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(一)
1.1加强节水宣传力度,提高广大人民的节水意识
我国广大人民节水意识极为淡薄,不管是乡村农民还是城市居民,大部分都认为水资源是无穷无尽的,根本没有必要节约。他们根本没有意识到河流被污染、黄河断流对全国人民的危害有多大,对经济增长、人民生活水平的提高有多大的阻碍作用,他们每天只生活在自己狭小的空间里,对国家水资源局势一点也不关心。为了提高群众的节水意识,需要向全社会广泛宣传节水的重要性、必要性和紧迫性。使全国人民意识到“水荒”已经到来,意识到节约用水既是我们的责任又是我们的义务,争取达到人人高度重视,个个动手节水的效果。当前世界各国也采用各种方式宣传节约用水的重要性、迫切性,以提高市民节约用水的自觉性。日本东京为了抓好节约用水工作,建立了一整套节水宣传体系,还将有关节约用水的内容编入教学课本;美国洛杉矶市曾动员100人做了188次节水报告,并让7万名中学生先后观看了有关节水的电影;纽约市长在1981年水源紧张时发出号召:委派全市儿童都担任该市的“副市长”监督他们的父母兄弟节约用水;新加坡的中小学课本上都加设了节水的内容和相关的节水知识,还定期进行“水危机演习”,让国民体会无水时的痛苦。
1.2控制用水点的给水压力,防止给水系统中出现超压出流现象
当给水配件前的静水压力大于流出水头时,其实际流量大于额定流量的现象就叫做超压出流现象。在我国现有的建筑中,给水系统的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的,超压出流造成的“隐形”水量浪费在整个水资源消耗中占了很大的比重,至今依然没有引起人们的足够重视。我国现行的《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)和“建筑给水排水设计规范征求意见”中虽对用水设施卫生器具的给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制性规定,但这只是从防止给水配件承压过高会导致损坏的方面考虑的,并未从防止超压出流这一方面考虑,因此对压力的限制过于宽松,仍然会产生超压出流现象。因此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。在“规范”中,不同的卫生器具其规定的给水配件的最低工作压力也不同,然而在实际的给水系统设计中,将不同额定工作压力要求的给水配件设置在同一给水支管上是不可以避免的,当给水系统支管的压力满足了最大额定工作压力的给水配件时,额定工作压力小的给水配件就得到了较高的工作压力,进而实际的出水流量将大大超过额定流量,造成不必要的水量浪费、漏水量增加的弊病,同时也容易产生水击、噪声和振动,从而降低了管材、管件的使用寿命。因此在超压的给水配件前设置减压稳定阀是值得推广的一项节水的技术措施。另外,在分区的给水系统设计中,加压装置的压力是以该区最不利管路的最不利点处卫生器具的给水配件要求的额定工作压力为依据计算出来的,很明显,同一分区中其他管路上的给水压力特别是底下几层给水配件的工作压力肯定大大超过其额定工作压力,其出水流量也将是额定压力下出水流量的好几倍,这一现象也造成了用水的大量浪费。因此,在超压楼层的给水管起端上安装减压孔板、压力调节阀或减压阀等减压装置来避免供水点超压也是必不可少的。
1.3大力推广节水型卫生器具的使用
依靠科学技术来节约用水是建筑给水设计中最有效的节水措施之一。随着科技的发展,越来越多的节水型卫生器具被研发出来,其中包括节水型的便器、节水型洗涤器具、节水型的淋浴器具等。节水型卫生器具是低流量或超低流量的卫生器具,节水效果极其明显。研究表明,用其代替传统的卫生器具可平均节省32%的生活用水。
2.1合理利用市政自来水管网的压力
