浅谈高层建筑给排水节能方案

【关键词】高层建筑；给排水设计；节能设计；设计方案 

　　1.引 言 

　　我国是一个水资源较为紧缺的国家，从目前对能源的利用现状来看，对水资源的合理利用将直接关系着我国社会的稳步发展。随着整个国民经济的持续快速发展和城市化水平的不断提高，水资源短缺、电力供应短缺和原材料短缺的矛盾日益凸现。由于我国人口众多，因此家庭用水的问题较为突出，随着目前经济建设的快速发展，各种高层建筑不断涌现，如何在高层建筑中对给排水进行有效的节能节水，是当前建筑业亟待解决的一个重要问题。 

　　因此，对建筑给水排水设计来说，如何对现有设计进行不断优化，以求最大限度的节约每一寸管道、节省每一个阀门、降低每一度电力消耗等，就成为摆在广大给水排水设计者面前的一个不容回避的问题。 

　　2.合理控制高层建筑给水系统分区 

　　《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）第3.3.4条规定：卫生器具给水配件承受的最大工作压力不得大于0.60MPa；第3.3.5条规定：高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施。如果给排水设计中分区压力选择过大，卫生器具给水配件可能会由于长时间超压而产生水流泄露和能源的浪费。第3.3.6条规定：建筑高度不超过100m的建筑的生活给水系统，宜采用分区并联供水或分区减压的供水方式。如果从节约能源的角度考虑，设计中有条件的情况下最好采用分区并联的供水方式，合理的供水方式可节能25%～40%。 

　　3. 避难层集中设置报警阀 

　　省去减压阀的做法就建筑高度在120m左右超高层建筑的喷淋系统的报警阀设置来说，通常采用分散设置湿式报警阀的做法：在避难层内设置若干套湿式报警阀，供建筑高区自动喷水灭火系统使用；在地下室内设置若干套湿式报警阀，供避难层以下的低区自动喷水灭火 

　　系统使用。同时，根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2001-2005）的相关要求，湿式报警阀入口压力不应大干1l2Mpa，在低区湿式报警阀环状供水管道入口设置减压阀组，控制阀前压力不大于1.2Mpa。 

　　在闭式自动喷水灭火系统设计中，根据计算，喷淋水泵扬程需要1.8Mpa。在整个闭式自动喷水灭火系统的各个组成部分中，结合相关喷淋产品所提供的技术参数，湿式报警阀的最大工作压力为12Mpa；普通玻璃球下垂型喷头的额定工作压力为1.2Mpa，出厂试验压力为3.0Mpa；一般水流指示器的额定工作压力为1.2Mpa，出厂密封测试压力为2.4Mpa；对夹式安全信号蝶阀的额定工作压力可达1.6Mpa。在设计中，曾作过如下考虑：如果按照常规设计，采取在地下室和避难层分散设置湿式报警阀的做法，在低区报警阀组前的环状管网上分别设置减压阀组。根据设计要求，减压阀组通常采用两组并联，每个报警阀组采用报警阀前后设置控制阀门，并在报警阀前加设过滤器的做法。由于报警阀前后的控制阀门一般采用普通手动阀门，一旦减压阀出现故障的情况下，控制阀门不具备自动关闭功能。因此，两组报警阀组通常不具备故障情况下的自动切换功能，只能手动进行切换。此外，由于报警阀分散设置，从一定程度上增加值班人员的工作强度。 

　　为了克服上述不足，进一步确保湿式报警阀的安全，经反复考虑，最终决定把湿式报警阀集中设置在避难层。由于避难层的建筑高度大约在60m左右，由喷淋水泵扬程减去报警阀和喷淋水泵问的高差（喷淋水泵设在地下三层），从而可以确保湿式报警阀阀前压力小于12Mpa。相比之下，由于报警阀在避难层集中设置，无需在阀前设置减压阀组即可有效保证报警阀不会发生超压，从而可以充分确保报警阀的安全，进一步提高了整个自动喷水灭火系统的安全程度。同时，由于报警阀集中设置，必然利于系统日后的运行管理。 

　　4. 推广使用节水型设备， 减少用水量 

　　卫生器具和配水器材是水的最终使用单位， 一套节水性能设备的好坏， 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7 L 多， 而节水型喷头则每分钟只需要3L 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。例如， 使用小容积水箱大便器。目前我国正在推广使用6L水箱节水型的两档冲洗水箱的大便器. 或者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。 

　　5. 完善热水供应循环系统 

　　随着人们生活水平的提高， 小区集中热水供应系统的应用也得到了充分的发展， 建筑热水循环系统的质量也逐渐变得越来越重要了. 大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象， 主要体现在开启热水装里后， 不能及时获得满足使用温度的热水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这部分冷水， 未产生应有的使用效益， 因此称之为无效冷水。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。 

　　如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡， 循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流， 使远离加热设备的环路中水温下降； 热水管网布置或计算不合理， 致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊， 若冷水的压力比热水大， 使用配水装置时往往要出流很多冷水， 之后才能将温度调至正常。 

　　6. 有效利用变频调速水泵 

　　目前变频调速水泵在高层建筑节水措施中有着十分广泛的应用，在加上现今变频调速技术发展日趋成熟完善，其显著的节点效果、快捷的调速方式、强大的保护功能、宽广的调速范围和稳定可靠的运行等优点都使得调速水泵在高层建筑给排水系统中对减少电能浪费的应用具有重要意义。以往，高层建筑往往采用的是水泵水箱联合供水的方式，其流程为通过水泵将水位提升至高位水箱，然后向下供水，这一过程水压极大，通常需要进行安装减压设置，否则会产生绝大的能源消耗，而在这一系统中电机处于频繁的启动过程，因此对电能消耗亦过于浪费。现如今，在高层建筑给排水设计中，可以采用变频调速水泵，它省去了水罐和水箱，直接减少了设备的投资。由其直接向给水系统提供用水，变频调速水泵通过对速度的调节来进行流量的控制，即由供水量的大小来对水泵电机自动进行提速或降速。水量大，则电机的转速便会自动变大，水量小，电机转速便减小。此方法可以有效的避免电机频繁启动而造成的电能浪费问题。根据调查结果显示，采用变频调速水泵供水其节电率可达30%～50%。 

　　结语 

　　建筑给排水节能潜能很大，在当前最重要的不是建筑节水技术，而是人们节约用水的生活习惯意识。若能减少人为自生的内在原因并充分使用节水型卫生器具，可节约建筑给排水方面所需能量的50%左右以上，那便是一件利国利民的大事。所以，使水资源不受破坏，并能进入良性的水质、水量再生循环，已成为政府和广大人民群众关注的焦点。因此要倡导、呼吁全民必须将淡水资源当作一种珍稀资源，节约用水。 

　　参考文献 

　　[1]杨凤兰.变频调速水泵在自动化供水系统中的节能实践[J].电气时代，2005，（11）. 

　　[2]刘振印.建筑给排水节能节水技术探讨[J].给水排水，2007，（1）. 

　　[3]黄玉萍.建筑给排水质量检查中应注意的问题及处理[J].给水排水，2005，（7）.