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【关键词】通信建设;节能减排;途径梳理;控制措施
近年来,随着移动通信基站建设数量的增加,基站建设的节能降耗问题早已引起通信业的普遍关注。如何在通信基站建设中最大程度地实现节能减排,从而达到绿色通信网络建设的效果,对提高工程建设的综合效益有着重要的意义。本文从通信基站建设中技术方案的创新和应用、工程建设的精细化管理以及基站共建共享等方面入手,结合笔者多年的现场经验和体会,对基站建设开源节流的各个层面进行梳理,提出管理方法和控制措施以供探讨。
1. 通信基站建设过程中新技术方案的创新和应用
通信基站建设的技术创新是一项系统化的工作,它既需要在规划设计阶段采用新技术进行统筹规划,也需要在实施阶段采用节能降耗的新技术方案,同时需要在通信设备的招标阶段从源头上优先采购节能创新的通信设备。
1.1 网络规划阶段的技术设计和规划统筹。在网络规划阶段,设计人员应认真研究社会发展状况和当地国民经济发展的数据,综合考虑基站的地点和容量,通过合理的选择站点,做到通信网络能力与用户通信需求相互协调,在通信网络层面获得较高的能效。在具体站点设计和统筹规划上应结合设备情况,考虑站点或机房的功率、负荷、空间布局等,在充分保证设备正常工作的前提下,优化网络设计,提高站点层次的能效,尽量避免不合理的网络段落。例如在移动网络规划中采用通信能力更强、能效更高的3G设备既能满足网络覆盖和通信能力及业务需求,并能减少基站数量,降低基站的发射功率;适时优化网络以提高网络资源的利用和提高业务服务质量,以达到适应城市发展和人口密度的变化的要求,资源节约的效果非常明显。
1.2 施工图设计阶段新技术方案的创新和应用。
(1)在土建配套的施工图设计阶段,笔者根据多年实践经验,实施新技术方案的创新和应用,节能减排取得了较大进展。
(2)标准化基站模式的建立。在工程基站建设中,一方面根据不同的施工场景(如农村弱覆盖场景、道路覆盖场景、旅游景点场景等等)对应不同铁塔和机房以及市电引入和配套设备的类型,找出最佳的排列组合,已达到最佳的投入产出性价比,确定最终的站址和建设形式。例如在山区的旅游景点场景下,标准化基站的模式之一可以是仿生树铁塔、直流远供的市电引入方式和小面积砖混机房且自然通风的降耗措施。另一方面,在基站选址过程中,由设计院、网优中心、土建单位、县(市)区分公司共同确定最终站址和建设形式。设计院根据勘察结果编制施工设计图,然后提交给网建主管和设备、土建监理人员进行审核,确保设计图的合理性和最优化,通过审核之后才将图纸下发土建单位和设备安装单位照图施工。如果某一站点后期出现变化(地点微调、机房、塔桅形式等等)均由土建施工单位会同土建主管、监理通知设计院再次进行勘查和设计变更,并将设计变更完成后的施工图重新提交给相关人员。通过标准化建设,减少不必要的投资和反复整改的情况发生,提高了建设效益和投资效益。
(3)土建配套的新技术方案和创新。一方面,在山区部分宏基站的建设中,我们发明了利用山顶地势高的特,采用机房顶部上建设简易支架,以修改建设铁塔的传统方案,从而节约投资,节能降耗;同时,在山区或平原部分弱覆盖的区域采用小灵通杆改造或增加H杆的配套方式增加直放站设备替换原有宏基站建设方式,进而节约了铁塔、机房等设施的建设投资;另一方面,对于必须建设宏基站不需要建设机房的的位置,在满足覆盖和使用的前提下,采用降低铁塔高度,去掉平台,增加抱杆,设备直接上塔等方式,节约建设投资,大幅度地实现节能降耗;对于需要建设机房的基站采用减小机房面积,同时取消围墙建设的方式节约投资和达到节能降耗;其次,对于部分基站的市电引入路由偏长,我们采用直流远供代替交流引入的方式,避免市电接入价格过高和供电不稳以及线损过大,有效的节约了建设投资,达到了节能减排的效果。
1.3 机房环境耗能技术的改进。有关数据表明,在现有机房的能耗中,主要的能耗来自于IT设备能耗和制冷系统的能耗以及电源和照明设备的能耗。其中,空调的能耗占到了机房能耗的50%以上。具体措施如下:
(1)采用自然通风和冷却技术。通过这种方式,可以减少空调压缩机的工作时间,实现大幅度的节能。同时,建议空调设备采用压缩机与室内机一体的设备,减少设备被盗机率;加大风力、阳光等自然资源的利用,机房气流组织优化以减少能源消耗。
(2)适时更新改造设备。对陈旧耗电的大设备进行更新改造,采用蓄电池恒温柜技术,提高蓄电池使用寿命,从而减少设备更新的投资;同时,做好废旧电池的回收利旧,减少废旧电池对环境的污染,达到节能减排的目的。照明系统等的节能。选用节能灯具以及白色机柜利于光源反射途径,以最大程度地实现节能减排。
1.4 新能源技术的开发和应用。近年来,太阳能和风能技术逐渐成熟。它不需要以电能为依托,能够与蓄电池组合实现电力的自给转化和运行且运行维护很低。在通信基站建设中,山区直放站的能够有效的实现风能和太阳能等可再生能源的循环利用,减少了碳排放量,提供了可靠的绿色网络能源系统,。采用离网式发电系统方案,适合广大的无市电或缺少市电地区的移动通信基站所需要。
1.5 节能通信设备的采购问题。通信机房的配套设备主要是电源设备(如开关电源、UPS、蓄电池等)和空调设备。在招标采购阶段,要求设备制造商开展技术创新从而研发生产节能的通信设备,能够从源头上达到节能减排的目的;同时,基站机房温度、湿度检测与通风系统和空调控制系统形成基站机房环境智能检测控制系统。智能开启或关断通风系统或空调以达到节约能耗;对基站机房进行智能通风改造,引入新风系统,采用直通风、自然散热等方式来降低机房对空调的要求,减少基站空调的运行时间;另外,采用专用设备降低蓄电池温度可以使机房的内部温度远远降低室外温度,达到节能减排的目的。
2. 通信基站建设的精细化管理
2.1 基站建设信息台帐的建立。建立基站各专业施工的电子信息台帐系统和数据统计制度,使各专业能够密切配合并做到及时更新各类建设数据;科学调度各施工单位进场次序,极大地提高了施工单位的工作效率,实现了信息资源的合理、有效利用。
2.2 施工前准备工作。
(1)认真审查和优化建设方案是最有效地降低工程成本的手段之一。因此,网络建设部门需要不断开拓思路和创新思维,不断优化设计方案,保证方案的可行性和经济性。
(2)严格执行招投标制度,对每项工程认真履行以招标确定合格供方,降低工程成本。采取“入围招标”和“项目招标”相结合的办法,从程序上保证了工程造价的合理性,从而有效地控制了投资成本。
(3)严格现场签证的管理,防止施工单位“虚”报现象的发生,网络建设部门工程随工和监理人员,应加强现场管理,责任到人,遇到复杂的现场情况必须第一时间到场,根据现场情况,填写《现场签证记录》,《现场签证记录》必须经建设单位、监理单位和施工单位三方核实签字,保证签证的真实性和合理性。
(4)统一结算标准,把好“结算关”。工程结算阶段,执行统一的取费依据、定额标准、材料价格等要求,监理单位严格按照此标准对施工单位的结算进行审核。同时,随工人员还要对现场签证逐一核实,对实际竣工工程量仔细核对,保证“竣工图纸与实体一致”、结算与实体一致。并把审计结果与工程随工人员的考评挂钩。这样在最大程度上控制投资。
3. 通信基站建设的共建共享的经验探讨
共建共享是通信业实现节能减排的有效方式。具体实施方法如下:
3.1 各通信运营商之间的共建共享问题。实现通信运营商之间的共建共享能有效降低网络建设工程对土地、电力资源的消耗,同时保护了自然资源和景观,避免了重复建设,节约了大量的建设资金,也解决了城市密集地区基站选址困难的问题,从而在一定程度上最大程度地实现了节能减排。目前,共建共享的推行程度已成为各级政府对各运营商建设的考核指标加以落实。在实际操作过程中,建议各运营商之间在制定共建共享实施协议和结算办法的基础上,能够进一步简化共建共享工作流程;采用协调会等形式代替往来文件;开通共享基站的绿色通道,对方同意后主设备及时跟进等办法,将会更加提高资源共享的建设效率。
3.2 运营商内部专业间的资源共享和节约挖潜工作。
(1)室内分布系统与宏基站建设的共址问题。考虑大型小区的室内外协同,与宽带工程相结合实现综合覆盖的建设和管理思路,建有宏基站的小区室内分布尽量考虑引入宏基站作为室内分布的信号源,同时与光进铜退办公室密切沟通,在条件允许的情况下与周围数据机房进行合建。
(2)铁塔和设备的利旧问题。在通信资源的挖潜方面,考虑现有传输网络的容量,挖潜容量有余的网络段落,可以把相关的设备单板拔下来支援新建工程的需求;对部分组网不合理的网络段落进行重组;以及对于铁塔的搬迁和利旧后及时用于新建工程, 均可达到资源节约挖潜的效果。
(3)市电引入和传输线路的杆路共享问题。在市电引入设计方案上,尽量考虑传输线路的杆路共享,先施工的专业队伍施工完毕后,后续专业可以利用先施工的电杆线路路由,只加挂本专业电缆或光缆即可完成施工。既达到了内部资源的节约,也减少了外部的协调阻力和赔补费用。
关键词:建筑给水 建筑排水 节能
1排水系统的优化
1.1利用外网的水压
在对建筑内部进行给水时,要尽量直接通过外部给水管网水压进行供水。为了使外部管网水压能满足整个建筑的要求,建筑物上下层可设置加压和流量调节装置供水和利用外网水压直接供水,
1.2控制超压出流。
在目前的《建筑给水排水设计规范》中,通过对给水配件和入户支管的最大压力做出规定来限制超压,但这并未从防止超压出流的角度考虑,只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑。所以,并不能实用性的解决这个问题。按他的要求会出现压力要求过于宽松,对限制超压出流作用很小,应根据建筑给水系统超压出流的实际情况,对给水系统的压力做出合理限定来达到控制超压流量。
