建筑給排水工程施工中的節(jié)能措施研究

楊 琳

(三明學院 建筑工程學院，福建省 三明 365001)

作為建筑工程的重要環(huán)節(jié)，建筑給排水工程是能耗較高的工程類別，其在施工過程中，會消耗大量的環(huán)境資源，其中的熱水、消防、給水、綠化等都是重要的能源消耗來源。在現(xiàn)代建筑給排水工程設計中，除了要求給排水能夠充分滿足建筑的功能設計與使用要求外，還應當盡可能實現(xiàn)節(jié)能減排，從而提高資源利用率以降低能耗。因此，加強關于建筑給排水工程施工中的節(jié)能措施研究，對于改善建筑給排水工程的施工質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

一、建筑給排水工程概述

1.建筑給排水工程布置與組成

建筑給排水系統(tǒng)主要由排水管道、局部處理構筑物、生產(chǎn)設備與衛(wèi)生器具受水器、抽升設備、清通設備、通氣管系統(tǒng)等組成，其管道的敷設與布置方式為：

(1)敷設排水管道。在連接排水管端部與排水立管時應當此采用彎曲半徑大于4倍管徑的90°彎頭或2個45°的彎頭；要在基礎、穿樓板與管道穿墻處留設孔洞，且管道與墻、管道與管道之間應當設置一定的間隔距離；通常將排水管道暗埋于建筑墊層與結構層中(暗埋法是指把排水的橫支管在建筑墊層中掩埋)，而將衛(wèi)浴間的地面增高60～200mm左右的高度，將輔助用水器具的水平主管道和連接管件安設在增高的地面填充層中，然后在填充層上做好防水層、砂漿找平層與地面面層的施工；排水橫管應當設置在專用的假墻內(nèi)。(2)管道布置。對于不同類別及性質(zhì)的污廢水，為其分別設置專用的管道進行排水的方式稱作排水系統(tǒng)的分流制，如雨水與建筑生活用水應當分開排放，污染較為嚴重的生產(chǎn)污水應當單獨收集處理。而對于熱水系統(tǒng)，當采用下行上給式供應熱水時，回水立管應連接到配水立管上，且連接位置應當在最佳配水點下0.5m距離處，同時在其底部設置相應的泄水閥裝置，并采用最佳配水點進行放氣；若采用上行下給式熱水系統(tǒng)時，則需將循環(huán)管道連接到每個立管上，并在配水干管的頂部位置安裝消音的排氣裝置，同時加設有手動控制放氣閥的膨脹水箱和排氣設備；(3)管道保溫。熱水系統(tǒng)主要包括機械循環(huán)回水干管、回水立管、熱水箱、水加熱設備、熱水供水立管、熱水供水干管、貯熱水器等裝置，對于這些部位應當進行保溫以降低熱能損耗；(4)管道支架。為了使管道伸縮量盡可能均勻分配，熱水管道應當采用固定支架方式，將其安置在自然補償管道與伸縮器的兩端位置，且支架的間隔距離應當滿足：管段的熱伸長量小于伸縮器標準的補償量；(5)通氣管道系統(tǒng)。建筑內(nèi)部的排水管道系統(tǒng)要采用通氣管與大氣連通，其通氣方式有：器具通氣管、專用通氣管、結合通氣管環(huán)形通氣管、伸頂通氣管、副通氣管、主通氣管等。[1]

2.建筑給排水工程的節(jié)能現(xiàn)狀

目前國內(nèi)的建筑給排水工程施工中出現(xiàn)的浪費問題有：衛(wèi)生器具和給水配件缺少相應的節(jié)水功能；雨水及中水的利用率較低，缺乏綜合管控；未恰當選擇合理的消防加壓貯水系統(tǒng)和熱水供應循環(huán)裝置；給水管道、閥門、配件等質(zhì)量不達標導致滲漏；管網(wǎng)超壓等。面對給排水中的設計與施工問題，相關設計人員應當加強節(jié)能設計，恰當選擇正確的供水系統(tǒng)和設備，并且采取先進的技術措施克服給排水工程中的水浪費問題，以最大程度的提高水資源的利用效率。

二、建筑給排水工程節(jié)水措施

1.恰當選擇用水定額

用水定額是指用水對象在單位時間內(nèi)所需用水量的標準數(shù)值，它是建筑物給水水量設計的重要指標。用水定額的數(shù)值需要多次對用水對象的實際用水量進行分析計算，并根據(jù)工程建設要求與標準等因素綜合確定。生活用水定額通常分為居住區(qū)生活用水定額、住宅生活用水定額、工業(yè)建筑生活用水定額、公共建筑生活用水定額和熱水用水定額等多種類型。建筑的最高日用水量是指一年中建筑的最大日用水量，需根據(jù)建筑物的類型及性質(zhì)進行用水定額計算。其計算公式為：

