給排水節(jié)能規(guī)劃路徑研討
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本文作者：沈沛然 單位：中國建材國際工程集團有限公司
建筑給排水專業(yè)在建筑節(jié)能設計中的依據(jù)分兩類，一類是國家頒布的法律、國家標準和行業(yè)標準，適用于全國范圍內(nèi)的給排水工程設計，如： 《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《中華人民共和國建筑法》、《公共建筑節(jié)能設計標準》GB 50189－2005、《民用建筑節(jié)能設計標準》JGJ 26－95、《住宅建筑規(guī)范》GB 50368－2005、《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015－2003（2009年版）、《民用建筑節(jié)水設計標準》GB 50555－2010、《污水再生利用工程設計規(guī)范》GB 50335－2002、《建筑中水設計規(guī)范》GB 50336－2002、《城市污水回用設計規(guī)范》CECS 61－1994、《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》GB 50400－2006、《節(jié)水型生活用水器具》CJ 164－2002、《全國民用建筑工程設計技術(shù)措施節(jié)能專篇－給水排水》等。另一類是各地方結(jié)合本地實際情況，頒布的地方規(guī)范、規(guī)程，僅適用于所在地的給排水工程設計，如： 《公共建筑節(jié)能設計標準》DBJ 01－621－2005（北京地方標準）、《公共建筑節(jié)能設計標準》DGJ 08－107－2004（上海地方標準）、《深圳市居住建筑節(jié)能設計規(guī)范》SJG 10－2003、《天津市公共建筑節(jié)能設計標準》DB 29－153－2005、《安徽省公共建筑節(jié)能設計標準》DB 34／1467－2011等。設計人員在工程設計中執(zhí)行國家標準的同時，還應執(zhí)行工程建設所在地的地方標準。
目前建筑給排水節(jié)能設計存在的問題
用水定額取值偏高。設計中取用水量定額時，不考慮建筑的用水特點，為求安全，直接套用定額上限，造成供水能力超出實際使用量很多，增加了供水負荷，造成能源的浪費。
減壓措施設置不到位。減壓措施設置不到位，僅滿足于使配水支管凈壓力不超過規(guī)范規(guī)定。致使部分用水點壓力偏高。給水配件前的靜水壓大于流出水頭，其流量就大于額定流量。根據(jù)實測，DN15陶瓷閥芯水嘴靜壓P＝0．37MPa、全開時，流量Q＝0．46L／s，為設計額定流量0．15～0．20L／s的3．07～2．3倍。超出額定流量的那部分流量并未產(chǎn)生正常的使用效益，這樣就浪費了水資源，而為輸送這部分水量所付出的能源也同時被浪費了。
熱水系統(tǒng)設計不合理。小時耗熱量計算不合理：設計中不具體分析同一熱水系統(tǒng)中不同類別建筑、不同用水部門的最大用水時段等使用條件，僅簡單的把不同用水部門或建筑物的設計小時耗熱量疊加，作為系統(tǒng)總設計小時耗熱量。冷熱水供水壓力不平衡：造成冷熱水出流量不同，調(diào)溫時浪費了水量。管網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)設計不合理：系統(tǒng)因循環(huán)系統(tǒng)設置不當，每次用水放出的無效冷、溫水過多造成浪費。
材料要求含糊。目前，市場上輸配水用管材、管件、閥門等產(chǎn)品材質(zhì)及種類繁多，有很多質(zhì)量低劣，達不到國家或行業(yè)產(chǎn)品標準的要求，而施工圖中未對材料等級及應符合的國家標準作出規(guī)定，使施工單位有機會在組織材料時為節(jié)約成本，采購達不到使用要求的材料，造成給水系統(tǒng)漏失水量超出正常范圍，浪費了水源及輸水能源。
節(jié)水型衛(wèi)生器具選擇不明確。市場上衛(wèi)生器具品牌和型號很多，有些型號較老，不符合《節(jié)水型生活用水器具》CJ 164－2002的要求，而施工圖中又未提供衛(wèi)生器具的具體型號或圖集號，采購時一旦購買非節(jié)水型號，就造成了用水浪費。