1.3开发中水
中水也就是再生水,它的水质介于污水和自来水之间,是城市污水、废水经净化处理后达到国家标准,能在一定范围内使用的非饮用水,可用于城市景观和百姓生活的诸多方面。我们生活中的各类水都能得到重新利用,给我们的社会节约大量水资源。污水处理也比较方便,处理厂的规模也比较灵活,可以是大型的再生水厂,也可以在小区或者公共建筑内建设小型再生水厂,可以根据不同的条件和要求来选择不同的方案。
1.4雨水利用
雨水利用是通过各种方法将雨水收集并处理,从而得到得到符合某种水质指标,来用于喷洒路面、灌溉绿地、蓄水冲厕等城市杂用水的技术手段。建筑物收集雨水中为了得到可以利用的水资源,我们可以通过导管把屋顶的雨水引入设在地下的雨水沉沙池中,经沉积后流入蓄水池,再用水泵送入另一个蓄水池,经过加氯等消毒处理后送入中水道系统。通过净化之后的雨水,可以直接补充水资源用于非饮用水。目前,许多国家都展开了对雨水利用的研究,以节约用水,减少当地的水和污水处理的负担,
1.5消防贮水池的设置及加压
在各类建筑中消防用水量与生活用水量有着很大的不同。其中由于消防贮水必须满足在火灾延续时段内消防的用水总量,所以消防给水系统设计流量一般是生活给水系统设计流量的很多倍。因此,如果在消防和生活储水池和建的时候,会因为生活储水池远远小于消防储水池而导致生活供水在储水池中时间过长,其中水中氯的含量很低形成水质的劣化,给人们的生活带来不便。
2节能材料及节能卫生器具的推广应用
2.1使用优质管材、阀门
镀锌钢管很容易生锈,会造成水质污染,长时间不用如果再使用后会有很多的绣水,放了这些绣水会形成很大的浪费,而且接头处也会渗漏如果锈蚀。按照国家的相关规定,镀锌钢管已被不建议使用,列为淘汰产品。现在出现了很多新型管材,用于这些类别的材料一般就能解决此类浪费问题,如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R 管、PE 管、PVC-U 管等。比如给水塑料管这种新型化学管材,已经得到了广泛的推广和应用。复合管阀门类型和质量的好坏同样会影响用水的质量,他作为建筑给排水中最常用的配件之一,重要性不言而喻。一般情况下,截止阀比闸阀关的严,闸阀比蝶阀关得严,现实生活中人们应当选用更加节水节能的阀门来使用。
2.2使用节水型卫生器具和配水器具
在节能和节水中一套好的设备能够产生非常大的作用。所以一个建筑节水的效果直接受到卫生器具和配水器具的影响。所以,在选择节水型卫生器具和配水器具时,价格和节水性能的药同时考虑。价格会影响你的购买,而节水的优劣会导致所购买的物品会不会很快被社会所淘汰。如果想在建筑节水方面有所突破,很大方面必须大力推广使用节水型卫生器具和配水器材。
3新节能技术的开发
3.1给水管道中减压节流
要实现减压节能就要进行设计优化。通过控制给水系统配水点的出水压力,可以得到减压节流的效果。为了达到减压节流的效果,可以为用户提供适宜的服务水龙头,使竖向分区的水压分布更加均匀。因此,高层建筑给水系统竖向分区后,仍应注意减压节流的问题。
通过在配水点前安装减压阀等措施可以避免部分供水点超压
3.2生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置
生活给水系统和消防给水系统设立在一起时会产生很多问题,而且这两种给水系统对水压的要求不同,所以这两个给水系统我们可以分别单独设立。从各个角度来看,生活给水系统和消防给水系统都应该分开设置。这样对确定各给水系统的竖向分区的压力值有很大的帮助,而且可以避免造成能量浪费。
3.3选用变频水泵
变频水泵现在应用很广泛,尤其是在高层建筑和自来水厂应用特别广泛。变速水泵的应用可解决传统供水系统中许多不利的因素,如按供水最不利情况计算所引起的水量、电能的浪费问题。变频水泵在各类资源紧缺的今天会得到广泛的应用。在热水供应系统中,循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。变频水泵是将变频调速技术、可编程序控制技术、水位显示控制技术、压力传感技术等进行了集成,从而形成新型的水泵,给我们生产生活带来很大的帮助。采用变频水泵可以节约大量水资源,其应得到大力推广和应用。
3.4灵活设置开水供应系统
开水供应系统现在是高层建筑都装有的,一般是在每层开水间设电开水器或燃气开水器。燃气开水器一般在供应开水量比较大的时候应用,而点开水器一般在供水少的时候用。在办公楼内,为了方便节能,可以采用小型电开水器,用户在房间就可以通电使用。
结束语
节能是未来社会生活中一个永恒的主题,同样建筑给排水节能技术是节约型社会所必须具备的。总之,一个完善、合理的建筑给排水工程设计必须要有节能的作用。建筑给排水的绝大部分新材料、新设备、新工艺都与节能密切相关,充分利用这些新技术实现建筑给排水的节能设计是我们永远的责任。
参考文献:
[1] 朴芬淑.吴昊建筑给排水 [M] 机械工业出版社2006-10-1
[2]曹京哲 建筑给排水设计中的节水节能[J]山西能源与节能2003
【关键词】建筑给排水设计;发展历程;问题;措施
随着人们的生活水平不断提高,对建筑设计的舒适度以及安全性都提出了更高的要求,同时给建筑给排水设计也增加了一定的难度。以下就建筑给排水设计的问题及其措施进行了探讨分析。
1. 建筑给排水设计发展的历程
建筑给排水设计发展主要可以分为三个发展阶段:第一、科学房屋卫生技术设备阶段,建筑给排水在这一阶段被确定为一门独立的给排水专业,需要单独掌握的一门专业课程,也是建筑学中要求掌握的基础技能。第二、室内给排水阶段,国家相关监管部门在1964-1986年颁布了《建筑给排水设计规范》的指向性文件,也强调了建筑给排水设计在建筑设计中的地位,在这一阶段,我国通过大量的工程项目实践活动,认真总结并反思了过去建筑给排水设计中的失误,积极学习、引进了国外一些先进的设计理论及经验。第三、建筑给排水阶段,这一阶段也是现行发展的阶段,我国建筑给排水设计的专业人员经过多年的实践以及专业培训,已经积累了丰富的设计经验,建筑给排水设计已经取得了相当大的突破。
2.当前建筑给排水设计工作中存在的问题
2.1 高层建筑给排水设计的防火问题。随着我国城市化进程的不断推进,高层建筑设计越来越多,高层建筑设计系统更加的智能化,对防火设计的要求非常严格,一旦高层建筑出现火灾事故,整个建筑系统都有可能受到牵连,造成严重的经济损失甚至人员伤亡,因此加强高层建筑给排水设计中的防火措施非常重要。但是在实际的高层建筑防火设计常常会忽略排水管的设计问题,若排水管的设计方案不合理很容易使火势快速蔓延。根据《建筑给排水设计规范》的相关规定,若高层建筑室内明敷的排水管道(塑料材质)的管径在100mm以上,应加强排水管的防火设计,增加防火套管以及阻火圈,但是很多建筑设计者为了尽量减少建筑成本,直接忽视了这一规定,导致火灾发生时火势可经过排水管迅速扩散到上层建筑。
2.2 给排水管线设计问题。管线布置是建筑给排水设计的关键内容,目前,很多建筑项目的给排水管线位置的设计并没有严格按照相关的设计规范进行操作,在管线的间距设置上都存在过小或过大的问题。如果建筑项目内埋设的给排水管道的平行间距>0.5m就会影响交叉管线的埋设间距,进而造成管线埋设的整置出现大幅度的变动,用户在日后使用的过程中造成很大的不便。同时由于一些普通塑料排水管道的管壁较薄,在使用的过程中产生的水流声非常明显,在热水集中供应过程中,水流也会产生严重的气蚀噪声,在管道直径较小且线路较长的供水系统中,管道与水流之间容易产生共振噪声,这些噪音严重影响着周围用户的正常休息。
2.3 民用住宅的生活给排水设计问题。在人们日常生活中最常见的排水设备就是地漏装置,在给排水设计过程中,应根据用户的实际需求合理的设计地漏装置,通常情况下,像阳台、厨房以及卫生间等需要排水的地方应设计地漏,但是如果其他不需要排水或使用时间不长的空间设计地漏,就会影响管线沉积,极易导致有害气体的产生,对人体的身心健康造成极大的威胁。目前,很多建筑设计中逐渐减少了地漏设计,在房屋室内的二次装修过程中,由于使用频率不高或者考虑到外形美观的问题也很少增加地漏的数量。地漏数量的减少可以避免产生有害气体,但是一旦出现水龙头漏水状况,没有地漏装置支持,渗透的水就会直接渗入到地板内,造成损失。
3.建筑给排水设计问题的措施
建筑给排水设计工作应严格按照国家制定的相关法律及条例规范认真完成建筑给排水的设计。结合笔者多年的工作经验,针对上述问题提出以下措施。
2.1 加强高层建筑给排水消防系统设计。首先应根据《建筑给排水设计规范》的要求,设置UPVC 排水管的火灾蔓延防止措施,在室内塑料排水管道明敷设置为塑料材质时,且管径≥110mm,应在立管穿楼层处设置必要的阻火圈或者防火套管。同时应加强消防水泵房以及防水池的设计,在密集的高层住宅小区,从经济合理的角度考虑,应集中设置消防加压泵房,在各栋建筑内消防栓给水管网同时连接消防水泵出水管,一旦高层建筑出现火灾,可有效防止火灾的蔓延,同时可以达到经济、合理的设计。
2.2 加强给排水管线设计。首先应根据《建筑给排水设计规范》的要求,合理设计给排水管道的间距,建筑物内埋设的生活给水管以及排水管之间在平行埋设时的最小净距应>0.5m,在交叉埋设时应>0.15m。同时排水管内埋设时应在给水管的下方,给水管暗设时不能直接安装在建筑物的结构层内,在给水管穿过楼板时,一定要采用正规的土建支模,在浇筑封堵孔洞的过程中,应采用比楼板标号高的细石,为了有效防止管路渗漏问题,可在土建施工阶段预埋套管,也可以添加一些防渗剂、防水剂,进而有效避免出现楼板渗水现象。同时应注意排水管道应采用特殊的隔音材料,在管道的应用中预设一些具有减压功能的阀门,从而减轻管道的共振噪声以及气蚀噪声。