Qd=m*qd(L/d)

其中Qd表示最高日用水量；m表示用水單位的數(shù)量，如人或床位等；qd表示最高日生活用水定額。

在實際給排水工程設計中，應當根據(jù)建筑性質(zhì)及用水要求選用相應的計算公式確定最高日用水量、用水定額等，以保證在滿足建筑水需求的同時提高水資源利用效率。[2]

2.使用變頻調(diào)速水泵

建筑中通常采用水泵與水箱相配合的方式進行供水，水泵需先把水提升到高位水箱后才開始向下供水，而為了避免部分用水點超壓還會加裝相應的減壓裝置，再加上電機頻繁啟閉，從而導致電能大量消耗。因此，在給排水工程中，若使用變頻調(diào)速水泵直接對水系統(tǒng)進行供水，并通過速度調(diào)節(jié)來控制流量、按照水量標準自動控制水泵電機轉(zhuǎn)速，水量需求增加時電機的轉(zhuǎn)速增加，水量需求減少時電機的轉(zhuǎn)速降低，由此便能減少電機啟動關閉的次數(shù)，從而降低電能消耗，水罐、水箱等設備的投資成本也會相應減少。根據(jù)有關試驗數(shù)據(jù)表明，若使用變頻調(diào)速水泵供水，節(jié)電率能夠達到30%～45%，同時由于變頻調(diào)速泵調(diào)速方式快捷方便、調(diào)速范圍較廣，且運行穩(wěn)定、功能可靠，因此其在建筑給排水工程施工中得到較廣泛的應用。

3.合理利用市政水管網(wǎng)壓力

通常市給水管網(wǎng)只能提供有效的承受壓力，這使得供水水壓一般較難滿足較高層建筑的供水要求，所以在某些高層建筑給水系統(tǒng)中通常采用增壓給水技術，將進水裝置直接安裝在貯水池中，再利用水泵將水引入到水罐或水箱中進行供水。通常市政給水管網(wǎng)的供水水壓在200KPa左右，到夜晚能夠達到270KPa的壓力水平，然而由于供水穩(wěn)定性不佳，企業(yè)經(jīng)常會放棄部分水壓以保證建筑供水的安全性，這在一定程度上造成了電能的浪費，特別是當貯水池安置在地下層時，供水壓力會轉(zhuǎn)換成大量的負壓，進而造成大幅度的資源浪費。因此，在建筑給排水系統(tǒng)設計中應當根據(jù)市政給水管網(wǎng)的水壓狀況，在建筑上部采用水泵加壓供水或水箱供水的方式，并將下閥門與水泵連接以實行分區(qū)供水，而建筑下部則直接采用市政給水管網(wǎng)供水。這樣一旦市政管網(wǎng)發(fā)生故障，便可開啟閥門，采用水箱或水壓進行供水，在保證供水安全性的同時提高了建筑的節(jié)水性能。

4.采用優(yōu)質(zhì)閥門與管材

傳統(tǒng)建筑中經(jīng)常采用鍍鋅鋼管作為給排水系統(tǒng)管材，此種鋼管極易生銹而引起水質(zhì)污染，若長時間放置后再使用就會引發(fā)銹水放水，從而造成水資源的浪費，而若銹蝕發(fā)生在鋼管接頭處，則更會造成漏水滲水問題，因此現(xiàn)代建筑給排水設計中多采用PE管、鋼塑復合管、PVC-U管、鋼管、PP-R管、鋁塑復合管、不銹鋼管等代替原有的鍍鋅鋼管。但是普通的復合管材也存在一些問題，比如其在較長時間的使用后會形成粘膜狀物質(zhì)，一般只有采用高壓水沖洗管道才能將大量細菌沖走，這造成了水資源的極大浪費[3]。因此，目前又出現(xiàn)了一些新型管材，如薄壁銅管，其具有優(yōu)良的殺菌性能，能夠在5小時內(nèi)將鋼管中暫留的細菌殺滅，逐漸開始在給排水系統(tǒng)中推廣使用。

