建筑给排水的节能设计

建筑给排水的节能设计马琳中色科技股份有限公司摘要:建筑给排水设计中考虑各种节能方案可以提高经济和环境效益。其主要方法包括合理利用市政管网余压;选用节水型卫生器具和新型管材;开发利用绿色能源,利用中水和雨水资源;优化设计给水构筑物等。关键词:建筑给排水节能设计中图分类号TU991.63文献标识码:A前言城市的发展伴随着建筑市场的兴旺,但与此同时又面临着能源紧张问题。做好建筑给排水的节能设计可以提升建筑设计的整体节能效果,最大限度的提高能源利用率,减少能耗,有利于城市的可持续发展节能方法根据我国现行供水情况及用水情况,建筑给排水节能主要有以下几种途径1、合理利用市政管网余压,采用合适的加压方法分区供水:在城市供水中,一般市政给水管网能提供的压力在0.2^0.4MPa之间,只能满足建筑三五层的供水压力,无法满足高层及部分多层建筑的供水要求,因此必须采用二次加压方法次加压方法有水池+水泵+屋顶水箱供水系统,水池+变频水泵供水系统;水池十水泵+气压水罐供水系统;市政给水管网十变频水泵供水系统。前三种方法由于水池或水箱的泄压作用,无法利用市政管网的压力,浪费了水的压力能,当前广泛采用无负压管网增压稳流给水设备,利用了市政管网余压,且不需要修建储水池或水箱,避免了水箱滲水、跑水、漏水、蒸发损失而且节约了定期的清洗水,起到节约能源,諴少水资源浪费和二次污染的作用。据估算,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,一个三口之家一年可节约能源16.5KⅦH,节能效果显著。2、使用节水型卫生器具和新型管材,配置用水计量装置,减少水资源浪费为节约能源,工程设计中应尽量采用节水型器具,包括节水型的便具、洗涤器具和淋浴器具。据有关研究显示【1】,在普通住宅内采用6L左右的小容量水箱比呲L容量水箱可节水12%,办公楼更可节水30%,采用压缩空气或真空抽吸的气动大便器,每次仅需2L的冲水量,节水效果更好;厨房洗涤盆、盥洗室面盆龙头、沐浴水嘴等若采用充气水嘴或泡沫口水龙头,比普通水龙头节水25%且不减小水柱的直径,采用密封好且能限制出流的陶瓷阀芯给水水嘴比普通水嘴可节水20%-50%;公共卫生间采用红外感应水嘴、感应式冲洗阀大便器、小便器等,可避免长流水的现象;公共浴室及设公共淋浴器的场所,采用单管恒温供水配合脚踏阀淋浴器、光电淋浴器、手拉延时自闭淋浴器等比一般双管淋浴器可节水20-50%除了采用新型节水设备外,采用优质的配水管材也具有较高的节能效果。我国建筑给排水管材投资占建筑总投资的比例约为3%左右,选材不当所造成的损失是水管第一次投资的10~30倍。过去工程上采用镀锌钢管作为建筑给水管网的管材,其易生锈、漏水、渗水会造成水质污染,现已被铝塑复合管(PAP)、钢塑复合管、聚丙烯管(PP-R)、PE管PνC-U管、不锈钢管、铜管,不锈钢管等新型管材所取代。有关硏究表明【2】,给水塑料管PPR,PPC,PB,ABS, UPVC, HDPE经济节能的综合性能都非常好3、利用绿色能源,降低热水供应系统的耗能热水是建筑给排水中耗能最大的一个系统,而其它所有耗能系统所耗费能源不及热水系统耗能的二分之一。该系统的节能是建筑给排水节能工程的羔键,热水节能术的应用主要体现在绿色能源的使用。中国煤化工CNMHG绿色能源中太阳能是当前被广泛采用的,目前太阳能热水器按集热器形式可分为平板型和真空管型两类,这两类都具有集热效率高、保温性能好、操作简单维修方便等系列优点,且热水系统可安装在屋顶、墙壁及阳台等位置,方便建筑设计。太阳能节能效果显著,一个三口之家,按每人单次用水100L、每月淋浴八次、太阳能热水器使用率60%、电价0.489元/KWH计算,每户每年可节电667KWH,折合326元;太阳能热水器按单台造价2900元,寿命20年计算,9年便可收回投资(不计投资利率情况下),节约了11年的煤、天然气、油、电等能源费用,而且无废气排放,不污染环境,具有极髙的经济和环境效益除太阳能外,近年来热泵热水器也被广泛采用。热泵的作用通常是提取并利用环境中的热量或废热的温度。常规的热泵有地源热泵、水源热泵、空气源热泵。热泵热水器工作的环境温度为-10-43℃,广泛应用于家庭、宾馆、酒店、学校、医院、集体宿舍、住宅小桑拿等集中供热。热泵热水器可安装在室内,也可以安装在屋顶、地面等露天位置。据硏究表明【3】,在华东、华南小型宾馆传统供热系统的运行耗电量约为233kw·h人,而热泵供水系统约0.74k·h人,每个客房年节约电能约570kw·h,合计280元。热泵热水器系统的运行费用低,所增加的初投资可在57年内收回。