2.3 完善地漏设计。为了防止地漏返味、滋生小虫问题,应根据《建筑给排水设计规范》的相关要求,地漏的水封深度应在50 mm以上。同时应采用具备防涸功能的地漏,避免使用扣碗式地漏设计,厨房可根据用户的需求来进行设计,一般可不用设计地漏;卫生间地面应在大便器边上的角落位或者浴盆以及大便器之间的贴墙上设置DN50 普通地漏;对于淋浴间的地面应用DN75 普通地漏。同时应强化地漏和存水弯的配合,在建筑排水系统中的地漏设计,应安装P型存水弯,建议为了不影响美观,地漏与立管连管的方向应平行于墙体,水封深度应在60-80mm之间。
2.4 加强建筑给排水的节能设计.节能环保已经成为当今时代的发展主题,水资源是人们赖以生存的基本,在建筑给排水系统设计过程中,应提倡节能设计原则,不断的引进新工艺、新技术来实现节水、节能的目的。对此我们可以做到以下几点:①设计太阳能热水供应系统;②使用节水型的卫生器具,进而减少用水量和加压能耗,比如说可以尽量减少马桶冲洗的用水量,在盥洗室的面盆龙头以及厨房的洗涤盆可以采用充气水嘴,可以在不减少水柱直径的前提下,减少用水量。③还可以尽量采用内壁较光滑的供水管材料、倒流防止器以及低阻力阀门等装置,进而减少水头局部的损失。
结束语
综上所述,建筑给排水工程是惠民工程,与居民日常生活息息相关,所以建筑工程给排水设计不仅要考虑节约成本,更要以人为本、服务于民的思想,在设计过程中要从给水、排水、水资源的保护等各方面进行综合考虑。
参考文献:
[1]陈志荣.浅谈建筑给排水常见问题与处理[J].山西建筑,2010(30)
关键词:建筑给排水 节水 节能
0 引言
我国是一个水资源短缺的国家,又是一个人口众多的国家,水资源供需矛盾尤其突出。据资料显示全国人均水资源占有量只相当于世界人均水平的1/4,居世界的110位,被列为全球13个贫水国之一。目前在全国666个建制市中,有330多个城市不同程度地贫水,其中严重缺水的竟达108个,每年缺水就影响工业产值2300亿元。因此,如何开辟新的水源,节约或珍惜用水,具有重要意义。
1 使用节水型卫生器具,减少用水量及加压能耗
1.1 以瓷芯节水龙头和充气水龙头代替普通水龙头。在水压相同的条件下,节水龙头比普通水龙头有着更好的节水效果,节水量为3%~50%,大部分在20%~30%之间。且在静压越高、普通水龙头出水量越大的地方,节水龙头的节水量也越大。因此,应在建筑中(尤其在水压超标的配水点)安装使用节水龙头,以减少浪费。
1.2 使用小容积水箱大便器。目前我国正在推广使用6L水箱节水型大便器。设计人员应在保证排水系统正常工作的情况下建议用户使用小容积水箱大便器。也可以参考国外(以色列)的做法,采用两档冲洗水箱:两档冲洗水箱在冲洗小便时,冲水量为4L(或更少);冲洗大便时,冲水量为9L(或更少)。
1.3 采用延时自闭式水龙头和光电控制式水龙头的小便器、大便器水箱。延时自闭式水龙头在出水一定时间后自动关闭,可避免长流水现象。出水时间可在一定范围内调节,但出水时间固定后,不易满足不同使用对象的要求,比较适用于使用性质相对单一的场所,比如车站、码头等地方。光电控制式水龙头可以克服上述缺点,且不需要人触摸操作,可用在多种场所,但价格较高。目前,光电控制小便器已在一些公共建筑中安装使用。
2 采取减压措施
在给水系统中合理配置减压装置是将水压控制在限值要求内、减少超压出流的技术保障。
2.1 减压阀 减压阀是一种很好的减压装置,可分为比例式和直接动作型。前者是根据面积的比值来确定减压的比例,后者可以根据事先设定的压力减压,当用水端停止用水时,也可以控制住被减压的管内水压不升高,既能实现动减压也能实现静减压。
2.2 减压孔板和节流塞 减压孔板相对于减压阀来说,系统比较简单,投资较少,管理方便。实践表明,节水效果相当明显。但减压孔板只能减动压,不能减静压,且下游的压力随上游压力和流量而变,不够稳定。另外,减压孔板容易堵塞。可以在水质较好和供水压力较稳定的情况下采用。节流塞的作用及优缺点与减压孔板基本相同。适合在小管径及其配件中安装使用。
3 合理设置和使用水表
3.1 提高水表计量的准确性 在调查中发现,由于选型和水表本身的问题,水表计量的准确性较差。如有的建筑物水表型号过大,当用水量较小时,水表指针基本不动。根据有关部门的统计,约有40%的水表不符合±4%的精度要求。水表计量的准确性,不仅涉及买卖公平问题,也关系到对漏损控制的评价和采用的对策。为此,应采取措施提高水表计量的准确性。
3.2 水表前加装过滤器 影响水表计量准确度的主要原因之一是管网水质的影响,主要表现在水中杂质堵塞了水表滤网的部分进水孔,造成水表计量不准确。在水表前安装过滤器,可以解决这一问题并减轻水表磨损。国外在给水系统的阀门、水表、用水器具前大量使用过滤器并定期清洗。但在我国,过滤器的效用还未引起人们的足够重视,只是在少数场合应用。所以应加快过滤器的研制工作,并尽快在建筑中应用。
4 利用太阳能用作住宅热水加热的节能技术措施
利用太阳能用作住宅热水加热的使用范围及太阳能热水器的分类:
4.1 太阳能作为清洁能源,取之不尽,用之不竭,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。我国大部分地区均处于北纬40度以北,日照时间较长,均适合推广太阳能热水器。
4.2 根据现在使用的太阳能热水器技术,按集热器形式可分为平板型和真空管型。
4.2.1 平板型:在住宅中使用的小型热水器,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提供使用。结构简单,成本较低,抗冻能力弱。
4.2.2 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,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,在不同地区都全年使用。具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力。
5 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0.2~0.4MPa之间,只能满足三~五层多层建筑供水压力,无法保证高层建筑供水压力。合理利用市政管网压力,采用分区供水方式可以减少二次加压能耗。
6 开发第二资源——中水
中水来源于建筑生活排水,包括人们日常生活中排除的生活污水和生活废水。生活废水包括冷却排水、淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水及厨房排水等杂排水。不含厨房排水的杂排水称为优质杂排水。中水指的是各种排水经过处理后,达到规定的水质标准,可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。
我国的建筑排水量中生活废水所占份额住宅为69%,宾馆、饭店为87%,办公楼为40%,如果收集起来经过净化处理成为中水,用作建筑杂用水和城市杂用水,如冲厕所、道路清扫、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工、消防等杂用,从而替代出等量的自来水,这样相当于增加了城市的供水量。
7 充分利用雨水
雨水利用就是将雨水收集起来,经过一定的设施和药剂处理后,得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水,处理后的雨水作为一种可以利用的水资源,可以用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水。现在我国的大多数建筑都将屋顶的雨水直接排入市政雨水管道,这不仅增加了市政雨水管道的承受能力,加大了管径﹑增加了造价,同时也是一种对水资源的浪费。建筑物收集雨水的一般结构是,由导管把屋顶的雨水引人设在地下的雨水沉沙池,经沉积的雨水流人蓄水池,由水泵送至杂用水蓄水池,经加氯消毒后送至中水管道系统。为了解决降尘和酸雨问题,一般将降雨前两分钟的雨水撇除。
8 生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置
在高层建筑给水设计中宜把生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设立,因为两种给水系统对水压的要求不同。按规定:生活给水系统按静水压力不大于300kPa ~400 kPa分区为宜,消防给水系统按静水压力不大于800kPa分区为宜。故若按消防要求水压值分区时,将使得生活给水管道超压而造成超量供水等问题;若常年用减压阀降压节流,又势必造成电能浪费;若按生活给水水压要求分区,则会相对增加水泵机组数目。所以,无论从节能节流,还是节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看,均应把生活、消防给水系统分开设置。这样便于合理确定各给水系统的竖向分区的压力值,避免造成能量浪费。
参考文献
[1]许萍,刘晓冬.“节水型水龙头普及中的问题及建议”.《给水排水》Vol.29.No.10.2003.
