1 工程概况
该项目主合同范围:6栋建筑物、1栋男子小学、1栋女子小学、1栋男子中学、1栋女子中学、1栋清真寺、幼儿园及室外配套设施工程,总建筑面积约32667m2。项目合同范围内6个建筑物,备选项6个建筑物,共计12个建筑物。建筑物最大层数为2层;层高3.2~8.9m不等(清真寺大厅单层高14.7m);最大高度:清真寺塔楼高42m,大厅顶高17m,其余建筑物都<10m。文章重点对给排水设计中节能技术的应用进行分析和探讨。
2 节能技术在给排水设计应用中存在的问题
2.1 用水管理缺乏科学性
在民用建筑用水管理中,一般使用水表进行计费,管理部门的工作也主要是集中于按表收费,并没有考虑如何进一步地节省水资源,提升用水质量。因为管理不够全面,没有达到用水管理的真正意义,也没有提升水资源的使用效率。
2.2 设备和水压存在的弊端
在进行建筑工程施工时,大部分建筑企业过于重视短期利益。为了节约资金,不愿意使用新型的节能设备或节能器具,造成施工过程中水资源严重浪费。特别是在进行一些规模较大的建筑群体施工时,因为需要比较大的供水压力,因此多使用喷射式水流方式。如此一来,水流量会显著增加,加剧了水资源的浪费。
2.3 用水管理制度需要进一步完善
通过调查发现,大部分建筑工程在开展用水管理时,均没有制定完善的保障制度。特别是对于一些民用建筑来说,由于缺乏完善的用水管理制度,导致管理非常混乱,也没有制定具体的节约用水措施,完全依靠居民自身的责任意识节约用水。如此一来,节约用水的效果非常差,出现了一部分居民宁愿自己多花钱,也不愿意节省用水的情况。因此,水资源管理制度不完善,也是造成水资源浪费的主要原因。
3 建筑给排水设计中节能减排设计方式
3.1 建筑给水系统中供水系统的设计
在进行建设工程给水系统设计时,供水一般是利用管网叠加的方式来实现的,叠压供水做作为一种近年来新发展起来的一种技术,其供水形式如图1所示。一套完整的设备主要由压力传感器、稳流罐、真空抑制器、控制器、变频供水设备等构成。通过将市政管网和稳流罐进行连接后可以达到稳压储水的功能。当补偿器中的压力发生变化时,真空抑制器也会随之发生变化。其主要作用是补气,并使补偿器中的压力恢复平衡,避免出现负压力情况。根据管网上的流量信号和压力等分析控制器,而且可以对真空抑制器和水泵进行控制。
1-稳流罐;2-真空抑制器;3-压力传感器;4-变频供水泵;5-中央控制器
图1 叠加供水设施组装示意图
在进行设计时,合理地选择泵组和供水压力会取得良好的节能效果。所以,在选择供水方式时,首先要向当地供水管理部门进行申请,获得市政供水管理部门的批准后合理地选择叠压供水设备的扬程,然后结合市政供水管网的实际压力情况进行设计,确保水泵在运转过程中达到叠压节能的效果。出于安全考虑,一些叠压供水设施在设计过程中选择水泵时,设计扬程未能考虑减去市政管网可以使用的水压,仍然是按照普通的变频供水泵组进行水泵的选择,致使水泵长时间处于低效率工作的状态下,增加了设备能耗。当前,采用常速泵组+高位水箱叠压供水是最节水、节能的一项措施。其主要具有以下特点:
(1)可以对市政供水压力进行合理的选用。
(2)可以根据水泵的小时内的最大流量值Q选取水泵,设计值为变频调速泵组设计秒流量qs值的1/1.5~1/3。
(3)水泵可以在高效段进行运转。
(4)高为水箱具有良好的节水能力和水压调节能力,供水的节水性、稳定性和安全性更高。
(5)和叠压供水方式相比,需要布置高水位向,需要占用一些空间,并且需要布置二次供水消毒设施。这一特点类似于变频调速泵组的供水情况。
3.2 建筑给排水设计的改良
