高层建筑供水系统节水节能技术

摘 要：当前,我国水资源问题日益凸显.发展高层建筑供水系统的节水节能技术是响应可持续发展模式的有效举措.本文论述了国内的高层建筑供水系统现状,主要分析供水系统节水节能的技术及应用.

关键字：供水系统；节水；节能；技术

随着城市的发展,高层建筑越来越多.高层建筑的人口集中度高,生活用水量大,对供水系统的要求也越来越高.当前,能源问题出现在各行各业的发展过程中,节水节能技术的发展是顺应时代的需要,高层建筑供水系统的节水节能技术也正处在发展中.

1.国内的供水系统现状

当前,国内的供水系统主要有水泵变频调速供水方式和水泵—水箱联合供水方式两类：

1.1水泵变频调速供水系统

水泵变频调速供水系统需要一座地下水池和一套变频调速设备（包括一个水泵机组和变频控制柜）.通常状况下,水泵机组只有一台水泵在变频运行,其余的都在停机状态或工频状态.变频状态中,水泵可以通过流量调节电机转速,保证供水系统的压力恒定.

变频调速供水系统自动化程度高、占地面积小、管理费用低,而且,取消了屋顶水箱这一设施,一定程度上减轻了供水系统的二次污染.

1.2水泵—水箱联合供水系统

水泵—水箱联合供水系统是上世纪90年代的主要供水方式,需要多台水泵、一座地下水池和一座屋顶水箱.由市政水源供水至地下水池,再通过水泵将地下水池的水提升到屋顶水箱,最后由管道将水供至每个用户.通过液位控制仪控制水泵启停,给水方式是上行下给,中间起调节作用的是屋顶水箱.

这种方式维修费用低,运行稳定.水泵不考虑用水量的大小,一直处在工频状态运行.这种供水方式的储水量一定,不受停水停电的影响,供水量可靠性高.但是,这种方式也存在一些缺点,主要表现为以下几点：①水泵数量多,高压管线长,设备费用增加；②水箱占用建筑面积,影响经济效益；③水箱储水时间长,容易有铁锈、青苔等污垢沉积,水质变差.

在选用供水方式时还要考虑具体建筑的用途、类型、层高和某些具体的要求,同时,还要考虑市政管网的压力状况.不能任意的选择一种供水方式,要通过大量的调研和比较确定一种最合理的供水系统.

2.分析供水系统节水节能的技术

2.1防止供水系统的超压出流,避免不必要的浪费

目前,高层建筑供水系统的超压出流现象较严重,可以采取以下措施改变这一状况：①控制供水压力.采取减压措施限定合理的配水点水压,在供水系统中配置合理的减压装置控制水压,将水压控制在最大值以内.②选用节水龙头.相同压力下,与普通水龙头相比,节水龙头的节水量为3%～50%之间,大部分在20%～30%之间.静压越高时,普通水龙头出水量越大,而节水龙头的节水量越多.

2.2积极发展建筑中水设施

所谓建筑中水设施是指建筑小区或民用建筑物内杂用水的供水设施,其工作原理是将使用后的各种排水（如冷却水、雨水和生活排水等）适当地处理后,回用于建筑小区或民用建筑物内,包括集水、水处理、供水等设施.为了顺利发展建筑中水设施,应该采取如下措施：①盥洗废水使用时间均匀、水量大、处理效果和水质较好,应该作为主要水源充分利用；②建筑中水处理技术要求稳定性高、运行方便、投资成本小,因此应推广综合性能好的处理工艺；③我国回用水现行的执行标准是《生活杂用水水质标准》,这个标准与《生活饮用水卫生标准》的标准一样,许多回用水根本无法达到这个标准,限制了建筑中水设施的发展.因此,应重新制定符合发展需要的《生活杂用水水质标准》；④应该在现行的行政规章和有关规范添加中水设施的设计规模和设立中水设施的质量监控体系的相关内容.

2.3减少供水系统二次污染引起的浪费

发生水体的二次污染,造成用户用水困难,会使生活、学习和工作受到影响.同时,二次污染的水体会被零使用排放,并且要耗费大量的自来水清洗供水系统.减少供水系统的二次污染十分有利于节水.采取的措施主要有以下几种：①高层建筑可以选用水泵变频调速供水系统；②管理部门应该制定适应我国供水系统发展需要的管理制度,用纪律和制度保证人民用水安全.③应定期清洗水箱、水池,强化二次消毒措施.

2.4确定供水系统垂直分区,合理利用市政管网压力

高层建筑供水系统垂直分区是为保证正常使用给水设备卫生器具,同时避免压力过高,配水器材消耗多余的水压造成能量浪费,或者增大了供水系统出水量引起水体浪费.

因为高层建筑中如餐厅、浴室、洗衣房等水量大的部门都是下面几层,高层建筑利用室外市政管网水压供水,节省了部分提升上楼的能耗,有利于节能和安全供水.还有一种节能的供水方案是结合市政管网压力和生活给水泵.因为消防给水泵和生活给水泵要求水压力不同,高层建筑的供水系统常常分别设计.如果生活给水泵选型可以满足两者的用水要求且消防用水量与生活用水量接近,可以采用一套加压系统充分利用室外管网压力.

2.5合理选择供水方式

确定分区原则以后要选择供水方式.选择供水方式的原则是供水安全可靠、技术先进、经济合理.供水方式不同利用的能量也不一样,还应综合考虑其他因素.为了实现节水节能,应该设置和使用水表.选择和安装水表要严格遵循规范要求,提高水表的准确度,限制水表使用年限,水表前加过滤器,推广使用远传水表和IC卡水表.推广使用节水器具是实现建筑节水的另一种重要手段和途径.选择节水器具不仅要考虑节水器具,还要考虑使用对象和因素.目前,我国国内普遍采用的节水龙头是陶瓷阀芯水龙头,与普通水龙头相比这种水龙头更便宜.国外使用较广泛的是充气水龙头,据报道此水龙头可以节水25％左右,我国可以推广这种节水龙头.

2.6降低热水系统的冷水排放量

随着建筑功能的完善和人民生活水平的提高,建筑供水系统逐渐衍生出了热水供应系统.但是,各种热水供应系统在开启热水配水装置后,正常使用前要放掉不少冷水.排放的这部分冷水没有任何使用价值,成为无效冷水.产生无效冷水的原因是多方面的,可以从以下几个方面降低热水系统的冷水排放量：①热水系统选用支管或立管循环方式.热水系统的无效冷水量由热水系统的循环方式决定.支管循环方式最节水,但是其投资回收期最长,工程成本也最高.相比而言,立管循环方式节水量要少点,但是投资回收期短.高层建筑可以根据自身的特点和要求选择循环方式；②限期改造无循环定时热水供应系统.无循环热水供应系统在使用之前往往要先排放大量冷水,因此,应限期改造无循环定时热水供应系统,增设热水回水管.③减少热水管线长度并进行管道保温.当热水供应源头与用水点相距较远时,在用热水之前都要放掉滞留管内的大量冷水,同时,水管没有采取保温措施,热水在流动过程中散热较快.减少热水管线长度可以减少冷水量,采取管道保温措施则可以减少热水供应过程中的散热量.

3.结束语

传统的供水系统设计只考虑满足使用要求,忽略了节水节能的要求.城市的建设带动了高层建筑的发展,供水系统是高层建筑必不可少的一部分.在短期内,供水系统节水节能也许无法得到直观的效果,但是长期性的效益是很可观的.我国人口较多,每天的生活用水量很大,发展供水系统的节水节能技术有利于能源的可持续发展,符合我国的发展需要.