[2]蔡宇仕“建筑给排水设计节水措施的探讨”.《山西建筑》Vol.31.No.11
[3]唐楚丁,镇祥华“建筑给排水节水与环保”.《西南给排水》Vol.24.No.5 2002.
[4]程卫山“节水节能在建筑给水排水设计中的应用”《福建建筑》.2004年第4期(总第89期).
关键词:建筑给排水 设计 问题 措施
中图分类号:S276文献标识码: A
一、研究建筑给排水设计的重要意义
随着我国经济的飞速发展,城市化进程进一步加深,城市建筑建设规模逐渐扩大,建筑给排水设计逐渐成为人们关注的话题。随着人民生活水的平日益提高,城市建筑给排水的设计需要新理念的支撑,以实现更高水平的设计。当今城市建筑日益趋近高层化、大型化、多功能化。这些建筑都具有人口密集、结构复杂等特点。因此,要恰当、合理的设计给排水系统,这不仅可以使居民得到良好的生活环境,而且还能在有火灾等其他意外情况发生时及时扑救,保证人民的生民财产安全。城市建筑给排水新理念的研究要符合能源可持续利用的要求。节水节能是一个重要的课题,通过给水和排水新理念的研究设计,促进建筑给排水节能
降耗工作,从而促进经济和社会的可持续发展方针。城市建筑给排水新理念设计研究不仅可以满足人们高质量、高品质的生活环境需求,还可以进一步促进城市的经济建设和未来发展。
二、建筑给排水设计中常见的问题
1、室内排水管和排水通气管
首先,带小便器和污水池的排水管最小直径应为DN32-50,含有粪便污水的排水管最小直径要在DN100 以上,而地面以下排水管最小直径应为DN75 才不容易被堵塞,也不会占用较大的空间,而且投资也比较小。但是在室内排水管的设计中常出现排水管混用的问题,这就容易导致排水管阻塞,而且在地面下排水管堵塞后需要对地面进行扒开才能够进行维修,这无形中就增加了投资,也不利于居民的日常生活。其次,卫生间的排水管和厨房的排水管未进行分别设置,共用一根排水立管就会导致卫生间的污浊、有害气体会串到厨房内,严重影响着居民的卫生健康。再次,在与卧室相邻的排水管道设计中采用普通的塑料排水管,
未采用内螺旋消音塑料排水管等,导致排水管道产生的噪音会对居民的居住产生影响。
2、地漏管道
在建筑给排水的设计中没有考虑具体的情况均采用圆形钟罩式地漏设计,虽然对存水部分作出了相应的高度规定,但是还存在水封容易蒸发、存水量较小等问题,严重者会导致污染气体进入到室内。而且施工企业为了减少投资,通常在建筑时会使用水封小于3cm 的地漏,因而无法满足水封深度,而且这种地漏在排水时会将臭气等带入室内。
3、给排水管道间距
在进行建筑物的设计时,很多建筑物内埋设的给排水管道的管线布置不合理,间距过小。而且在建筑给排水设计中给水管和排水管经常出现埋设在一起的情况,而且给排水管道间距也没有按照相应的要求进行埋设,从而造成漏水污染给水管道的情况。
4、倒流防止器
由于居住小区的供水主要是从城市给水环网中的某一段接入小区,因而在给排水设计中应该设置管道倒流防止器。由于城市环网的不同段水压不同,如果没有设置倒流防止器,环网中的水将从压力高的接口向压力低的接口流动,这就会造成小区管道内的水倒流污染城市环网中的水,从而造成城市大面积水污染,而且这种情况多见于城市对室内消防用水的给水中。
5、其它方面
生活饮用水水池未采用钢筋混凝土池壁、材料未使用对饮用水无污染的材料,这就会造成水污染;而且溢流管、通气管没有采取相应措施防止昆虫等爬入,低水位池管顶未设置真空破坏装置,也会对饮用水造成污染。除此之外,高层建筑的雨水管未采用承压管,水力警铃功能的弱化,施工人员将检查井设置成沉泥井,排水管未采取防止火灾蔓延的措施等均会造成不同程度的水污染或者给建筑物造成一定隐患。
三、完善建筑给排水设计的措施
1、室内排水管和排水通气管的设计
(1)室内排水管的设计要根据排放污水的性质来决定,不要选择直径较小的管道进行地面下排水的安装,因而直径太小容易造成阻塞,一旦阻塞需要扒开地面才能够进行维修。在设计时,地面下排水管的直径至少应该为DN75,这样既不需要较大的投资,也不会占用较大的空间。(2)在进行排水通气管的设计时要充分考虑建筑物的屋面情况,保证排水通气管要比屋面高,防止臭气进入室内,从而有效保证屋内的空气质量。此外,在排水管道的设置上要尽量避开卧室,采取有效措施控制水流的速度,其中对于高层建筑物要每隔6-7 层采取消能办法,如设置乙字管来控制水流的速度,还可以采用导流装置将水沿着管壁导下,这样能够有效减少流速,还能够减少水流对管内造成的压力波动。(3)卫生器具的布置也要尽量使排水管远离卧室,可考虑采用UPVC 螺旋管或者UPVC 管道,以最大程度的降低噪音。其中需要特别注意的是,目前建筑使用的普通塑料管道排水噪音比内螺旋消音塑料排水管噪音要高出10 分贝,再加上现浇楼板的隔音效果比较差,居民在室内能够感觉到排水管道的噪音,从而严重影响着居民的生活质量。因而在排水管道的噪音控制上要采用内螺旋消音塑料排水管取代传统的普通塑料管,有效避免水流产生的噪音通过墙体、楼板进行传播。
2、地漏管道的设计
地漏管道的设计要按照国家规定的存水高度进行设计和选取,在具体的地漏安装时,要选择存水量大、水封不容易被蒸发破坏的地漏进行安装,为此可以加大圆形钟罩式地漏的存水高度或者进行新型自动密封式地漏的设计,并且要与排水管道相连,保证每时每刻都确保地漏有水。地漏的设计主要是在卫生间、盥洗室等经常排水的地方设置,对于不经常排水的地方可不设计地漏,防止地漏内水分蒸发和干涸造成的气体污染。在地漏的设计上,要充分考虑厨房的具体情况,对于不经常用水冲洗地板的厨房可不设置地漏,但是必须设置有带溢流孔的洗涤池,防止厨房水龙头忘关造成厨房被水淹。
3、给排水管道间距控制
对建筑物内埋设的生活给水管和排水管之间的最小间距应该进行明确的设计,交叉埋设应该在15cm 以上,平行埋设应该在50cm 以上。此外,不要将给排水设计中的给水管和排水管混合埋设,否则会造成污水污染给水管。
4、安装倒流防止器
在小区供水干管和城市供水环网之间安装倒流防止器,避免水表出现倒转,也避免小区管网内的污水倒流到城市管网中,造成水污染。倒流防止器要设置在引入管上,这样能够有效避免污水的倒流。
5、其它设计
生活饮用水水池要采用钢筋混凝土池壁和无污染的材料,溢流管、通气管要采取有效措施防止昆虫的爬入,对于低水位池要设置真空破坏装置;高层建筑的雨水管要采用承压管,水力警铃要安装在附近无排水位置的地方,并采用湿式报警阀;排水管要设计成防火套管,或者设计阻火圈,防止火灾的蔓延;给排水设计时要充分考虑节水和节能,要推广利用雨水集流装置和污水再利用装置。
四、结束语
总之,人们对建筑的要求越来越高,建筑已不能再仅仅注重实用性,应朝美观、舒适、多功能的方向发展。为保证建筑的质量,给排水设计相当重要,应严格按照规定设计,制定与实际相符合的方案。
参考文献
[1]谭捷.浅析建筑给排水设计要点及施工[J].科技创新与应用,2013,26(17):172-174.
