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

變頻調速恒壓給水的技術和裝備在給水系統(tǒng)中的應用，使得變頻調速恒壓給水系統(tǒng)成為當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)以信號形式傳達給壓力傳感器，通過向變頻調速裝置反映，據(jù)此調節(jié)給水的頻率，然后自動調節(jié)給水的壓力并使之保持恒定，使水泵的供水量、揚程與所需用水量和壓力相吻合，達到節(jié)能的目的。因此變頻調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)能效果是對設置高位水箱的給水方式而言的。對于那些不宜設置高位水箱的地區(qū)和高層建筑來說，變頻泵的應用減少了建筑面積，減少了基建的投資；當系統(tǒng)用水量減少時，水泵降低轉速運行，隨之轉速下降，從而調節(jié)流量，比一般設備節(jié)能10%-40%，同時也避免了水質的二次污染。

由于高位水箱-水泵的給水方式對占地面積方面要求較高，導致建筑面積的利用率較低，所以產生了氣壓罐給水的方式來替代水箱的設置，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。但氣壓罐給水方式的水壓變化較大，且水泵的運行頻率過高，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置的復雜性，使給水水質得到較好的保證，同時隨水量要求變化水泵自主調節(jié)，滿足了節(jié)能的要求。

由于傳統(tǒng)的氣壓給水設備和變頻調速給水設備都不能有效地利用市政管網(wǎng)的水壓，使能量無效耗費，因此針對傳統(tǒng)的二次供水技術的革新就出現(xiàn)了疊壓給水技術，也稱為管網(wǎng)疊壓給水方式或無負壓給水方式；主要給水設備是由變頻水泵機組、穩(wěn)流罐、負壓補償裝置等組成，要求給水管網(wǎng)水壓不小于設定壓力值，并保證水質不被污染。管網(wǎng)疊壓給水模式實際上是在變頻恒壓給水的基礎之上，加了一套穩(wěn)流罐設備，直接接在市政管網(wǎng)上，使水從接入口首先進入穩(wěn)流罐，再利用真空消除器的作用，自動排除罐內的空氣；當安裝在設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，由加壓泵補給差額，以達到設定壓力；當市政給水的水量不足時，空氣由真空消除器進入到穩(wěn)流罐中，破壞罐內的真空，然后自動抽取穩(wěn)流罐內的水進行供給，并且避免管網(wǎng)內產生負壓。

無效熱水量是熱能耗費中影響較大的因素，同時也浪費了大量的用水資源，要避免產生無效熱水浪費，能控制無效熱水量的技術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，減少水溫調節(jié)時間；主要從下面幾方面措施來實施。

熱水系統(tǒng)中，無效冷水的產生及出水量的大小與系統(tǒng)的循環(huán)方式有很大的關系；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)有關調查結果證明，支管循環(huán)方式能達到最節(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)濟優(yōu)勢較明顯；干管循環(huán)的方式在從節(jié)水和經(jīng)濟的角度看都處劣勢；相對的，若系統(tǒng)不設置循環(huán)模式，就會有大量的無效冷水量產生，不利于人們的使用，因此，對于建筑內的熱水系統(tǒng)應鼓勵設計時使用循環(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)的不合理會導致進水口的冷熱水壓力相差過大，從而產生無效水量的增加，同時也會造成熱水系統(tǒng)出現(xiàn)超壓出流的現(xiàn)象；當熱水的橫干管過長或坡度設計不合理時，水流會在流動過程中浪費熱能，也會導致水量浪費；熱水溫度較高，雜質較多，比冷水更容易在管道或接口處產生水垢或堆積雜質，這樣就容易影響到閥門處的密封度和其他設備的使用壽命等，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，建筑內熱水系統(tǒng)推薦使用支管循環(huán)、立管循環(huán)方式或結合起來使用，那么針對目前設計不合理的供應系統(tǒng)，應盡快的組織進行改造，轉換循環(huán)模式。

在住宅使用的淋浴設備中，常常因為溫度的調節(jié)而浪費水量，造成熱能的耗費，要減少調溫時間則需要對現(xiàn)有常用的混合龍頭式和雙閥門調節(jié)式的設備進行改善，在每次開啟裝置時，使用恒溫出水模式，預先調定出水溫度，因此對設備的質量和靈敏度要求較高，需要對冷熱水的混合龍頭做進一步的改善。

提高熱水制備的節(jié)能技術關鍵是提高熱能設備的效率，控制熱水儲存容積，降低換熱設備的熱媒回水溫度等，其中對熱能設備的選用尤為重要，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)能的實質就是不僅要對有限的水資源的合理利用，更是要節(jié)省能源耗費及經(jīng)濟給水，需要加強給水系統(tǒng)的管理，調整居民用水的結構，做到新時期的節(jié)水考慮，控制其他資源的耗費，特別是不可再生資源的直接耗費或轉換使用，由傳統(tǒng)的節(jié)水模式轉變?yōu)楣?jié)水、節(jié)能、經(jīng)濟要求三項共同作用，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)展轉變?yōu)榫哂锌沙掷m(xù)發(fā)展意義的新趨勢。