡导人们将淡水资源当作一种珍稀资源，节制使用，每个人应该把节用水当作自己应尽的义务。