关键词:隐形浪费,建筑节水,给排水设计,超压出流,热水循环,废水利用,节水设备等
一、建筑节水形势严峻
水是关系到人类生存发展、具有战略意义的资源。联合国的一项名为“综合评估世界淡水资源”的最新研究报告指出:目前,世界上约有三分之一的人生活在淡水资源缺乏的环境中,而如果人们继续像现在这样节制不力用水的话,则三十年来贫水人口数将可能达到三分之二。据称地球上有百分之九十七的水属于不可饮用的水,而余下的百分之三的水资源中又有三分之二在冰川雪原,不能直接供人们使用,人们可利用的江、河、湖、泊及地下水的总量仅占地球总水量中极微小的比例。人们用水分配中农业灌溉占百分之六十七,工业生产占百分二十三,市政民用占百分之十。本世纪以来,随着全球人口数量的激增,农业用水量以增长了五倍,工业用水量增长了二十六倍,市政用水量增长了十八倍。目前,世界已有十亿人口生活在淡水资源贫缺环境中。
当前我国日益严重的水资源短缺和水环境污染,不仅困扰国计民生,并已成为制约社会经济可持续发展的重要因素。据水利部统计, 90年代以来,我国城市缺水范围不断扩大,缺水程度不断加剧,全国670座建制城市中有400 座不同程度的缺水,110座严重缺水。正常年份全国城市缺水60亿万m3。2000年由于我国北方地区春、夏连旱,严重影响了城市供水。据国家防总办公室统计,今夏已有100多个县级以上城市被迫限时限量供水,面对缺水的现状,节约用水已成为我国的基本国策。建筑节水更是任重道远。
二、水量浪费的隐患
如何实施节水的国策是值得我们每一个人认真思考并予以重视的问题。本人主要结合给排水的设计工作,经过分析和统计,水量的浪费隐患主要有以下几个方面:
1、超压出流浪费水量巨大
卫生器具给水额定流量是为满足使用要求,卫生器具给水配件出口,在单位时间内流出的规定出水量。流出水头是保证给水配件流出额定流量,在阀前所需的静水压。给水配件阀前压力大于流出水头,给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象,称超压出流现象,该流量与额定流量的差值,为超压出流量。给水配件超压出流,不但会破坏给水系统中水量的正常分配,对用水工况产生不良的影响,同时因超压出流量未产生使用效益,为无效用水量,即浪费的水量。因它在使用过程中流失,不易被人们察觉和认识,属\"隐形\"水量浪费,因而至今未引起足够的重视。然而这种\"隐形\"水量浪费在各类建筑中不同程度的存在,其浪费的水量也是十分可观的。本人曾在大压湾核电站工作生活过,由于供水压力很大,卫生间水龙头都是喷射水流,自闭式冲洗阀延时时间比正常的长的多。水量浪费感觉很明显。
据北京建筑工程学院\"建筑节水课题组\"(以下简称\"课题组\")1998~1999年对北京市住宅、集体宿舍、综合楼等11栋建筑,67个配水点先后安装口径15mm的螺旋升降式水龙头和陶瓷阀芯水龙头(又称节水龙头)实测统计:以螺旋升降式龙头和陶瓷阀芯水龙头半开时出流量0.2L/s为额定值,则水龙头的超压出流率前者为54%,后者为24%。因陶瓷阀芯水龙头出口设有网板,出水断面较螺旋升降式水龙头明显减少,为使出水流速不至过大,使用时获得较好手感,若以0.16L/s为半开时的额定值,也有52%的龙头超压出流。由此可见节水龙头虽然可以起到减压节流作用,但若给水系统设计不当,仍不能解决好超压出流问题。同时据实测分析,这种\"隐形的\"水量流失,绝不亚于\"显形的\"漏水量。有关单位实测,口径15mm水龙头每小时的滴漏量为3.6L,则20个龙头一天的滴漏量为1728L。而\"课题组\"实测北京某大学12层留学生楼的楼首层盥洗室口径15mm的螺旋升降水龙头和陶瓷阀芯水龙头半开时的出水量,分别达0.42L/s和0.21L/s ,则理论无效用水量分别为0.22L/s和0.05L/s。同样以20个龙头计,若每个龙头每天平均使用15min,则每天的理论无效用水量,前者为3960L,大于20个同类龙头的滴漏水量,后者为900L,也相当于一天10个龙头连续滴漏的水量。我国的建筑量大、面广,若以其中配水龙头每年超压出流量累计,将是一个惊人的数据。
2、热水干管循环浪费水量巨大
我国热水供应系统的水量浪费也较为严重,主要表现在开启配水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,往往要放掉不少冷水后,热水设备才能正常使用。这部分流失的冷水,未产生使用效益,可称无效冷水,也即浪费的水量。以哈尔滨建筑大学新区的一个浴室为例:共有龙头约300个,因采用干管循环,首次开启时都得放掉支管内的冷水。以首次开启放掉的冷水约2.0L计算,浴室每周开放三次,则每周浪费水量为300*2.0*3=1800L,每月浪费水量7.2吨。以一栋设有定时供应热水系统的6层招待所为例,采用干管循环,有16根立管,以每根平均管径 32mm,长18m计,每天供应一次热水则每年约流失无效冷水105m3,那么全国同类建筑热水系统年浪费水量的累计值,也将是十分可观的。显然,干管循环浪费水量最多。
3、管道及阀门泄露
管道锈蚀、阀门的质量等导致大量的水消失于无形。经常都能看到路边的给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处滋滋的往外冒水。埋在地下的开不见的更不知道有多少。用户们经常反映浮球阀经常损坏、漏水,不论是用于水池、水箱的还是马桶上使用的,其质量的低劣直接导致大量水从溢流管流出。据调查,滴漏的水龙头每天就可耗水70升。
一些第三世界国家城市中有百分之六十的饮用水管道蚀损严重,及干线违规分流等原因流失了许多水量。菲律宾首都马尼拉市供水管网的漏耗水量以近其总供水量的百分之五十八,即使在管理措施较好的新加坡,也存在着百分之八的管网漏耗率,但人们认为无足为怪。据联合国的一项调查,美、英两国管网漏耗率均为百分之十二
三、建筑节水采取的一些措施
建筑节水有三层含义:一是减少用水量,二是提高水的有效使用效率,三是防止泄漏。针对以上水资源浪费隐患,提出以下解决办法以供商榷。
1、明确提出控制超压出流的要求,以减少\"隐形\"水量浪费,促进科学、有效的用水,控制超压出流的有效途径是控制给水系统中配水点的出水压力,在80,90年代所建建筑中有的也较好地解决了控制给水系统超压出流的问题。经笔者调查研究,认为做好防超压应从以下几方面考虑:
(1)首先应遵循规范,合理分区。
“规范”第2.3.4条规定\"高参建筑生活给水系统的竖向分区,应根据使用要求、材料设备性能、维修管理、建筑物层数等条件,结合利用室外给水管网的水压合理确定。分区最低卫生器具配水点处的静水压,住宅、宾馆、医院宜为300~350Kpa;办公楼宜为350~450KPa。”对于一个具体工程来说,最佳给水分区压力值可以通过优化设计确定,必须考虑建筑物的层数、层高,水泵的性能,室外管网的压力。
(2)供水方式建议采用水箱供水方式。
本人认为在市政管网不能满足用户供水的情况下,尽量采用水箱供水方式。无论是水箱独立供水,还是各种联合水箱供水方式,比如:水泵—水箱供水方式、水池水泵供水方式等,它不但供水可靠,而且水压稳定,因而各配水点的压力波动很小,有利于节水。
(3)设置减压装置
“规范”第2.3.4A条规定“建筑物内的生活给水系统,当卫生器具给水配件处的静水压超过本规范第2.3.4条规定时,宜采取减压限流措施。”除浴盆的流出水头为5~10m外,其他各用水配件的流出水头不超过5m,因此进户压力10m、最不利点压力为5m即可满足各住户要求,超过10m即形成超压出流。笔者认为可在进户管处,水表前装设调压孔板或节流塞实施减压,减少超压出流量。而规范要求“分区最低卫生器具配水点处的静水压,住宅、宾馆、医院宜为300~350KPa;办公楼宜为350~450KPa”,大部分都超压。到底多少米开始减压,应综合考虑各种因素,我院给排水技术人员也正在探讨此问题。而根据北京据北京建筑工程学院“课题组”对北京11栋建筑,67个配水点,螺旋升降式水龙头和陶瓷阀芯龙头半开时,水压和水量的有关数据研究,得出配水点处静压大于0.15MPa时,水龙头流出水量开始迅速上升。他们建议在“高层分区最低卫生器具配水点处静水压,不宜大于0.45Mpa,最大不得大于0.55Mpa”的基础上,采取“配水点处静压大于0.15MPa时”,采取减压措施,值得大家借鉴。
2、热水循环方式的选择,建议集中热水供应系统应保证干管、立管中的热水循环。
造成这一问题的原因是多方面的,既有施工、管理的不当,也有设计的不足。就设计而言,热水循环方式的选择,是影响无效冷水量多少的主要因素之一。目前,\"规范\"中提出了三种热水循环方式,即干管循环,立管、干管循环和支管、立管、干管循环。根据以上分析结果,显然干管循环浪费水量最多。改变这种\"先天不足\"的现象,当前已成为用户迫切的要求。
