董艷

摘 要：隨著人口的數(shù)量的攀升和經(jīng)濟的快速發(fā)展，水能源匱乏已經(jīng)成為一個全球性問題，水能源供應(yīng)緊張不僅嚴(yán)重制約了經(jīng)濟的發(fā)展，對于人們的生活也將構(gòu)成巨大的危險。由于建筑水資源能耗約占整個社會能耗的1/3，因此建筑節(jié)能節(jié)水就顯得尤為重要。本文通過對高層建筑給水系統(tǒng)水量損失的現(xiàn)狀進行分析，并結(jié)合當(dāng)前高層建筑給水工程中存在的問題，提出了針對高層建筑給水系統(tǒng)節(jié)能和優(yōu)化設(shè)計的一些建議，希望對今后高層建筑給水系統(tǒng)施工優(yōu)化上提供一些有益的幫助，從而降低高層建筑水能量的浪費，節(jié)約能源，促進生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高層建筑；給水系統(tǒng)；節(jié)能；優(yōu)化設(shè)計

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，高層建筑的高度和層數(shù)也跟著不斷增加，需要的能耗也更是屢創(chuàng)新高，這就給建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計施工提出了新的技術(shù)要求。高層建筑給水系統(tǒng)無論是在設(shè)計的深度上還是在技術(shù)的廣度上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般的建筑給水，高層建筑給水系統(tǒng)中的加壓系統(tǒng)就極具代表性，其節(jié)能前景十分廣闊。在過去的給水設(shè)計中涉及節(jié)能的內(nèi)容很少，較為專業(yè)的節(jié)能措施也只是停留在依靠節(jié)水型衛(wèi)生器具方面，但隨著科技的不斷發(fā)展和人們對于節(jié)約能源意識的不斷增強，國家對于節(jié)能也越來越重視，一系列節(jié)能規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的出臺，給水節(jié)能方面提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。但同時我們也應(yīng)當(dāng)清醒的看到，在高層建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能和優(yōu)化方面有不少問題還沒有得到有效的解決，這就需要我們進一步研究和完善給水系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，為水能源的節(jié)約以及高效利用做出一些的貢獻。

1 高層建筑給水系統(tǒng)水量損失現(xiàn)狀

1.1 超壓出流現(xiàn)象不可避免，造成多種能源浪費

簡單來說，超壓出流現(xiàn)象就是指當(dāng)給水配件前的壓力大于最低工作壓力時，給水配件在單位時間內(nèi)的出水量超過額定流量的現(xiàn)象。一般為了滿足高層建筑的供水需求，超壓出流現(xiàn)象是必然存在的。超壓出流不但會破壞給水系統(tǒng)中水量的正常分配，還可能引起管道連接處松動造成漏水。高層建筑供水還必須通過水泵提供，超壓出流可能加大水泵工作的壓力，又會造成電能的浪費。

1.2 給水管道及配套設(shè)備損壞導(dǎo)致的水能源浪費

一方面管道及配件老化、破損會直接導(dǎo)致水量的損耗，尤其是埋在地下的管道，一旦破裂漏水都不容易被發(fā)現(xiàn)，造成大量水能源的浪費。另一方面管道和配件不合理的使用，容易造成流量大于需要量的情況，造成浪費。

1.3 給水方式選擇不合理導(dǎo)致的水能源浪費

給水分區(qū)不合理，給水方式選擇不合理以及水泵機組選擇不合理都會在不同程度上造成水能源的浪費，其中以水泵機組選擇不合理所造成的資源浪費最為嚴(yán)重，不僅會造成水資源的流失同時會造成電力資源的浪費，這一點在今后的設(shè)計中必須引起重視。

2 高層建筑給水系統(tǒng)節(jié)能及優(yōu)化的方向

（1）要在解決高層建筑給水系統(tǒng)超壓出流問題的同時考慮投資成本的增加，采用的優(yōu)化設(shè)計要既節(jié)能又經(jīng)濟。如何降低設(shè)計成本的同時還能達到良好的節(jié)能環(huán)保效果是高層建筑給水系統(tǒng)優(yōu)化的重要方向。

（2）要重視節(jié)水、節(jié)能的給水設(shè)備及附件的研發(fā)和應(yīng)用，低成本高效能的新型管道材料的研發(fā)和應(yīng)用需要進一步推廣。

（3）面對高層建筑給水條件以及環(huán)境的變化，采用何種給水方式更為經(jīng)濟和節(jié)能，如何設(shè)計更為合理的給水系統(tǒng)來滿足人們不斷增長的用水需求，是設(shè)計工作者研究的方向。

（4）給水系統(tǒng)的節(jié)能還需要綜合利用市政水壓，具體需要采取怎樣的方式才能更為合理的利用這部分能源需要根據(jù)具體得到情況再進行設(shè)計研究。

（5）利用計算機等高新科技對管網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計，將高層建筑給水系統(tǒng)和水利管網(wǎng)中的其他設(shè)施進行合理的配置和優(yōu)化利用，以達到節(jié)水節(jié)能的目的。