計量儀表選擇不合理。部分設計選用的水表型號精度不夠，遠傳式水表及IC卡預付費水表等新型水表選用不普及，致使用水得不到合理控制，沒有起到通過經(jīng)濟杠桿節(jié)約用水的效果。
建筑給排水節(jié)能設計的措施
用水定額是設計給水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)的一項重要基礎(chǔ)參數(shù)，用水定額取值偏大，就會提高供水負荷的等級，造成供水設備、設施、管徑均比實際所需值大，既耗水又耗能、耗材、占地，同時為使用者浪費水資源提供硬件支持。所以，設計人員應嚴格執(zhí)行《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015中的生活用水量定額標準，在取用水定額時，不要一味取定額范圍內(nèi)的較高值，要結(jié)合每個工程的特點，合理取值，做到既有余量，也不浪費。
充分利用市政管網(wǎng)的供水壓力。初步設計時，應向供水主管部門收集工程所在位置的市政管網(wǎng)供水壓力和流量，為施工圖的設計提供準確的數(shù)據(jù)，從而合理、有效的利用市政管網(wǎng)的壓力。施工圖設計時，應根據(jù)用水設備、用水衛(wèi)生器具和水嘴的最低工作壓力要求，確定建筑物直接使用市政管網(wǎng)供水的層數(shù)。高層建筑給水系統(tǒng)減壓。根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015－2003（2009年版）的規(guī)定，各分區(qū)最低衛(wèi)生器具用水點的靜水壓力不宜大于0．45MPa，靜水壓力大于入戶管0．35MPa的入戶管（或配水橫管），宜設減壓或調(diào)壓裝置。此條規(guī)定僅對干管和橫支管的壓力做出了一般性的規(guī)定，但是，即使最低衛(wèi)生器具的用水點的靜水壓力為0．35MPa，對于大部分衛(wèi)生器具來說，仍然大于其使用壓力，根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015－2003（2009年版）表3．1．14列舉的數(shù)據(jù)，0．35MPa仍比壓力要求最高的自閉式?jīng)_洗閥大便器的使用壓力大0．2MPa。所以設計中不能僅滿足規(guī)范最低要求，應根據(jù)所在層的衛(wèi)生器具的使用壓力對支管進行減壓。減壓設配件可采用減壓閥或減壓孔板，但考慮到建筑美觀及裝修方便，采用減壓孔板對支管進行減壓為宜。給水豎向分區(qū)可采用可調(diào)式減壓閥減壓。加壓供水方式的比較，見表1?！∮杀?可知，從節(jié)能節(jié)水比較，4種常用供水方式中高位水箱供水和管網(wǎng)疊壓供水占有優(yōu)勢。但由于高位水箱供水在消除二次污染等方面并不理想以及新型供水設備的普及，工程中采用高位水箱供水的方式已經(jīng)越來越少了。
目前，工程中普遍采用無負壓供水設備，這是一種在變頻恒壓供水設備上發(fā)展起來的新型設備，它主要由穩(wěn)流罐、給水泵、小型穩(wěn)壓罐、防負壓裝置、智能控制系統(tǒng)等組成。與之前的水池加變頻泵供水系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)勢：節(jié)省投資：不用建水池、水箱，也不需要大型氣壓罐，占地面積小，而且由于管網(wǎng)疊壓的利用，加壓泵型號可減小。無二次污染：從市政管網(wǎng)至用戶取水構(gòu)成全系統(tǒng)封閉運行，避免水源污染問題。高效節(jié)能：與管網(wǎng)直接相聯(lián)，能充分利用管網(wǎng)自身的壓力，切實有效的發(fā)揮變頻調(diào)速的優(yōu)勢，用水低峰期設備不用運行，降低了整個供水系統(tǒng)能量的流失，節(jié)能效果明顯。