由于目前我国不少城市实施了计划用水,不少单位为控制用水,避免超标,正纷纷改造供水系统,采取多种有效的节水措施。如北京某大学对学生浴室的无循环热水系统进行改造,增设了回水管,取得了每月节水50m3成效。虽然,采用支管、立管、干管的热水循环方式最为省水,但受经济条件的制约,目前要求全部热水供应系统采用这种供水方式,还难以实现,但对多层定时供应热水系统采用立管、干管循环方式是有必要也是有条件做到的。为此建议设计集中热水供应系统时应保证干管、立管中的热水循环,有经济条件的可做到支管循环。
3、废水再利用
建筑中水工程是节约用水的好措施,既保护了环境,又极大的提高了水资源的利用效率。建筑中水工程设计应作到安全使用、经济合理、技术先进。但对于小型建筑等可实行一些简单可行的废水再利用措施。
拥有1.46万余人的天津大学夏季每个学生每月平均用水3立方米。他们以33号楼作为试点,通过改造洗漱用水的下水管道,收集废水送至楼顶的水箱,作为厕所冲洗用水。33楼过去每月用水量为2000吨,安装这一装置后,每月可回收废水1000余立方米,节水50%以上。这也算作简单的中水工程。
4、重视设计所选水表的设置要求及水表和表前阀门的质量要求
(1)增加小区给水系统水表的设置
它还是合理用水分析和水量平衡测试必不可少的仪表。水量平衡测试是用水单位对本单位用水体系进行实际测试,根据其输入水量与输出水量之间的平衡关系进行分析的工作。目前各城市节水法规中对开展合理用水分析和水量平衡测试工作均有明确的要求。而增加小区进户总水表,通过与各户水表进行水量平衡分析,有利于查出漏水隐患。如上海交通大学徐汇分部,进行水量平衡测试后,查出了不少漏水隐患,经整治给水系统,取得了每月节水3万m3,每年少缴100万元水费的显著成效。深圳方面早已采取此项措施,北京建筑工程学院 在深圳所做的几个小区均设置了总水表,一方面可杜绝漏水隐患,另一方面也是小区物业管理的要求。
(2)水表是法定的计量仪表,其计量值是供水部门向用户收费的凭据。
若水表质量低劣,计量不准,不但将直接影响供水部门和用户的经济利益,还会使为遏制水资源严重透支,利用经济杠杆调整水价和采取用户计划用水,节约获奖,浪费受罚等节水措施因缺乏正确的依据,而不能顺利实施。同时,水表长期使用,由于水质或自身零件磨损等原因,会影响水表的计量精度。据有关部门对我国10个城市1432只在装水表拆回校验,符合±4%要求的,占60.9%,偏快的占33.4%,偏慢的占5. 7%。国家技术监督局已于1991年发文规定,生活用水表只作首次强制检定,限期使用,到期更换。使用期限:口径15~20mm的水表不超过6年;口径25~50mm的水表,不超过4年。而据有关部门调查统计,1998至1999年北京住宅小区和大专院校约有80%以上的用水单位和居民区进水管及家庭进户管表前阀门损坏或锈蚀难以启闭,给水表的拆卸更换带来了很大的困难。虽然目前供水部门对落实国家技术监督局的以上规定,还未作出相应规定和采取有效措施,但随着建筑节水工作的深入开展,水价的逐步调整,用户对水表正确计量的要求,必然越来越强烈。所以,控制阀门的质量要求,以利于水表保证计量的正确,保护用户的利益和节水的积极性。
5、使用合格给水管件及配件、推广新型节水设备
由于管道及阀门泄露问题,采用合格、合理的管材、阀门,给排水设计、施工等方面应严格把关,使用正规厂家的合格产品。
新型节水龙头、节水型马桶、节水型、洗衣机等已推出,这方面的研究一直不断。推广节水器具的使用是开源节流的节水措施之一,以提高广大市民的节水意识,节约宝贵的水资源,解决水资源紧缺问题。节能节水型的设备应为设计首选。
四、总结
建筑业作为我国经济发展的支柱产业,正在飞速发展,随着人民生活质量的提高,对供水量和质的要求正不断扩展,同时实施水的可持续利用和保护,使水资源不受破坏,并能进入良性的水质、水量再生循环,也已成为政府和广大人民群众关注的焦点。这一切都给建筑给排水工程的设计提出了许多新的要求,供水技术先进化的步伐急待加快。
而目前节水最关键的不是建筑节水技术,而是人们节水的意识,人们的用水习惯。据调查目前这种观念尚未真正有效树立。应倡导人们将淡水资源当作一种珍稀资源,节制使用,呼吁全民节水。不久前,河南省刚对用水定额作出了规定,每个月每户用水量超过12吨时,超过的水量按高价取费。
[参考文献]:
建筑给水排水设计规范…………………….……………..中国计划出版社
民用建筑给水排水措施……………….……………….….中国建筑工业出版社
建筑给水排水设计手册……………………….………..…中国建筑工业出版社
关键词: 多晶硅;多效精馏;热能利用;节能减排
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
前言
随着我国科学技术的不断发展,多晶硅的应用更加广泛。多晶硅是制造集成电路衬底和各种半导体器件的单晶硅、太阳能电池等产品的主要原料。多晶硅可以用于制备单晶硅,广泛用于半导体工业中,作为人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等器件的基础材料。同时,由于能源危机和环境保护的要求,全球正积极开发利用可再生能源。太阳能因其清洁、安全、资源丰富而引人关注。利用太阳能的一种主要方法就是通过光电压效应将太阳能转化为电能,硅太阳能电池即是基于光电压效应的装置,由于半导体工业和太阳能电池的发展,高纯度多晶硅的需求不断增加。
1、多晶硅生产现状
目前国际上多晶硅生产工艺主要有改良西门子法和硅烷法,其中 85% 以上采用改良西门子法。改良西门子法能兼容电子级和太阳能级多晶硅的生产,具有技术成熟、适合产业化生产等特点,是目前多晶硅生产普遍采用的首选工艺技术。
在改良西门子法生产多晶硅整个系统中,主要生产单元包括三氯氢硅合成、精馏提纯、三氯氢硅还原、四氯化硅氢化、尾气回收等工序,其中精馏、还原、氢化这 3 个装置在生产中所占的能耗为整个多晶硅生产过程中总能耗的 70% 以上。为了降低多晶硅的综合生产成本,通过对目前国内外多晶硅企业的生产技术及改进进行了综合调研分析,结合工程设计实际经验,可通过对目前多晶硅行业从精馏、还原、氢化这 3 个单元分别采取不同的工艺路线进行改造设计,采取更为有效地节能措施,降低多晶硅行业的综合生产成本。
2、多晶硅节能降耗措施
2. 1 多效精馏
精馏是多晶硅生产过程中能量消耗较大的单元操作之一。生产多晶硅的氯硅烷精馏存在着分离要求高、全塔组分组成接近、操作过程中回流比和再沸大的特点,因此所需的冷媒和加热介质量很可观。在生产过程中,为了节省制冷能耗,使用常温冷却水( 30—40 ℃) 代替深冷水( 6—12 ℃) 进行冷凝器的冷却,目前常采用加压精馏的方法,以提高冷凝温度。
目前国内已投产的和在建的多晶硅企业的精馏装置,大多采用传统多塔串联精馏工艺,其工艺流程如图 1 所示,即塔釜用装置外的高温热媒( 如过热或饱和水蒸气) 来加热液体汽化提供整个塔操作气相,塔顶采用装置外的低温冷媒( 如循环水或冷冻水) 来冷凝塔顶气相提供全塔操作的液相。
图 1 多塔串联精馏工艺流程图
来自合成或者冷氢化的氯硅烷经粗馏塔分离预热至泡点物料后进 1#精馏塔,脱除低沸点化合物,所脱除的低沸点化合物进入高低沸物罐,塔釜产品进 2#精馏塔,脱除高沸点化合物,所脱除的高沸点化合物进入高低沸物罐,塔顶产品进 3#精馏塔,脱除次低沸点化合物,所脱除的次低沸点化合物进入1#精馏塔循环利用,塔釜产品即为最终的高纯三氯氢硅,直接引至还原车间进行三氯氢硅还原生产多晶硅产品。
多效精馏作为一种精馏节能的工艺近年来其理论研究不断深入,在工业生产中的应用日益广泛。多效精馏是通过扩展工艺流程来节减能耗的,它是利用能位较高的塔排出的能量用于能位较低的塔,从而达到节能目的。多效精馏节能效果好,设备简单,工艺不甚复杂,其应用范围也比较广泛。多效精馏要求后效的操作压力和溶液的沸点均较前效的为低,因此可引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质,即后效的再沸器为前效二次蒸汽的冷凝器,仅第一效需要消耗蒸汽; 多效精馏中,随着效数的增加,单位蒸汽的耗量减少,操作费用降低。
由于多晶硅生产中的氯硅烷高精密精馏提纯自身存在着分离要求高、全塔组分组成接近、串联操作的各塔能耗相近的特点,该单元的自身特点适合多效精馏。通过对年产 3 000 t 多晶硅的精馏装置粗馏塔氯硅烷产品,利用 Aspen-Plus 软件进行普通加压精馏和加压多效精馏方案进行模拟优化,采用的多效精馏工艺流程图如图 2 所示。
图 2 差压耦合精馏工艺流程图
表 1 氯硅烷 2 种精馏工艺能耗计算