《住宅建筑规范》中已经明确规定将给水系统充分利用市政管网压力这一措施作为一种节能条款,而且具有法律性质。市政管网在给小区供水时,本身具有一定的压力,压力值的大小取决于当地的具体情况。设计人员在进行设计时必须要详细的掌握当地的市政管网压力及水量的资料,以便确定合理的给水方案,真正达到节能的目的。然而一些设计人员只看中降低造价这一问题,而没有考虑长远的节能问题。为了给施工单位降低成本,设计时就尽量减少供水立管的数量,对低层部分没有直接采用市政管网压力供水系统,而是对整个建筑采用二次加压供水系统,造成市政管网压力的浪费,这是人为的浪费,是可以避免的。要想杜绝类似情况发生,国家必须出台一些相关政策,要求设计人员及施工单位严格执行。
2.2采用并联给水泵进行分区供水
采用并联给水泵这种给水方式虽然增加了初投资,但降低了以后的运行成本,从长远利益考虑,这种方式也是重要的节能措施之一。采用这种方式能大大减少减压阀的设置,从而也降低了能量的浪费,需要减压的楼层建议采用支管减压,降低用水点的出水压力,而不是直接在干管上总体减压。支管减压也是节水的重要措施之一,望设计人员在设计时能考虑一下这种减压方式,响应国家节能节水的号召。
2.3推广无负压供水方式的应用
无负压供水方式是在城市管网公共供水管道上直接装泵抽水的方式,这种方式至今没有得到推广,是因为当采用这种方式供水时,往往会局部产生负压,影响市政管网上其它用户的用水,严重时会导致管网破坏。随着无负压供水技术的逐步完善,相信无负压供水方式会得到逐步的推广。传统的二次供水方式是把有压力的市政水储存在水池或水箱中,使原来有压力的水变成了无压力的水,然后再用水泵加压输送自来水到用户,这样既不能有效利用市政管网原有的压力,并且水泵多在低效区运行,造成了能量的浪费。在现有的供水技术条件下,如果满足无负压供水方式的要求,首先应该考虑采用此种方式供水,因为这种方式是在有压力的市政管网上直接装泵抽水,既充分的利用了市政管网的压力又减少了传统水池的设置,大大降低了能源的消耗。
三、结语
目前建筑节水的措施主要有:加强节水宣传力度,提高广大人民的节水意识,控制用户用水点的压力,采用节水型卫生器具等。建筑节能的措施有:充分利用市政自来水管网压力直接供水,采用并联给水泵进行分区供水,采用无负压供水方式供水等。希望通过广大专业人士的努力研究,会出现更多建筑节水节能的新措施,使我国的节水节能技术更加完善。
作者:刘彩霞 李太富 李雪萍 单位:西华大学能源与环境学院
(二)
一、充分利用市政供水压力
在选择供水方案时,应充分利用市政给水管网的水压直接供水,达到节能目的,主要可从以下几个方面考虑:1)外网水压能满足的层数采用直接供水方式。2)设屋顶水箱利用夜间水压调蓄供水。3)水泵直接从室外给水管网吸水或直接从与外网连接的稳流罐吸水(需供水部门批准)。其具有如下优点:充分利用室外给水管网的水压,减少水泵扬程,节省电耗;省去贮水池、吸水井等构筑物,节省投资,节约用地;防止水在贮水池等构筑物中的污染可能、溢水损失和避免了清洗水池的水量浪费。4)水泵从贮水池吸水时,提高贮水池标高,可以降低水泵扬程,节省电能。5)提高外网水压利用程度。选用管内壁光滑、阻力小的管材,管件宜与管道同径,选用阻力小的给水附件,这样可以减少阻力损失。由生活饮用水管网直接进水的水箱,其进、出水管分开设置,由生活饮用水管网直接供水的低区管网不与高区管网相连,这样可以避免在引入管上设置倒流防止器,提高外网水压利用程度。
二、减压限流
根据实测,DN15mm陶瓷阀芯水嘴静压P=0.37MPa全开时,流量Q=0.46L/s,为设计额定流量0.15~0.20L/s的3.07~2.3倍,因此,当用水点处供水压力大于所需的最低工作压力时,则可设减压阀或减压孔板等减压设施进行减压,防止超压出流造成的水量浪费。
三、水泵节能