科學計算耗熱量。設計計算用水人數(shù)、單位時，要盡量準確，數(shù)據(jù)應向業(yè)主核實，計算耗熱量時，應根據(jù)集中熱水供應系統(tǒng)全日供應熱水、定時供應熱水，同一熱水系統(tǒng)中，不同類別建筑、不同用水部門的最大用水時段等使用條件分別按《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015－2003（2009年版）中關(guān)于小時耗熱量的相應條款和公式計算，不應不加分析，簡單的把各部分設計耗熱量疊加，作為系統(tǒng)總設計耗熱量。完善熱水供應系統(tǒng)。不少集中熱水供應系統(tǒng)因循環(huán)系統(tǒng)設置不當，存在嚴重的浪費現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷、溫水之后才能正常使用。這部分冷、溫水量有時多達10～20L，未產(chǎn)生應有的使用效益，因此稱之為無效冷水。因此，集中熱水供應系統(tǒng)應保證配水點處冷熱水壓力平衡，具體要求是高層建筑冷、熱水系統(tǒng)分區(qū)應一致，水加熱器冷水應由同層冷水管道供給，仍不滿足時，應采取減壓措施保證用水點冷、熱水壓力一致。且系統(tǒng)必須設熱水回水管道，并設循環(huán)水泵，采用機械循環(huán)，以保證干管和立管中熱水的循環(huán)。在選擇循環(huán)方式時需綜合考慮節(jié)水效果與工程成本，根據(jù)建筑性質(zhì)、建筑標準等具體情況選用支管循環(huán)方式或立管循環(huán)方式，盡可能減小乃至消除無效冷水的浪費。
設計說明中，材料部分應包括管材、閥門、衛(wèi)生器具的型號。塑料給水管道應注明材質(zhì)及管系列，金屬給水管道應注明金屬牌號及公稱壓力，給水鋼塑復合壓力管道應注明種類代號及公稱壓力。選用的各種閥門、配件均應注明具體型號。衛(wèi)生器具應選用節(jié)水型衛(wèi)生器具，給水水嘴應采用陶瓷芯等密封性能好、能限制出流流率并經(jīng)國家有關(guān)質(zhì)量檢測合格的節(jié)水水嘴。大、小便器應采用節(jié)水型產(chǎn)品，坐便器水箱容積不大于6L。公共浴室及設公共淋浴器的場所，宜采用系統(tǒng)設可靠恒溫混合閥等閥件或裝置的單管供水。公共衛(wèi)生間宜采用紅外感應水嘴、感應式?jīng)_洗閥小便器、感應式?jīng)_洗閥大便器等能消除長流水的衛(wèi)生器具，具體型號可在國標圖集09S304中選擇。如由業(yè)主自行選擇衛(wèi)生器具，則應說明衛(wèi)生器具應符合《節(jié)水型生活用水器具》CJ 164－2002的要求，并交代坐便器水箱容積不得大于6L等內(nèi)容。
建筑中宜設置建筑給排水自動化的監(jiān)控系統(tǒng)。建筑物的引入管、住宅的入戶管及公共建筑物需計量的給水管道上均應設置水表。水表應選擇計量精度高的產(chǎn)品。各類型水表的比較，見表2、表3、表4?！∮杀?～表4比較可知，速度式濕式多流束水表既有較好的計量性能，又有較好的實用經(jīng)濟性。工程設計中應優(yōu)先采用。目前，新型水表發(fā)展迅速，產(chǎn)品日益成熟，如卡式預付費水表和遠傳水表?？ㄊ筋A付費水表由流量傳感器、機電式先道閥等檢測控制系統(tǒng)組成，用戶先繳納一定數(shù)額的費用，系統(tǒng)按預定的程序自動從用戶費用中扣除水費，并有顯示剩余水量、累計用水量的功能，當剩余水量為零時自動關(guān)閉閥門停止供水。分戶遠傳水表仍安裝在戶內(nèi)，與普通水表相比增加一套信號發(fā)送系統(tǒng)，各戶信號線路均連接至樓宇的流量集中集算儀上，各用戶使用的水量均顯示在流量集中集算儀上，并累計流量。自動抄表系統(tǒng)可免去逐戶抄表，節(jié)省了人力物力，且大大提高了計量水量的準確性。企事業(yè)單位、學生宿舍的公共浴室、淋浴間等宜刷卡（或采用紅外線、腳踏開關(guān)）來用水。
結(jié)語
建筑給排水節(jié)能問題的關(guān)鍵在于系統(tǒng)的設計。系統(tǒng)的節(jié)能化設計需要結(jié)合建筑的特點和建筑物所在地區(qū)的具體情況，采取靈活多樣的方式，綜合應用各種技術(shù)手段。合理的系統(tǒng)設計可以極大的提高能源利用率，達到節(jié)能減排的目的。給排水節(jié)能設計措施的日益完善，必將有效的推動節(jié)能減排工作，取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