从表1可以看出,新鲜氯硅烷的三效精馏塔流程冷却循环水用量比普通精馏节能约 66%,加热蒸汽用量节能约 62. 7%; 尾气回收氯硅烷的双效精馏塔流程冷却循环水用量减少节能约 48. 6%,加热蒸汽用量约减少 46. 7%。
与常规精馏相比,加压多效精馏工艺特点: 将高压塔顶气相物料作为前一低压塔再沸器的加热介质,这样既能节省低压塔釜沸器的加热能量损耗,又能节省高压塔顶冷凝器的冷量损耗。
2. 2 还原热能综合利用
多晶硅还原是改良西门子法的一个重要生产环节,将对多晶硅生产的质量和成本产生重要影响,其核心设备即为还原炉。对于四氯化硅转化三氯氢硅,国际上曾普遍采用热氢化技术,因此截止当前,国内已投产的除江苏中能外均采用了热氢化来将四氯化硅转化为三氯氢硅。采用改良西门子法和热氢化技术生产 1 kg 多晶硅,还原和热氢化直接电耗一般为80—130 kW·h,占全厂用电量的50%左右,占多晶硅总生产成本的 22%—35%。
3、减排措施分析
3. 1 气态污染物及治理
含HCl废气
SiHCl3提纯工序产生少量含SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2等氯硅烷不凝尾气,通过淋洗塔淋洗,氯硅烷遇水全部水解为SiO2、HCL绝大部分HCl被水吸收,尾气中含少量HCl。
干法回收得到的HCl气体采用三级水喷淋吸收塔吸收制取盐酸,但制酸尾气含少量HCl。HCl气体是一种无色且有强烈刺激性气味的气体,对环境、设备都具有较强的腐蚀性。由于氯化氢在水中的溶解度很大,一个体积的水能溶解450~500个体积的HCL因此用水吸收法(或多次循环吸收)处理含HCl废气效果较好,是目前处理含HCl废气的主要方法,其优点是吸收设备及工艺流程简单、净化效率高、操作方便、应用广泛。
3. 2 废水
3. 2. 1 酸性废水
主要是SiHi Cl3提纯尾气淋洗产生的酸性废水,采用石灰乳进行中和+絮凝沉淀处理;根据废水量及废水的pH值变化情况可随时调整加药量,保证出水水质。处理后其pH值可控制在615~815之间。石灰具有来源广、价格便宜、适应性强等优点,广泛用于有色金属工业酸性废水的处理。
3. 2. 2 含氟废水
先用石灰乳调节pH至中性,使大部氟化物形成CaF2沉淀;沉淀后的废水送入除氟搅拌槽中,加硫酸亚铁进一步去除氟化物;然后将去除氟化物的废水与中和后的酸性废水混合一起,加入絮凝剂进行絮凝沉淀,上清液排放。该方法具有处理流程简单、操作方便、处理成本低、氟化物去除率高等优点。
结语
在多晶硅生产过程中,采用更为节能高效的多效精馏代替传统精馏方式能够将精馏系统的能量耦合利用; 采用还原热能综合利用系统能够将还原炉的热能辐射更加高效地转化为蒸汽用于加热系统;采取冷氢化工艺代替传统的热氢化工艺能够大幅度降低四氯化硅氢化的生产成本。采取上述工艺措施,可使得多晶硅企业在市场上能够具有明显的成本竞争,以期能为在建多晶硅企业和多晶硅企业的挖潜改造提供一定的指导作用。
参考文献:
【关键字】建筑;给排水;施工;常见问题;防治措施
随着经济的发展和社会的不断进步,人们的生活质量正在不断提高,建筑行业也通过不断提高建筑的质量提高人们居住水平的提升。给排水系统是建筑的“血管”,对建筑的质量和使用年限及功能使用有着重要的作用,在给排水施工中应注重对常见的问题进行总结,从而为建筑的给排水系统施工提供相应的理论依据和施工保障,并能在建筑的给排水系统的防治提供相应的理论基础。
1 建筑给排水施工中的常见问题
1.1 给水系统安装中存在的质量问题
1.1.1 管道支架不牢固。目前工程中给水系统大多采用PPR管,但其刚性差或是施工中不注意安装,造成管道弯曲、变形,甚至出现渗漏现象。支架间距和支架安装应严格按照施工要求。
1.1.2 给水立管安装距墙太近,造成水表无法安装或水表安装后无法进行二次装修。目前竣工的工程一般为粗装修,卫生间墙面为毛墙,给水管道安装后距墙很近,影响用户的装修。
1.1.3 有的住宅工程仍使用铸铁旋起式水龙头、砂模铸铁管等被列为国家淘汰的产品,应禁止使用。
1.1.4 给水系统消毒不符合规范要求。规范要求给水系统应采用含20~30mg/L氯离子浓度的清洁水进行消毒,氯溶液在管内滞留24小时,然后用饮用水冲洗,并通过有关部门的检验。
1.2 排水系统安装中存在的质量问题
1.2.1 管道支架漏设或不牢固。目前工程中排水管大多采用UPVC管,刚性差因此要求支架间距较小。
1.2.2 伸缩节漏设或安装错误。UPVC排水管由于温差的影响,伸缩较大,漏设或错误安装伸缩节会造成管道渗漏。
1.2.3 排水管道排水不畅。室内、外律水管道坡度未按施工标准进行规范施工,严重影响了建筑的使用功能。
1.3 消防给水系统存在的问题
1.3.1 管网试压未按施工方案规范施工,管网试压分试漏和强度试验两步进行,试漏是在常压或稍起压状态下进行,而强度试验分工作压力和试验压力两阶段进行。目前有些工地只对管网进行试漏试验,不符合设计和规范要求。
1.3.2 有个别工程将埋料给水管道用于消防给水管道,或者在建筑物内塑科给水管道与消防给水管道相连。塑料管道受热后强度降低,一旦火灾发生,引起管道损坏,无法输送消防水埋下了安全隐患。
1.3.3 消火栓安装不符合要求,有些暗敷在砖墙内的消火栓箱洞口上部无设置过梁,受荷载作用下箱体变形,导致箱门开启不灵另外随意改变消火栓箱底预留孔位置:而且用气焊割孔。导致安装后与周围距离过小造成消防水带不能安装至消火栓上或使卷带形成弯折影响出水量。
2 建筑给排水施工问题防治措施
2.1 给水系统施工问题防治
2.1.1 给水试压。在给水施工中。会发生生活给水管道安装结束后,没有进行水压试验就直接进行隐蔽,存在渗漏隐患,因此在进行隐蔽前应进行给水试压。
2.1.2 当采用塑料管作为冷、热水管暗敷在楼层混凝土楼板内时,有分支或接头的管道没有采用分水器。
2.1.3 生活用水水池的溢流管管径选择要合适,并且要采取合理的防污染措施。
2.1.4 水表、阀门的安装要符合要求,水表应安装在便于检修、不受暴晒和污染的地方,且须水平安装。
2.2 排水系统施工问题防治
2.2.1 要合理安装地漏。地漏安装不符合要求,安装偏高或偏低。地漏设置的位置要求地面要有0.005-0.01的坡度坡向地漏,地漏的顶面标高应低于地面5-lOcm,且地漏水封深度不小于50mm。防止臭气反冒。
2.2.2 坐便器排水口位置的选择应该注意。在设计和施工中应尽量选择合理的位置,以便适应多种坐便器型号对排水口位置的要求。坐便器排水口位置选择经常出现的问题多为以下两点:一是坐便器排水口距墙面距离不够,二是有的工程由于设计没有注明洁具间距,导致住户无法安装淋浴。排水口距墙面的距离多数为300ram,考虑装修前的墙面的距离宜为340ram。
2.2.3 排水施工过程中将室内雨水管道接入生活污水管道或天面雨水与阳台合用,导致雷雨季节超出生活污水管道的排水能力,污水外溢。根据规定,建筑物雨水管道应单独排出。
2.2.4 uPVC排水管道穿越楼板、屋面、基础、地下室外墙、顶板处未设置套管,或加设的套管不满足防水要求,存在渗漏隐患。排水管道在穿越上述部位时均应加设、预埋刚性防水套管,且根据规定要求当排水立管管径大于或等于llOre时楼板贯穿部位还应设置阻火圈。
2.3 消防给水系统施工
2.3.1 按照国家尺度《自动喷水灭火系统设计规范》要求,自动喷水灭火系统报警阀后的管道,应采用热镀锌钢管或镀锌无缝钢管。
2.3.2 严格按照规范要求进行管网安装。当管径小于lOOms时,应采用螺纹毗连:当管径年夜于lOOms时,可采用焊接或法兰毗连。施工中应避免:一是不论大小管道一律采用焊接。这样会使管内焊渣、焊瘤影响过水断面,严重破损内外镀锌层,加速管网的锈蚀,使其抗侵蚀能力比通俗钢管还差。二是施工人员严重不负责任,插入管内焊制三通、四通,缩小了过水断面。
2.3.3 严格按照规范要求进行管网冲刷。冲刷应在试压及格后分段进行,冲刷管道的水流速度不宜小于3s/s。应注重在管网的地上管道与地下管道毗连前,在配水干管底部加设堵头后,对地下管道进行冲刷。冲刷时,消防人员应在场察看,直至出口处水的颜色、透明度与进口水一致时,方可终止冲刷。
2.3.4 严格按照规范的要求,管网安装完毕后,应进行强度试验和严密性试验。对于生活给水和消防给水管道,试验压力为管道工作压力的1.5倍,并且不小于0.6MPa。强度试验是管网在试验压力下10min内,压力降不大于0.05MPa为合格。然后将试验压力缓慢降至工作乐力。经检查无渗漏.则严密性试验为合格。水压强度试验是管网在试验压力下稳压30min,压力降不大于o.05MPa为合格,而水压严密性试验应在水压强度试验和管网冲洗合格后进行,试验压力应为设计工作压力,稳压24h,无泄漏为合格。
参考文献:
[1]曾伟.浅谈建筑给排水施工中存在的问题及防治[J].建筑与工程.2010(10).