水泵是给水系统中的主要升压设备,除了直接给水方式和设水箱的给水方式外,其他给水方式都需要使用水泵。水泵由电动机拖动工作,需要消耗电能,生活给水的加压水泵是长期不停地工作的。水泵和电动机产品的工作效率对节约电能,降低运行费用起着关键作用,因此,选用效率高和高效运行的水泵至关重要。水泵选择和布置应注意下列规定:1)选择高效节能、低噪声水泵。生产企业可通过技术改造,提高水泵的机械效率、容积效率和流动效率,达到提高总效率、节约电能的目的。2)水泵的Q~H特性曲线,应是随流量的增大,扬程逐渐下降的曲线,避免选Q~H特性曲线带凸形弧线的水泵,因这种泵供水压力波动大,出流不稳定,用水时耗水量增大。3)根据管网水力计算进行选泵(即根据设计流量、扬程选泵,考虑因磨损等原因造成水泵出力下降,可按计算所得扬程H乘以1.05~1.1后选泵),水泵应在其高效区内运行,避免“大马拉小车”,低效运行,严重耗能的情况。4)调速泵的选择:按系统最大设计流量选泵,调速泵在额定转速时的工作点应位于水泵高效区的末端(右端),因调速泵按设计秒流量选泵,工作点即为达到设计秒流量时的工况点,而一天中管网出现设计秒流量的时间是短暂的,水泵大部分时间均在低于设计秒流量的工况运行,水泵工作点位于高效区末端(右端),就能使水泵最大限度地在高效区运行,节能效果最佳;应根据水泵高效区的流量范围与设计流量的变化范围之间的比例关系确定水泵组的数量,水泵组宜设2~4台主泵,并设1台供水能力不小于最大1台主泵的备用泵;宜配置适用于小流量工况的水泵,其流量可为1/3~1/2单台主泵的流量,扬程应满足配合气压水罐工作的要求。5)水泵机组布置时要做到管路短、配件少、吸水管和出水管顺直,另外选用管内壁光滑、阻力小的管材,适当放大管径等方法以减少管道的阻力损失和水泵扬程,这样水泵在长期运行中可以节省大量电耗。
四、管路短而直
管线短可节省管料长度和减小沿程水头损失;管路直可节省配件数目和减小局部水头损失。正因为降低了总水头损失,故还可缩小部分管段的口径或降低加压泵的扬程,这对于节约初期投资和经常费用(节能)均是有利的。怎样才能使管线短而直呢?可从以下几方面考虑:1)凡层高小、用水器具分散的建筑,宜多用竖向立管,少用横向支管的布线方案。2)凡层高大,用水器具集中的建筑,宜多用横向支管,少用竖向立管的布线方案。3)对于有安装高度不同的多种用具的用水房间,其横支管敷设高度应按多数用具的要求考虑。4)给水干管、立管应尽量靠近用水量最大设备处以减少管道转输流量,使大口径管道长度最短。5)引入管从建筑物用水量最大处或建筑物中部引入。
五、节水器具
开展节水工作,应大力推广使用节水器具。节水器具是指低流量或超低流量的卫生器具,与同类器具相比具有显著节水功能,如:1)陶瓷芯片节水龙头,据有关统计和实验表明,陶瓷阀芯节水龙头和普通水龙头在同一压力下,全开时前者出流量为后者出流量的1/2~1/3,具有明显的节水效果。2)延时自闭水龙头,延时自闭式水龙头主要用于旅馆、集体宿舍等公共场所洗手间,使用时将按钮下压,每次开启持续一定时间后,靠水压力及弹簧的增压而自动关闭水流,能够有效避免“长流水”现象,节约用水。3)自动控制水龙头,利用光电元件控制启闭,使用时手放在水龙头下,挡住了光电元件即开启放水,使用完毕,手离开龙头即关闭停水,实现了无接触操作,清洁卫生可防止疾病的传染,且节约用水,常用于公共场所卫生间。4)冲洗水箱,在住宅建筑中推广6L冲洗水量的大便器,与原使用9L冲洗水箱相比,每人每天约节约用水18L,采用大小便分档的冲洗水箱(冲洗小便时,冲洗水量不大于4.5L,冲洗大便时,冲洗水量不大于6L),每人每天约节约用水25.5L。在日本很多家庭使用带洗手龙头的水箱,水箱盖上设置一个漏斗,洗手用的废水全部流入水箱,回用于冲厕,节约用水。5)小便器感应式冲洗阀,小便器感应式冲洗阀在离开使用状态后,定时会自动断水,用于公共场所的卫生间时,不仅节水而且卫生。
六、结语
除继续探索和研究节能节水的新措施外,还有赖于有关部门的大力宣传,使人们都具有节能节水的实际行动,如用水龙头洗手,龙头全开时水量明显偏大,龙头开启度小一些,可节约大量用水,愿人人都来做节能节水的工作。
作者:罗鹏飞 李冬梅 郑冰 郑伟浩 单位:广东工业大学