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(一)
1.1加強節水宣傳力度,提高廣大人民的節水意識
我國廣大人民節水意識極為淡薄,不管是鄉村農民還是城市居民,大部分都認為水資源是無窮無盡的,根本沒有必要節約。他們根本沒有意識到河流被污染、黃河斷流對全國人民的危害有多大,對經濟增長、人民生活水平的提高有多大的阻礙作用,他們每天只生活在自己狹小的空間里,對國家水資源局勢一點也不關心。為了提高群眾的節水意識,需要向全社會廣泛宣傳節水的重要性、必要性和緊迫性。使全國人民意識到“水荒”已經到來,意識到節約用水既是我們的責任又是我們的義務,爭取達到人人高度重視,個個動手節水的效果。當前世界各國也采用各種方式宣傳節約用水的重要性、迫切性,以提高市民節約用水的自覺性。日本東京為了抓好節約用水工作,建立了一整套節水宣傳體系,還將有關節約用水的內容編入教學課本;美國洛杉磯市曾動員100人做了188次節水報告,并讓7萬名中學生先后觀看了有關節水的電影;紐約市長在1981年水源緊張時發出號召:委派全市兒童都擔任該市的“副市長”監督他們的父母兄弟節約用水;新加坡的中小學課本上都加設了節水的內容和相關的節水知識,還定期進行“水危機演習”,讓國民體會無水時的痛苦。
1.2控制用水點的給水壓力,防止給水系統中出現超壓出流現象
當給水配件前的靜水壓力大于流出水頭時,其實際流量大于額定流量的現象就叫做超壓出流現象。在我國現有的建筑中,給水系統的超壓出流現象是普遍存在而且是比較嚴重的,超壓出流造成的“隱形”水量浪費在整個水資源消耗中占了很大的比重,至今依然沒有引起人們的足夠重視。我國現行的《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)和“建筑給水排水設計規范征求意見”中雖對用水設施衛生器具的給水配件和入戶支管的最大壓力做出了一定的限制性規定,但這只是從防止給水配件承壓過高會導致損壞的方面考慮的,并未從防止超壓出流這一方面考慮,因此對壓力的限制過于寬松,仍然會產生超壓出流現象。因此在給水系統中合理配置減壓裝置是將水壓控制在限值要求內、減少超壓出流的技術保障。在“規范”中,不同的衛生器具其規定的給水配件的最低工作壓力也不同,然而在實際的給水系統設計中,將不同額定工作壓力要求的給水配件設置在同一給水支管上是不可以避免的,當給水系統支管的壓力滿足了最大額定工作壓力的給水配件時,額定工作壓力小的給水配件就得到了較高的工作壓力,進而實際的出水流量將大大超過額定流量,造成不必要的水量浪費、漏水量增加的弊病,同時也容易產生水擊、噪聲和振動,從而降低了管材、管件的使用壽命。因此在超壓的給水配件前設置減壓穩定閥是值得推廣的一項節水的技術措施。另外,在分區的給水系統設計中,加壓裝置的壓力是以該區最不利管路的最不利點處衛生器具的給水配件要求的額定工作壓力為依據計算出來的,很明顯,同一分區中其他管路上的給水壓力特別是底下幾層給水配件的工作壓力肯定大大超過其額定工作壓力,其出水流量也將是額定壓力下出水流量的好幾倍,這一現象也造成了用水的大量浪費。因此,在超壓樓層的給水管起端上安裝減壓孔板、壓力調節閥或減壓閥等減壓裝置來避免供水點超壓也是必不可少的。
1.3大力推廣節水型衛生器具的使用
依靠科學技術來節約用水是建筑給水設計中最有效的節水措施之一。隨著科技的發展,越來越多的節水型衛生器具被研發出來,其中包括節水型的便器、節水型洗滌器具、節水型的淋浴器具等。節水型衛生器具是低流量或超低流量的衛生器具,節水效果極其明顯。研究表明,用其代替傳統的衛生器具可平均節省32%的生活用水。
2.1合理利用市政自來水管網的壓力
