王亞清

我國(guó)是資源匱乏和能耗較高的國(guó)家,但國(guó)家發(fā)展離不開資源,為此我們?cè)诩訌?qiáng)資源建設(shè)的同時(shí),要最大限度地節(jié)約資源,大力降低能耗。建筑行業(yè)是資源使用和能耗較多的一個(gè)行業(yè),因而有必要從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能降耗。

1 當(dāng)前城市施工臨時(shí)生產(chǎn)給水的常規(guī)做法及存在問(wèn)題

當(dāng)前,城市施工臨時(shí)生產(chǎn)給水常規(guī)做法是:將市政自來(lái)水引入水箱,之后通過(guò)加壓水泵將水送入施工現(xiàn)場(chǎng)高區(qū),主要設(shè)備包括低位水箱、水泵;施工現(xiàn)場(chǎng)低區(qū)由市政水直接引入。

存在的問(wèn)題:考慮到施工生產(chǎn)用水時(shí)間不確定性,一旦進(jìn)入高區(qū)結(jié)構(gòu)和裝修施工時(shí)期,加壓泵就必須常開,用電能耗巨大;施工生產(chǎn)用水全部使用市政水。

2 節(jié)能和節(jié)水技術(shù)

1)常規(guī)做法基礎(chǔ)上增設(shè)氣壓罐對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)高區(qū)自動(dòng)供水的技術(shù)。主要設(shè)備包括帶電接點(diǎn)壓力表的氣壓罐、低位水箱、水泵和控制電源箱。水泵將水加壓到管網(wǎng)和氣壓罐(一般采用隔膜型),當(dāng)管網(wǎng)及氣壓罐壓力達(dá)到上限壓力值時(shí),由氣壓罐上的電接點(diǎn)壓力表控制停泵,之后由氣壓罐給管網(wǎng)供水;當(dāng)管網(wǎng)及氣壓罐壓力小于下限值時(shí),由氣壓罐上的電接點(diǎn)壓力表控制起泵,向氣壓罐和管網(wǎng)供水,周而復(fù)始地自動(dòng)進(jìn)行。這種方法可以減少水泵的運(yùn)行時(shí)間,節(jié)約用電,節(jié)能降耗。同時(shí)在結(jié)構(gòu)施工期間,該表的壓力上、下限值可以隨著進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整,一定程度上也能節(jié)能降耗。

2)當(dāng)工程附近有更高建筑或更高的地形可以利用時(shí),我們可以考慮采用高位水箱進(jìn)行自動(dòng)供水技術(shù)。主要設(shè)備包括帶液位控制器的高位水箱、低位水箱、水泵和控制電源箱。將帶液位控制器的高位水箱設(shè)于上述高位,通過(guò)常規(guī)做法的加壓系統(tǒng)自動(dòng)控制把水供入高位水箱,然后再向高區(qū)供水。其原理主要是通過(guò)高位水箱內(nèi)已設(shè)定水位的液位控制器控制水泵的自動(dòng)啟停,當(dāng)高位水箱水位達(dá)到低位時(shí),通過(guò)液位控制器能接通電源,水泵運(yùn)轉(zhuǎn)向高位水箱補(bǔ)水;當(dāng)高位水箱水位達(dá)到高位時(shí),通過(guò)液位控制器能斷開電源,水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這種方法,同樣可以減少水泵的運(yùn)行時(shí)間,節(jié)約用電,節(jié)能降耗,運(yùn)行效果比氣壓罐技術(shù)好。

3)當(dāng)工程附近有河流、池塘、深水井等且其水源可以用于施工時(shí),我們可以采用以下技術(shù)。在非軟土地區(qū)施工時(shí),我們可以采用氣壓罐自動(dòng)供水的方式。主要設(shè)備有潛水泵或深井泵、帶電接點(diǎn)壓力表的氣壓罐和控制電源箱。其原理與1)所述是一樣的,也是通過(guò)電接點(diǎn)壓力表自動(dòng)控制水泵啟停來(lái)節(jié)約水泵運(yùn)行時(shí)間,節(jié)約用電,節(jié)能降耗。另外我們采用自然水而非市政自來(lái)水,節(jié)能降耗效果更明顯。

在軟土地區(qū)施工時(shí),常常需要澆筑灌注樁。根據(jù)工藝,打樁時(shí)只要將水供至打樁處清水池里即可,而其他用水跟非軟土地區(qū)一樣,因此,我們可以在采用氣壓罐自動(dòng)供水的方式上增加另一套系統(tǒng),主要包括增加低揚(yáng)程潛水泵、帶液位控制器的水箱和控制電源箱,臨時(shí)給水示意圖見圖1。其原理已在2)中敘述,其效果與采用氣壓罐自動(dòng)供水一樣。