[2]张朋. 建筑给排水设计、施工中应注意的几个问题[J]. 知识经济.2010(20)
[3]刘亚东. 建筑给排水设计、施工中应注意的几个问题[J]. 黑龙江科技信息.2010(30).
【关键词】建筑给排水;设计;节能;意义
目前,随着我国建筑行业的迅速发展,建筑内部用水量不断增加,同时城市用水量也越来越大,摆在我们面前的这一问题不容忽视,因此建筑给排水节能工程是我们所面临的的问题。这就需要我们工程设计人员在设计过程中缜密研究,全方面的思考、规划,在强调供水安全可靠性的同时,还要强调水电费的节能。另外有关管理部门也要对此引起足够重视,加强建筑给排水设计中的节能措施。
一、建筑给水排水节能的意义
近年来,我国所面临的严峻问题就是水资源短缺和水环境污染,正是这一重要因素困扰着我国的国计民生,制约着我国社会经济的进步。随着缺水程度的不断加大,缺水范围也在不断扩大,我国各城市都有不同程度上的缺水现象,而且北方的一些城市每年都会遭到干旱,严重的影响了城市的正常供水。因此,面对这一现状,节约用水已成为我国的基本国策。根据《中国2l世纪议程中国2l世纪人口、环境与发展白皮书》,我国2l世纪水资源保护与可持续利用的总体目标是:“积极开发利用水资源和实行全面节约用水,以缓解目前存在的城市和农村严重缺水危机,使水资源的开发利用获得最大的经济、社会和环境效益,满足社会、经济发展对水量和水质日益增长的需求。同时在维护水资源的水文、生物和化学等方面的自然功能以及维护和改善生态环境的前提下,合理充分的利用水资源,使得建设与水资源保护同步发展。”建筑节水更是任重而道远。另外建筑给排水节能是根据功能目标、使用性能、经济效益达到预期的目的,是强调建筑整体的效益。建筑给排水的节能的意义在于降低其使用能耗、提高能源利用效率,有利于节约用水、改善设计系统的效率、保护环境。总之,水是关系到人类生存发展,要想节约城市生活用水必须搞好建筑节水。
二、节能
首先,太阳能作为大自然的产物,用之不尽、取之不竭,是节能的重要途径。太阳能水加热器是将太阳能转化成热能并将水加热的装置,其特点是结构简单,维护方便,节省燃料,运行费用低,不存在环境污染问题。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。我国大部分地区日照时间长,所以尽可能利用太阳能作住宅热水加热。然而,许多小区还只是停留在绿化和社区服务层面上,绿色环保的太阳能热水器,并未能大面积地普及推广。对此,有关专家提出建议:不妨选择新建住宅为突破口,因为目前沈城已基本上具备了利用太阳能的条件。其次节能材料的使用,如优质管材,阀门等,劣质管材容易生锈,长时间不用就会产生锈水,进而造成水污染,在用的时候只有把锈水放出来久而久之就形成了大量的浪费,并且接头处经常锈蚀,随着时间的推移,会不同程度地出现漏水渗水现象。目前生产的新型管材正好可以解决这一问题,如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管等等,并且其中一些已经得到推广和使用,并且口碑不错。另外人们在生活中使用的阀门要选择节能水的阀门。最后在建筑时卫生器具和配水器具的使用也要从节能考虑。卫生器具及配水器具位于供水系统的最终端,是水的最终使用部分,因为好的卫生器具和配水器具在节能和节水中能够产生非常大的作用,对建筑节水的效果有直接的影响。因此选用节水节能型卫生器具就显得格外重要。常用的节水设备有:“龙头”节水,水龙头是应用范围最广、数量最多的一种盥洗用水器具;淋浴节水,淋浴时因调节水温和不需水擦拭身体的时间较长,若不调节水量会浪费很多水;厕所节水,厕所冲洗设备的节水是建筑节水的重点,除了利用中水做厕所冲洗之外,目前已开发研制出许多种类的节水设备。节水节能型卫生器具和设备应进一步推广应用,其长期节水效益完全可弥补较高的初期投资。
三、新节能技术的开发
首先,给水管道中减压节流。要实现减压节能就要进行设计优化。通过控制给水系统配水点的出水压力,可以得到减压节流的效果。为了达到减压节流的效果,可以为用户提供适宜的服务水龙头,使竖向分区的水压分布更加均匀。因此,高层建筑给水系统竖向分区后,仍应注意减压节流的问题。通过在配水点前安装减压阀等措施可以避免部分供水点超压。其次,合理设计水泵的运行参数。设计中水泵的选择主要有以下几个方面:①选择高效水泵并使工况位于高效区。另外大泵的效率一般比小泵要高,设计时尽可能选则大泵。②搭配选择水泵。离心泵运行的高效区流量范围为(1?0.5)Q,建筑的用水量也是不断变化的,设计时注意选配几种大、小泵(一般不超过3种),以适应用水量的变化③优先采用变频调速水泵供水。变频调速水泵可自动调节水泵转速,避免电机频繁启动,从根本上防止能源浪费,节电率可达30%~50%。综上,水泵选型应在准确计算设计秒流量后进行,做到大小搭配,在高效区内选取合适的变频调速水泵。再次,灵活设置开水供应系统。开水供应系统现在是高层建筑都装有的,一般是在每层开水间设电开水器或燃气开水器。燃气开水器一般在供应开水量比较大的时候应用,而点开水器一般在供水少的时候用。在办公楼内,为了方便节能,可以采用小型电开水器,用户在房间就可以通电使用。最后,雨水的充分利用。雨水系统的设计,多年来很少考虑到利用,只是考虑如何有效地排放,使之白白地浪费掉,有效地利用雨水在我国有些缺水地区已经开始引起关注。雨水的利用分为直接利用和作为中水水源的间接利用。建筑物中收集雨水的一般做法是,用导管把屋顶雨水引入设置在地下的雨水沉砂池,沉淀后的雨水上清液流入储水池,再由水泵送入杂用水集中储水池,经加氯消毒后送入中水系统,水质较差的初期雨水不予利用。
总之,节能是未来社会生活中一个永恒的主题,同样建筑给排水节能技术是节约型社会所必须具备的。随着时代的发展,越来越多的人们意识到节约、节能的重要性。在建筑给排水节能设计中我们要不断创新设计,采用有效的节能措施,充分利用一些新技术实现建筑给排水的节能是我们永远的责任。
参考文献:
[1] 朴芬淑.吴昊建筑给排水 [M] 机械工业出版社2006-10-1
[2]曹京哲 建筑给排水设计中的节水节能[J]山西能源与节能2003