《住宅建筑規范》中已經明確規定將給水系統充分利用市政管網壓力這一措施作為一種節能條款,而且具有法律性質。市政管網在給小區供水時,本身具有一定的壓力,壓力值的大小取決于當地的具體情況。設計人員在進行設計時必須要詳細的掌握當地的市政管網壓力及水量的資料,以便確定合理的給水方案,真正達到節能的目的。然而一些設計人員只看中降低造價這一問題,而沒有考慮長遠的節能問題。為了給施工單位降低成本,設計時就盡量減少供水立管的數量,對低層部分沒有直接采用市政管網壓力供水系統,而是對整個建筑采用二次加壓供水系統,造成市政管網壓力的浪費,這是人為的浪費,是可以避免的。要想杜絕類似情況發生,國家必須出臺一些相關政策,要求設計人員及施工單位嚴格執行。
2.2采用并聯給水泵進行分區供水
采用并聯給水泵這種給水方式雖然增加了初投資,但降低了以后的運行成本,從長遠利益考慮,這種方式也是重要的節能措施之一。采用這種方式能大大減少減壓閥的設置,從而也降低了能量的浪費,需要減壓的樓層建議采用支管減壓,降低用水點的出水壓力,而不是直接在干管上總體減壓。支管減壓也是節水的重要措施之一,望設計人員在設計時能考慮一下這種減壓方式,響應國家節能節水的號召。
2.3推廣無負壓供水方式的應用
無負壓供水方式是在城市管網公共供水管道上直接裝泵抽水的方式,這種方式至今沒有得到推廣,是因為當采用這種方式供水時,往往會局部產生負壓,影響市政管網上其它用戶的用水,嚴重時會導致管網破壞。隨著無負壓供水技術的逐步完善,相信無負壓供水方式會得到逐步的推廣。傳統的二次供水方式是把有壓力的市政水儲存在水池或水箱中,使原來有壓力的水變成了無壓力的水,然后再用水泵加壓輸送自來水到用戶,這樣既不能有效利用市政管網原有的壓力,并且水泵多在低效區運行,造成了能量的浪費。在現有的供水技術條件下,如果滿足無負壓供水方式的要求,首先應該考慮采用此種方式供水,因為這種方式是在有壓力的市政管網上直接裝泵抽水,既充分的利用了市政管網的壓力又減少了傳統水池的設置,大大降低了能源的消耗。
三、結語
目前建筑節水的措施主要有:加強節水宣傳力度,提高廣大人民的節水意識,控制用戶用水點的壓力,采用節水型衛生器具等。建筑節能的措施有:充分利用市政自來水管網壓力直接供水,采用并聯給水泵進行分區供水,采用無負壓供水方式供水等。希望通過廣大專業人士的努力研究,會出現更多建筑節水節能的新措施,使我國的節水節能技術更加完善。
作者:劉彩霞 李太富 李雪萍 單位:西華大學能源與環境學院
(二)
一、充分利用市政供水壓力
在選擇供水方案時,應充分利用市政給水管網的水壓直接供水,達到節能目的,主要可從以下幾個方面考慮:1)外網水壓能滿足的層數采用直接供水方式。2)設屋頂水箱利用夜間水壓調蓄供水。3)水泵直接從室外給水管網吸水或直接從與外網連接的穩流罐吸水(需供水部門批準)。其具有如下優點:充分利用室外給水管網的水壓,減少水泵揚程,節省電耗;省去貯水池、吸水井等構筑物,節省投資,節約用地;防止水在貯水池等構筑物中的污染可能、溢水損失和避免了清洗水池的水量浪費。4)水泵從貯水池吸水時,提高貯水池標高,可以降低水泵揚程,節省電能。5)提高外網水壓利用程度。選用管內壁光滑、阻力小的管材,管件宜與管道同徑,選用阻力小的給水附件,這樣可以減少阻力損失。由生活飲用水管網直接進水的水箱,其進、出水管分開設置,由生活飲用水管網直接供水的低區管網不與高區管網相連,這樣可以避免在引入管上設置倒流防止器,提高外網水壓利用程度。
二、減壓限流
根據實測,DN15mm陶瓷閥芯水嘴靜壓P=0.37MPa全開時,流量Q=0.46L/s,為設計額定流量0.15~0.20L/s的3.07~2.3倍,因此,當用水點處供水壓力大于所需的最低工作壓力時,則可設減壓閥或減壓孔板等減壓設施進行減壓,防止超壓出流造成的水量浪費。
三、水泵節能