5.供水系統(tǒng)與水源選擇

選擇恰當?shù)墓┧到y(tǒng)是提高給排水節(jié)能水平的關鍵手段。對給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)應當按照建筑的供水要求、層數(shù)、用途及供水系統(tǒng)的電能消耗等多種因素進行確定。對于高度在100m以下的建筑應當設置垂直分區(qū)并聯(lián)供水方式進行供水；對于高度在100m以上的建筑則應當設置垂直串聯(lián)供水方式進行供水；為避免超壓出流問題，還應當根據(jù)工程條件采取相應的減壓和控壓措施，保證各分區(qū)的最不利配水點用水水壓在0.01MPa以上；同時，為了保護給水配件不受損壞，每個分區(qū)的最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓力應當控制在0.44MPa以下，而居住生活區(qū)的最低衛(wèi)生器具靜水壓應當不大于0.35Mpa。此外，相關試驗數(shù)據(jù)表明，若配水點靜水壓力在0.15MPa以上時，水龍頭的流出水量會超出額定水量的3倍以上，所以在供水系統(tǒng)設計時應當確保水壓符合標準，同時在入戶管的水表位置安裝節(jié)流塞或調(diào)壓孔。

三、建筑給排水工程節(jié)能措施

1.加強用水控制與計量

應當安裝相應的專業(yè)監(jiān)控裝置對系統(tǒng)排水狀況進行監(jiān)控，其一方面要具有故障報警功能，另一方面要能實時顯示設備流量及壓力等運行指標，并能夠按照集水池水位變化情況自動調(diào)整排水泵的開啟數(shù)量；在節(jié)能設計中，應當根據(jù)建筑的節(jié)能規(guī)模與節(jié)能要求配置合理的自動化監(jiān)控子系統(tǒng)，利用智能監(jiān)控技術對系統(tǒng)水質(zhì)、給水溫度、用水計量等指標進行分析統(tǒng)計，以確定最佳的運行狀態(tài)及運行參數(shù)，使節(jié)能效益達到最佳；在水量計量裝置的日常使用中，應當加強檢查與維護，根據(jù)量程與場所的功能要求選擇恰當?shù)挠嬃垦b置，并對管道的滲漏問題重點監(jiān)控；在生活用水的控制與檢測中，應當使用具有故障報警與實時顯示功能的增壓設備，且能夠在狀態(tài)監(jiān)控中按照水箱中的水位或回水溫度變化進行自動切換或聯(lián)鎖啟?？刂?。

2.合理選擇熱水系統(tǒng)并恰當控制溫度

在集中式熱水供應系統(tǒng)設計中，應當采取相同的冷熱水系統(tǒng)分區(qū)，以確保每個配水點的冷熱水壓力相互平衡；在實施減壓分區(qū)的同時，應當布置好冷熱水管道，以保證冷熱水的正常循環(huán)；在溫度控制過程中，應當按照各類熱水供水管道的保溫條件對供水溫度進行分別控制，以盡可能地降低熱量損失。通常在集中熱水供應系統(tǒng)中一般保持加熱設備的供水溫度在50～60℃之間；當僅適用淋浴提供生活用水時配水點的溫度應當在40℃以上；且回水管道和環(huán)泵設施應合理布置，同時控制調(diào)整回水循環(huán)泵的回水溫度，以保證在進行非熱水供應過程中能夠自動關閉，從而達到節(jié)能節(jié)水的目的。[4]

3.準確確定熱源

在滿足建筑用戶用水需求的過程中，最好采用多種能源互補的方式進行熱源選擇；在確定熱源時應當根據(jù)節(jié)能要求，優(yōu)先選擇使用煙氣余熱、廢熱和工業(yè)余熱等，其次再考慮建筑鍋爐房的蒸汽熱和熱水等。

四、結束語

給排水工程施工中良好的節(jié)能措施是改善建筑整體質(zhì)量與使用功能的重要手段。因此，相關技術與研究人員應當加強有關建筑給排水工程施工中的節(jié)能措施研究，并不斷引進先進節(jié)能技術方法與裝置設備，以逐步改善給排水工程的節(jié)能效果。

參考文獻：

[1]宋德全.淺談建筑給排水節(jié)水技術[J].中國新技術新產(chǎn)品，2011,6(10):61～62.

[2]梁曉天.建筑給排水工程中節(jié)能技術的應用[J].民營科技，2011,13(14):74～75.

[3]劉瑞兵.住宅建筑給排水節(jié)能的措施[J].中國新技術新產(chǎn)品，2010,12(29):62～63.

[4]史智國,陳俐俐.淺談建筑給排水工程中節(jié)能節(jié)水技術的應用[J].山西建筑，2011,5(35):57～58.