建筑給水體系節(jié)水狀況與改善路徑

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本文作者：孫如兵 單位：九源〈北京〉國際建筑顧問有限公司銀川分公司

變頻調(diào)速恒壓給水的技術(shù)和裝備在給水系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)成為當(dāng)前高層建筑給水方式中一種新型的給水方案。變頻給水的運(yùn)行原理是：將給水管路中壓力的變化或是流量的變化狀態(tài)以信號形式傳達(dá)給壓力傳感器，通過向變頻調(diào)速裝置反映，據(jù)此調(diào)節(jié)給水的頻率，然后自動調(diào)節(jié)給水的壓力并使之保持恒定，使水泵的供水量、揚(yáng)程與所需用水量和壓力相吻合，達(dá)到節(jié)能的目的。因此變頻調(diào)速泵給水方式廣泛適用于用水量較大且不均勻的建筑給水系統(tǒng)中。變頻給水的節(jié)能效果是對設(shè)置高位水箱的給水方式而言的。對于那些不宜設(shè)置高位水箱的地區(qū)和高層建筑來說，變頻泵的應(yīng)用減少了建筑面積，減少了基建的投資；當(dāng)系統(tǒng)用水量減少時，水泵降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，隨之轉(zhuǎn)速下降，從而調(diào)節(jié)流量，比一般設(shè)備節(jié)能10%-40%，同時也避免了水質(zhì)的二次污染。

由于高位水箱-水泵的給水方式對占地面積方面要求較高，導(dǎo)致建筑面積的利用率較低，所以產(chǎn)生了氣壓罐給水的方式來替代水箱的設(shè)置，在穩(wěn)定水壓的同時節(jié)省了建筑空間，是對水泵-高位水箱給水方式的一大改進(jìn)。但氣壓罐給水方式的水壓變化較大，且水泵的運(yùn)行頻率過高，造成水壓的不穩(wěn)等問題。變頻給水模式則改善了高位水箱-水泵給水和氣壓罐給水兩種模式，使得給水系統(tǒng)的建筑面積得到更充分利用，也減少了高位水箱設(shè)置的復(fù)雜性，使給水水質(zhì)得到較好的保證，同時隨水量要求變化水泵自主調(diào)節(jié)，滿足了節(jié)能的要求。

由于傳統(tǒng)的氣壓給水設(shè)備和變頻調(diào)速給水設(shè)備都不能有效地利用市政管網(wǎng)的水壓，使能量無效耗費(fèi)，因此針對傳統(tǒng)的二次供水技術(shù)的革新就出現(xiàn)了疊壓給水技術(shù)，也稱為管網(wǎng)疊壓給水方式或無負(fù)壓給水方式；主要給水設(shè)備是由變頻水泵機(jī)組、穩(wěn)流罐、負(fù)壓補(bǔ)償裝置等組成，要求給水管網(wǎng)水壓不小于設(shè)定壓力值，并保證水質(zhì)不被污染。管網(wǎng)疊壓給水模式實(shí)際上是在變頻恒壓給水的基礎(chǔ)之上，加了一套穩(wěn)流罐設(shè)備，直接接在市政管網(wǎng)上，使水從接入口首先進(jìn)入穩(wěn)流罐，再利用真空消除器的作用，自動排除罐內(nèi)的空氣；當(dāng)安裝在設(shè)備出口處的壓力傳感器檢測到了市政管網(wǎng)的水壓滿足給水要求時，系統(tǒng)則不經(jīng)過加壓泵直接利用自來水的壓力給水；如果市政管網(wǎng)的壓力小于給水壓力要求時，檢測壓力的差額，由加壓泵補(bǔ)給差額，以達(dá)到設(shè)定壓力；當(dāng)市政給水的水量不足時，空氣由真空消除器進(jìn)入到穩(wěn)流罐中，破壞罐內(nèi)的真空，然后自動抽取穩(wěn)流罐內(nèi)的水進(jìn)行供給，并且避免管網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。

無效熱水量是熱能耗費(fèi)中影響較大的因素，同時也浪費(fèi)了大量的用水資源，要避免產(chǎn)生無效熱水浪費(fèi)，能控制無效熱水量的技術(shù)主要從用戶末端控制出水溫度和出水量，要保證管道高效保溫，同時減小供熱支管的長度，保持冷熱水的水壓平衡，同時要減少冷熱水的水壓波動、保持穩(wěn)定，減少水溫調(diào)節(jié)時間；主要從下面幾方面措施來實(shí)施。