水泵是給水系統中的主要升壓設備,除了直接給水方式和設水箱的給水方式外,其他給水方式都需要使用水泵。水泵由電動機拖動工作,需要消耗電能,生活給水的加壓水泵是長期不停地工作的。水泵和電動機產品的工作效率對節約電能,降低運行費用起著關鍵作用,因此,選用效率高和高效運行的水泵至關重要。水泵選擇和布置應注意下列規定:1)選擇高效節能、低噪聲水泵。生產企業可通過技術改造,提高水泵的機械效率、容積效率和流動效率,達到提高總效率、節約電能的目的。2)水泵的Q~H特性曲線,應是隨流量的增大,揚程逐漸下降的曲線,避免選Q~H特性曲線帶凸形弧線的水泵,因這種泵供水壓力波動大,出流不穩定,用水時耗水量增大。3)根據管網水力計算進行選泵(即根據設計流量、揚程選泵,考慮因磨損等原因造成水泵出力下降,可按計算所得揚程H乘以1.05~1.1后選泵),水泵應在其高效區內運行,避免“大馬拉小車”,低效運行,嚴重耗能的情況。4)調速泵的選擇:按系統最大設計流量選泵,調速泵在額定轉速時的工作點應位于水泵高效區的末端(右端),因調速泵按設計秒流量選泵,工作點即為達到設計秒流量時的工況點,而一天中管網出現設計秒流量的時間是短暫的,水泵大部分時間均在低于設計秒流量的工況運行,水泵工作點位于高效區末端(右端),就能使水泵最大限度地在高效區運行,節能效果最佳;應根據水泵高效區的流量范圍與設計流量的變化范圍之間的比例關系確定水泵組的數量,水泵組宜設2~4臺主泵,并設1臺供水能力不小于最大1臺主泵的備用泵;宜配置適用于小流量工況的水泵,其流量可為1/3~1/2單臺主泵的流量,揚程應滿足配合氣壓水罐工作的要求。5)水泵機組布置時要做到管路短、配件少、吸水管和出水管順直,另外選用管內壁光滑、阻力小的管材,適當放大管徑等方法以減少管道的阻力損失和水泵揚程,這樣水泵在長期運行中可以節省大量電耗。
四、管路短而直
管線短可節省管料長度和減小沿程水頭損失;管路直可節省配件數目和減小局部水頭損失。正因為降低了總水頭損失,故還可縮小部分管段的口徑或降低加壓泵的揚程,這對于節約初期投資和經常費用(節能)均是有利的。怎樣才能使管線短而直呢?可從以下幾方面考慮:1)凡層高小、用水器具分散的建筑,宜多用豎向立管,少用橫向支管的布線方案。2)凡層高大,用水器具集中的建筑,宜多用橫向支管,少用豎向立管的布線方案。3)對于有安裝高度不同的多種用具的用水房間,其橫支管敷設高度應按多數用具的要求考慮。4)給水干管、立管應盡量靠近用水量最大設備處以減少管道轉輸流量,使大口徑管道長度最短。5)引入管從建筑物用水量最大處或建筑物中部引入。
五、節水器具
開展節水工作,應大力推廣使用節水器具。節水器具是指低流量或超低流量的衛生器具,與同類器具相比具有顯著節水功能,如:1)陶瓷芯片節水龍頭,據有關統計和實驗表明,陶瓷閥芯節水龍頭和普通水龍頭在同一壓力下,全開時前者出流量為后者出流量的1/2~1/3,具有明顯的節水效果。2)延時自閉水龍頭,延時自閉式水龍頭主要用于旅館、集體宿舍等公共場所洗手間,使用時將按鈕下壓,每次開啟持續一定時間后,靠水壓力及彈簧的增壓而自動關閉水流,能夠有效避免“長流水”現象,節約用水。3)自動控制水龍頭,利用光電元件控制啟閉,使用時手放在水龍頭下,擋住了光電元件即開啟放水,使用完畢,手離開龍頭即關閉停水,實現了無接觸操作,清潔衛生可防止疾病的傳染,且節約用水,常用于公共場所衛生間。4)沖洗水箱,在住宅建筑中推廣6L沖洗水量的大便器,與原使用9L沖洗水箱相比,每人每天約節約用水18L,采用大小便分檔的沖洗水箱(沖洗小便時,沖洗水量不大于4.5L,沖洗大便時,沖洗水量不大于6L),每人每天約節約用水25.5L。在日本很多家庭使用帶洗手龍頭的水箱,水箱蓋上設置一個漏斗,洗手用的廢水全部流入水箱,回用于沖廁,節約用水。5)小便器感應式沖洗閥,小便器感應式沖洗閥在離開使用狀態后,定時會自動斷水,用于公共場所的衛生間時,不僅節水而且衛生。
六、結語
除繼續探索和研究節能節水的新措施外,還有賴于有關部門的大力宣傳,使人們都具有節能節水的實際行動,如用水龍頭洗手,龍頭全開時水量明顯偏大,龍頭開啟度小一些,可節約大量用水,愿人人都來做節能節水的工作。
作者:羅鵬飛 李冬梅 鄭冰 鄭偉浩 單位:廣東工業大學