4、发展中水回用系统,合理利用雨水等水资源,提高水资源利用率建筑中水的水质标准,根据中水用途的不同而有所差别,其主要用于厕所便器冲洗、城市绿化、建筑施工、空调、洗车、扫除等生活杂用和采暖锅炉给补水。应用场所主要是城市居住区、写字楼、大专院校、宾馆、酒店、影剧院、机场、码头、企业、工厂等处。如今中水设施运行成本普遍偏高,平均总运行成本可达3.24元/m【4】,成为制约其应用的主要因素,究其原因还是中水设施的设计规模得不到充分发挥。在实际设计中还应考虑建筑物的使用特点,对中水利用率低的建筑物进行简化设计,对成片的居住小区应考虑区域整体设计,发挥规模效益。例如,大专院校综合办公楼,由于寒暑假期间人员少,其中水原水不足会导致生物膜无法存活,中水设备不能发挥作用,因此,对建筑面积大于3万平米而日回收水量小于3m的办公楼可进行简化设计,仅设置中水回收管道。据研究中水的运行成本随着运行水量的增大而减小,对于住宅小区中水的运行规模不宜小于180m/d,对于机关学校中水的运行规模不宜小于100m3/d,对于餐饮娱乐场所中水的运行规模不宜小于70m/d【5】,所以应该推广中水区域联合应用,发挥中水的规模效应。对雨水的收集利用,既可以作为中水的补充水源,又可减轻城市暴雨对市民生活的影响具有极高的环境及社会价值。工程中,在学校、小区、大型公共场所等地方推广下凹式绿地楼前屋后修建各种雨水入渗设施,包括渗井、渗沟、渗池等,道路下铺设下渗式雨水管道,人行道面采用透水砖铺设,屋面修建雨水集蓄与回用系统。空旷地兴建地下或地上式滞洪和储蓄雨水的蓄洪池。利用这些办法可以提髙雨水入渗能力,减少地面积水总量,将雨水积蓄起来,经过处理后可用作喷洒路面、灌溉绿地、消防、水景景观用水等城市杂用水,也可回灌补充地下水。5、优化设计给排水构筑物,降低造价和运营成本,减少资源浪费给排水构筑物包括各种贮水构筑物,化粪池、生化处理池、除油池等排水构筑物,中水构筑物,水泵房等。优化设计主要指贮水构筑物的一池多用,给排水构筑物的整体设计,化粪池的合理布置,给排水设备的选用等。小区内通常都建有消防水池,其水量较大。现在设计中生活水池与消防水池必须分开设置,为了减少水池占地面积以及节约水量,现在尽量做到一水多用,在有条件的小区景观水或者游泳池水可以兼做消防用水,从而达到节能效果。给排水构筑物的设计,除了满足工艺要求外,还应考虑减少造价,降低后续维护成本因此设计时除了满足本专业的要求外,还应与结构专业密切配品应续合对地下水位及地质情况的了解,与土建设计人员一起决定各构筑物的基中国煤化工CNMHG土建造价,运营成本,投产年限等诸多因素,制定总体方案及各构筑物方案,以求经济合理。化粪池的合理的规划有利于节约工程造价,减少资源浪费。据相关研究表明,当小区是坡地或是自然坡度大于5‰时,顺坡排水集中设置大型化粪池是较为有利的,当小区地势平坦,自然坡度在3‰时,相对分散的布置方式更合适。【6】此外设计时还应注意化粪池的材质选择。较之传统砖砌化粪池、钢混化粪池,整体玻璃钢化粪池(BZHC系列,HFRP,环保型髙效BSHC型,GSH型等)具有占地面积小,不渗漏,抗腐蚀,处污能力强,整体造价低,清掏周期长等诸多优点,常作为选择对象。另外,在一些试点城市,考虑到有完善的管网系统和大型污水处理厂,正在取消化粪池的设置,这在一定程度上也节约管网的造价【7】小型给排水设备正向着模块化、装备化、标准化的方向发展。例如对于小型厨房的除油池现在常选择室内整体式隔油设备,较之传统室外隔油池减少了施工难度,节约了室外空间并简化外网设计,方便日后使用和维护。再如近年来出现的模块化同层排水节水系统,也是顺应节能发展要求下的创新。它不但综合解决了当前卫生间的“漏、臭、堵、污染、噪音和户间干扰”等诸多技术难题,而且节能减排效果高达生活用水总量的30%以上水泵房等大型构筑物的合理设计对建筑节能也有着重要影响。泵房内各种设备布置既要满足使用要求,又要做到工艺流畅,布置紧凑,好的设计可减少构筑物占地面积,降低初期投资。、结束语建筑给排水节能潜力巨大,设计中应不断挖掘和提升各种能源利用率,选择髙效节能方法,优化设计内容,从细节做起,发挥给排水节能的环境和经济效益参考文献:【1】尹华筑给排水设计相关问题的探析.中国房地产业20115【2】高振生,严应政对新型建筑给水塑料管材的价值工程评价长安大学学报(建筑与环境科学版)20039【3】邵迎旭,崔志国,李振兴等.可再生资源利用技术在建筑给排水设计中的应用.给水排【4】张雅君,冯翠敏,等北京中水设施运行中存在的问题及解决措施给水排水.2003【5】孙晓玲.单体建筑中水工艺的分析比较.江南大学学报(自然科学版)20054【6】李金鹤,李德彪浅谈小区化粪池的布置方式.有色冶金设计与研究.2005.12【7】姚高洪取消化粪池与温室气体减排.四川建筑2007,08中国煤化工CNMHG