浅谈住宅给排水设计中节能节水

随着我国经济的不断发展, 给排水业也有着长足的进步, 在充分满足用户用水的要求时, 我们也需要考虑对水资源的节约和对能源的节约。这是每一个给排水工作人员在设计时所必须考虑的问题。

根据《中华人民共和国节约能源法》的有关规定, 固定资产投资工程项目的设计和建设, 应当遵循合理用能标准和节能设计规范, 达不到合理用能标准和节能设计规范要求的项目, 依法审批的机关不得批准建设;项目建成后, 达不到合理用能标准和节能设计规范要求的, 不予验收。住宅建筑为建设部指定要求采用节能技术的建筑物之一, 其给水排水设计理当遵循节能原则。以下就此问题进行讨论。

1 住宅建筑给排水节能途径

根据我国现行供水情况及住宅用水情况, 住宅建筑给排水节能主要有以下几个途径: (1) 尽可能利用太阳能用作住宅热水加热; (2) 合理利用市政管网余压, 采用分区给水方式; (3) 采用节水型卫生器具以减少供水量, 同时也就减少了供水能耗。

2 利用太阳能用作住宅热水加热的节能技术措施

2.1 利用太阳能用作住宅热水加热

(1) 太阳能作为清洁能源是节能的重要途径。太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、循环管、循环泵、配水管等组成。我国大部分地区均适合推广使用太阳能热水器。

(2) 太阳能热水器, 按集热器形式可分为平板型和真空管型。 (1) 平板型:在住宅使用的小型热水器中, 目前多采用自然循环方式, 且为单循环, 即集热器内被加热的水直接进入储水箱供使用。其结构简单, 成本较低, 抗冻能力弱。 (2) 真空管型:全玻璃真空管结构简单, 价格适中, 水在玻璃管内直接被加热。由其组成的家用热水器一般是将真空管直接接入非承压水箱, 采用落水法取热水。也有采用金属热管组合的承压式及采用U型管组合的分离式, 在不同地区均能全年使用。具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力。

另有热管型真空管, 其管内无水, 具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力, 可连接承压水箱, 采用双循环系统, 更适用于各种规模的热水系统, 但其价格较高。

2.2 太阳能热水器的安装方式

单幢建筑或多幢建筑合用太阳能热水器, 并设置热水箱, 用作户内热水器预热水源, 单户内设置快速热水器。

优点:利用太阳能热水器作预热, 可充分利用太阳能的能量。春、夏、秋季热水温度基本可满足家庭使用要求, 冬季也可充分利用太阳能, 节能效果明显。可广泛使用于多层及高层住宅, 可多人连续使用。

缺点:由于太阳能热水器为公用, 需设置于有物业管理的小区内;由于屋顶太阳能热水器仅作预热, 故每户住宅内需增设热水器, 以便随时提供热水, (一般与快速式电热水器配合最佳, 与其他快速式热水器配合也较好, 不宜与容积式热水器配合使用-节能效果不佳) ;需设置热水表用来计量热水用水量。

优点:每户单独设置, 控制方便, 户内可不用增设热水器。

缺点:只适用于多层建筑, 热水器安装高度受用户水压限制, 使用热水时需要放掉水量较多, 根据屋顶太阳能热水器水量不适合多人连续使用, 电热器设置于屋顶, 维修及管理不便, 阴雨天使用时需电加热较长时间。

2.3 使用太阳能热水器的选择方式及节能效果

(1) 具体应用太阳能热水器应根据工程具体情况及住宅小区物业管理情况确定, 在土建施工阶段预留热水器进出水管及管道井, 在管理条件许可的情况下, 应优先采用第一种供水方式, 根据现有太阳能热水器技术, 使用全玻璃真空管比较经济合理。

(2) 节能效果:用水量按每人次淋浴热水量100L/人。次考虑, 常年冷水平均水温1 0度, 淋浴热水温度4 0度考虑, 平均每人每次淋浴耗能=100L× (40度-10度) × (4.19×103J/kg度) =12570000J, 按每度电能热功当量3617000J/kwh计算, 考虑热水器加热效率0.9, 每人次淋浴用电量=12570000/ (3617000×0.90) =3.86kwh。按每人每月淋浴八次, 每户三人, 8 0%使用太阳能热水器中热水计算, 每户住宅每年可节电=3人×8次×12月×3.86kwh/人次×80%=889KWH, 节能效果相当明显。

3 合理利用市政管网余压

在城市供水中, 根据城市供水规模大小不同, 一般市政给水管网压力均在0.2MPa~0.4MPa之间, 只能满足3层~5层多层建筑供水压力。现在城市城区的土地利用率均较高, 城区住宅高层建筑增多, 且一般多层住宅楼层均在五层以上, 供水压力要求采用二次加压。合理利用市政管网压力, 采用分区供水方式并采用新型供水设施, 可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.3 M P a, 则5层及以下楼层可采用市政管网直接供水, 5层以上采用无负压变频供水设备供水。这样既不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高, 造成能耗及水量浪费。

(1) 采用分区供水方式, 可节约采用市政直接供水部分楼层的加压能源。

(2) 使用无负压给水设备可减少投资;可减少污染;可节省大量能源;可减少水资源浪费。这是因为传统的二次加压方式中, 水池、水箱均为混凝土结构, 渗水、跑水、漏水、蒸发不可避免, 而且水池、水箱定期清洗需要大量清洗水。

4 使用节水型卫生器具

我国是水资源比较紧缺的国家, 现我国大力提倡使用节水型卫生器具, 除节水效果外, 其节能效果也是比较显著的。目前使用节水型卫生器具的主要办法是以下几点。

(1) 减少马桶冲洗水量:目前, 我国普遍采用冲水量大于等于9 L的坐便器, 若全部使用冲水量小于等于6 L的马桶且采用两档冲洗阀门, 则住宅可节水1 2%, 宾馆、饭店可节水4%, 办公楼可节水2 7%。

(2) 厨房、沐浴、盥洗的节水:厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴, 可节水且不减小水柱的直径, 充气率一般可在15%左右。即节水率在15%左右。

节能效果:若在住宅中充分使用节水型卫生器具, 可节约住宅生活用水量的1 0%左右, 也就是节约用水加压能源的1 0%左右, 节能效果跟住宅高度成正比, 建筑物越高, 节能效果更显著。其节能投资也比较省 (节水型卫生器具比普通型卫生器具价格稍贵) , 考虑既节水又节能, 应值得大力推广。

5 其他节能方式

根据我国供水情况, 其他节能方式可考虑使用内壁光滑的供水管材, 减少管道沿程水头损失;使用低阻力阀门和倒流防止器等以减少管道局部水头损失;管道水力损失降低后, 相应可减少水泵供水压力, 以此方式来降低供水能耗。

6 结语

建筑给排水节能潜能很大, 若能充分利用太阳能及管网余压和充分使用节水型卫生器具及其他节能方式, 可节约许多能量及用水量。

摘要：从现在的住宅用水情况及供水情况, 可以看出住宅建筑给排水节能主要有以下几种途径: (1) 尽可能利用太阳能用作住宅热水加热; (2) 合理利用市政管网余压, 采用分区给水方式; (3) 采用节水型卫生器具以减少供水量, 同时也就减少了供水能耗。

关键词：市政工程,住宅给排水,节能,设计