在进行建筑工程给排水设计时,对建筑给排水设计的应用工艺进行改良也可以达到节能减排的目的。在进行建筑给排水设计过程中,使用的工艺和材料都会对建筑给排水设计工作的开展造成影响。所以,建筑企业需要不断对自身的工艺水平进行提升,并选择出更优质的材料,从而达到控制水体污染和水体泄漏的目的。此外,建筑企业在进行给排水设计时,要充分考虑四周环境因素对建筑给排水设备造成的影响。比如,建筑给排水设备在进行铺设时,对环境温度有着比较高的要求,需要选择耐温性良好的材质进行排水系统的设计,从而使管道出现泄露的概率降低。
3.3 合理应用热水供应系统和新能源系统
在进行建筑工程给排水系统设计的过程中,需要充分考虑热水供应系统的设计,防止水资源被浪费。因为建筑给排水系统中热水能量流失比较快,所以建筑企业在进行给排水设计时需要充分降低热水的使用频率,不仅可以节省能源,而且可以防止水体温度过大导致系统装置被损坏,使系统装置的寿命缩短。本工程在建设给排水设计过程中,设计采用太阳能热水供应系统,如图2所示。通过利用太阳能热水供应系统,可以在阳光充足的情况下持续对水体进行加热,进而提高建筑排水系统的保温性,降低能耗。在应用新能源系统时,需要结合工程的地域情况,分析设计程式的共性,从而使系统中水流的均衡性得到提升。一些热水供应区域如果相对距离比较远,很容易导致能量流失。对于这部分领域,在进行设计的过程中可以进行单独局部加热。要尽可能保证各个分排水系统冷热水压保持一致,从而提升排水系统设计过程中各个分排水系统运行的稳定性。
图2 太阳能加热装置
3.4 推广使用优质管材和阀门
在进行设计时,老式管材存在比较多的弊端,钢材容易生锈污染水质,并且在接头处出现锈蚀时很容易出现渗水和漏水的情况。而使用优质的管材和阀门结构连接安全系数更高,漏水率会有所降低,可以有效降低水压浪费的情况。此外,使用性能良好的节水设备也可以降低水资源效果。例如,在进行设计时,水龙头可以选用充气水龙头,大约可以节省60%~70%的数量,并且充气水龙头可以让人感觉出水量非常大,而实际每秒的出水量只有0.032L。淋浴头可以选用节水型淋浴头,1min可以比普通水龙头节省50%以上的水量。
配水器和卫生器具的节省效果对排水系统的整体性能也会有比较大的影响。相关资料显示,使用6L左右的小容量水箱的节水性能比9L容量水箱的节能效果更好,大约可以节省12%左右的水量,而应用于办公楼则可以节省1/3的水量,公共卫生建筑内可以使用红外线控制器具或光电数控控制器具来达到节水的目的,可以在工程中大力推广和应用。因此,在本工程在设计过程中,广泛使用了优质管材和阀门作为终端器具,取得了良好的节水效果。
3.5 建立水资源循环利用系统
在进行建筑给排水设计时,雨水的循环利用可以有效降低水资源的利用率。因此,要通过建立雨水资源循环利用系统,达到水资源节能减排的目的。在雨阴雨天气时,水资源循环利用系统中的设备可以自动收集和处理雨水,雨水经过处理后可以用于绿化、冲厕所等,提高水资源的利用效率。
3.6 消防用水系统的设计
在进行消防用水系统设计时,为了保证消防用水系统的科学性,降低水资源的消耗,本工程在进行设计时设计采用区域性消防用水系统。通过利用区域性消防用水系统可以根据区域范围中对水的需求量进行供水,不仅可以保证消防系统的作用充分发挥出来,而且可以显著降低水资源的消耗。
4 结语
综上所述,在进行给排水设计过程中,节能技术的应用非常重要。本文首先对建筑给排水设计中存在的问题进行了分析,探讨了节能技术的具体应用,降低了水资源的消耗,取得了良好的节能减排效果,实现了建筑工程建设的持续化发展。
参考文献
[1]高祥.市政给排水设计中节能技术的运用[J].工程技术研究,2018,(1).
[2]姚丹.市政给排水设计中的节能及应用研究[J].中国设备工程,2018,(2).
(作者系中国电建市政建设集团有限公司工程师)