4)當(dāng)工程因有地下室需要基坑降水時(shí),一般情況下,降水所抽水被排至市政雨水管道中,白白浪費(fèi),此時(shí)我們可以考慮利用降水所抽水用于生產(chǎn)。基本做法是將所抽水從水箱高位常壓引入水箱,通過(guò)加壓泵將水壓入現(xiàn)場(chǎng)。

3 節(jié)能和節(jié)水技術(shù)應(yīng)用效果分析

以一個(gè)工程為例:北京地區(qū)某建筑群工程高83 m,建筑面積28萬(wàn)m2,工期2年?；炷良s240 000 m3,磚約25 000 m3,用磚約17 091千塊,抹灰面積約300 000 m2,上水管道約90 000 m,下水約21 000 m。施工用水費(fèi)C水單=6.1元/t,施工用電費(fèi)平均約為C電單=1元/度。為了分析方便,我們假定低區(qū)供水也由高區(qū)供給。根據(jù)工程情況,考慮臨時(shí)消防要求,水泵揚(yáng)程為 H=110 m,流量Q=15 L/s=54 m3/h,功率P=30 kW?？紤]到前期準(zhǔn)備工作和節(jié)假日等,加壓泵運(yùn)行時(shí)間約一年半。

1)工地施工生產(chǎn)用水量可按下式計(jì)算:

用水量:

其中,G為施工工程用水量,L;K1為未預(yù)計(jì)的施工用水系數(shù),取1.15;K2為用水不均衡系數(shù),取1.50;Q1為有效工作量(以實(shí)行計(jì)量單位表示);N1為施工用水定額,見表1。

表1 施工用水量(N1)定額 L

用水量 G=1.15×1.5×[(250+300+15)×240 000+25 000×250+17 091×250+300 000×30+90 000×98+21 000×1 130]/1 000=323 735.5 t。

最后計(jì)算出的總用水量還要增加10%,以補(bǔ)償不可避免的水管漏水損失。最終,用水量為 G1=356 109 000 kg。

2)采用市政水水費(fèi):C水=G1×C水單=356 109×6.1=2 172 265元。

3)各種節(jié)能和節(jié)水技術(shù)應(yīng)用成本分析。

a.采用常規(guī)做法時(shí)。

初投資:18 m3水箱1座:10 000元,水泵 2臺(tái):15 000×2=30 000元,由于給水泵房加壓系統(tǒng)附件基本相似(包括傳統(tǒng)配電箱),故統(tǒng)一不進(jìn)行計(jì)算。故 C1初=10 000+30 000=40 000元。

運(yùn)行費(fèi):C1運(yùn)=P×T×C電單=30×24×540=388 800元。

總費(fèi)用:C1總=C1初+C1運(yùn)=40000+388 800=428 800 元。

b.采用常規(guī)做法基礎(chǔ)上增設(shè)氣壓罐的方式。

初投資:氣壓罐:30 000元,電源箱增加啟?？刂圃?2 000元。故 C2初=C1初+30 000+2 000=72 000元。

運(yùn)行費(fèi):1 J=0.10 204 kgf.m,1度電=3 600 000 J,水泵效率一般在 0.6左右,故 C2運(yùn)=G1×H×C電單/(0.102 04×0.6×3 600 000)=356 109 000×110×1/(0.102 04×0.6×3 600 000)=177 726元。

總費(fèi)用:C2總=C2初+C2運(yùn)=72000+177 726=249 726 元。

節(jié)省率:(C2總-C1總)/C1總×100%=41.8%。

c.采用高低位水箱時(shí)。

初投資:18 m3高位水箱(含液位控制器、配套管線、保溫):45 000元,電源箱增加啟?？刂圃?2 000元。故 C3初=C1初+45 000+2 000=87 000元。

運(yùn)行費(fèi):C3運(yùn)同b.。

總費(fèi)用:C3總=C3初+C3運(yùn)=87 000+177 726=264 726 元。

節(jié)省率:(C3總-C1總)/C1總×100%=38.3%。

d.有河流、池塘、深水井時(shí),所采用的技術(shù)顯而易見費(fèi)用低多了。與b.相比,初投資省了一座水箱,運(yùn)行成本相同,另外節(jié)約水費(fèi)。假定處于軟土地區(qū),打樁用水量很大,顯而易見費(fèi)用更省。

e.當(dāng)有基坑降水利用時(shí),若采用常規(guī)方法加壓,初投資和運(yùn)行成本基本相同,但水費(fèi)節(jié)約不少。若采用其他方式供水,很明顯費(fèi)用節(jié)省更多。

通過(guò)上述分析可得,第2點(diǎn)1),2)技術(shù)均采用市政水,無(wú)節(jié)水,但在初投資和運(yùn)行費(fèi)上節(jié)能效果明顯;3),4)采用自然水,有明顯節(jié)水,且在初投資和運(yùn)行費(fèi)上節(jié)能效果明顯;節(jié)水所省費(fèi)用比節(jié)能所省費(fèi)用多很多。因此,上述節(jié)能和節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用效果是很好的,而且利用降水和自然水的技術(shù)效果更好。