熱水系統(tǒng)中，無效冷水的產(chǎn)生及出水量的大小與系統(tǒng)的循環(huán)方式有很大的關(guān)系；在規(guī)范中提出熱水的循環(huán)方式主要有立管循環(huán)、干管循環(huán)及支管循環(huán)；根據(jù)有關(guān)調(diào)查結(jié)果證明，支管循環(huán)方式能達(dá)到最節(jié)水的效果，而立管循環(huán)方式的節(jié)水量相對較少，但能最快的使投資回收，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢較明顯；干管循環(huán)的方式在從節(jié)水和經(jīng)濟(jì)的角度看都處劣勢；相對的，若系統(tǒng)不設(shè)置循環(huán)模式，就會有大量的無效冷水量產(chǎn)生，不利于人們的使用，因此，對于建筑內(nèi)的熱水系統(tǒng)應(yīng)鼓勵設(shè)計(jì)時使用循環(huán)模式，尤其是支管循環(huán)的方式。

熱水管網(wǎng)的分區(qū)同給水分區(qū)一樣，對水壓也有一定要求，若分區(qū)的不合理會導(dǎo)致進(jìn)水口的冷熱水壓力相差過大，從而產(chǎn)生無效水量的增加，同時也會造成熱水系統(tǒng)出現(xiàn)超壓出流的現(xiàn)象；當(dāng)熱水的橫干管過長或坡度設(shè)計(jì)不合理時，水流會在流動過程中浪費(fèi)熱能，也會導(dǎo)致水量浪費(fèi)；熱水溫度較高，雜質(zhì)較多，比冷水更容易在管道或接口處產(chǎn)生水垢或堆積雜質(zhì)，這樣就容易影響到閥門處的密封度和其他設(shè)備的使用壽命等，一旦出現(xiàn)問題，影響較大。

根據(jù)對幾種熱水系統(tǒng)循環(huán)方式的比較，建筑內(nèi)熱水系統(tǒng)推薦使用支管循環(huán)、立管循環(huán)方式或結(jié)合起來使用，那么針對目前設(shè)計(jì)不合理的供應(yīng)系統(tǒng)，應(yīng)盡快的組織進(jìn)行改造，轉(zhuǎn)換循環(huán)模式。

在住宅使用的淋浴設(shè)備中，常常因?yàn)闇囟鹊恼{(diào)節(jié)而浪費(fèi)水量，造成熱能的耗費(fèi)，要減少調(diào)溫時間則需要對現(xiàn)有常用的混合龍頭式和雙閥門調(diào)節(jié)式的設(shè)備進(jìn)行改善，在每次開啟裝置時，使用恒溫出水模式，預(yù)先調(diào)定出水溫度，因此對設(shè)備的質(zhì)量和靈敏度要求較高，需要對冷熱水的混合龍頭做進(jìn)一步的改善。

提高熱水制備的節(jié)能技術(shù)關(guān)鍵是提高熱能設(shè)備的效率，控制熱水儲存容積，降低換熱設(shè)備的熱媒回水溫度等，其中對熱能設(shè)備的選用尤為重要，且節(jié)能的力度最大，而新型熱能的開發(fā)是熱水設(shè)備利用率提高的較大潛力的推動力。

研究給水系統(tǒng)節(jié)水、節(jié)能的實(shí)質(zhì)就是不僅要對有限的水資源的合理利用，更是要節(jié)省能源耗費(fèi)及經(jīng)濟(jì)給水，需要加強(qiáng)給水系統(tǒng)的管理，調(diào)整居民用水的結(jié)構(gòu)，做到新時期的節(jié)水考慮，控制其他資源的耗費(fèi)，特別是不可再生資源的直接耗費(fèi)或轉(zhuǎn)換使用，由傳統(tǒng)的節(jié)水模式轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)水、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)要求三項(xiàng)共同作用，統(tǒng)籌考慮新型可再生能源的發(fā)展，將建筑給水系統(tǒng)的發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌沙掷m(xù)發(fā)展意義的新趨勢。