3 高層建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能以及優(yōu)化設(shè)計研究

隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，對建筑給水技術(shù)提出更高的要求是必然趨勢，為了更好的適應(yīng)和推動高層建筑的發(fā)展，就必須不斷改進和提高高層建筑給水技術(shù)，使高層建筑給水技術(shù)水平得到更高層次的提升。

3.1 給水系統(tǒng)優(yōu)化

（1）高層建筑給水系統(tǒng)的合理分區(qū)。各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa。水壓大于0.35MPa的入戶管，最好設(shè)置減壓或調(diào)壓設(shè)施，減壓閥設(shè)定壓力最好在0.15MPa左右，如不需設(shè)置減壓閥層，壓力設(shè)定最好在0.15～0.35MPa之間。

（2）減壓閥的設(shè)置。減壓閥前應(yīng)當(dāng)設(shè)有控制閥、過濾網(wǎng)和壓力表，減壓閥后應(yīng)當(dāng)設(shè)有壓力表和控制閥，減壓閥的設(shè)置部位最好便于查看和維修。給水分區(qū)用減壓閥應(yīng)當(dāng)兩組并聯(lián)設(shè)置，且不設(shè)置其他通管。

（3）減壓閥的選擇。給水豎向分區(qū)可以采用可調(diào)式減壓閥或者比例式減壓閥。人戶管或配水支管減壓時，最宜采用可調(diào)式減壓閥，減壓閥的閥前后壓差不應(yīng)大于0.4MPa，要求安靜的場所不應(yīng)大于0.3MPa，而采用比例式減壓閥時減壓比例最好小于4：1。

3.2 節(jié)能的給水方式

（1）直接給水方式。直接給水是最經(jīng)濟、最簡單的給水方式，優(yōu)點是從室外給水管網(wǎng)直接給水可以充分利用室外管網(wǎng)的壓力，節(jié)約能源。缺點是系統(tǒng)內(nèi)部沒有水量貯備設(shè)施，一旦室外管網(wǎng)停水室內(nèi)也會立即斷水。當(dāng)室外管網(wǎng)的水壓和水量能夠長時間滿足室內(nèi)建筑要求并且建筑內(nèi)部給水沒有其他特殊要求的可以采用直接給水的方式。

（2）氣壓給水方式。優(yōu)點是不要求設(shè)置高位水箱，設(shè)置位置較為自由不受限制，封閉性好，水質(zhì)不易受到污染并且有貯水能力。缺點是占用空間較大，水壓波動頻繁，水泵平均效率較低，給水安全性能不強，能耗較大。當(dāng)室外給水管網(wǎng)壓力不能滿足建筑內(nèi)部給水管網(wǎng)所需水壓，室內(nèi)用水不均勻并且不合適設(shè)置高位水箱的情況下可以采用氣壓給水方式。

（3）變頻調(diào)速泵給水方式。優(yōu)點是升壓設(shè)備集中設(shè)置便于維修和管理，不再需要水箱節(jié)約空間的占用，給水自稱系統(tǒng)、互補影響，給水安全性能較高。缺點是總壓水線長，設(shè)備維修較為復(fù)雜，維修成本也比較高。高層建筑給水多用此種方式。

（4）水泵、水箱聯(lián)合給水方式。優(yōu)點是水泵能夠及時向水箱給水，可以縮小水箱的容積，水泵的出水量也比較穩(wěn)定，能夠保持高效運行。缺點是系統(tǒng)復(fù)雜，管理繁瑣，投資較大，并且水箱給水容易造成二次污染而影響水質(zhì)。如果對用水質(zhì)量和健康有較高的要求則不提倡采用水泵、水箱聯(lián)合給水的方式。

上述四種給水方式各有利弊，在具體工程設(shè)計當(dāng)中，考慮節(jié)能節(jié)水的同時，還需要兼顧其他因素。因此要結(jié)合建筑物提供的條件、用水特點等因素綜合考慮選用合理的給水方式。其實我們可以通過技術(shù)來突破各種給水方式的弊端，綜合運用各種給水方式的有點，采用高位水箱加變頻調(diào)速泵的給水方式，這樣既可以保證給水的穩(wěn)定與安全，又可以保證供水質(zhì)量。

3.3 給水設(shè)備的優(yōu)化

（1）變頻調(diào)速水泵（組）的選型和搭配

在變頻調(diào)速水泵的選擇方面，應(yīng)當(dāng)選配比轉(zhuǎn)數(shù)較為適中，效率高，配備電動機功率相對小的水泵。在變頻調(diào)速水泵的搭配方面，應(yīng)當(dāng)根據(jù)主泵高效區(qū)的流量范圍與設(shè)流量的變化范圍之間的比例關(guān)系確定水泵組的數(shù)量，水泵組一般設(shè)主泵2～4臺，同時要準(zhǔn)備一臺給水能力不小于最大一臺主泵的備用泵。恒壓給水時可以采用同一型號主泵，變壓給水時可以采用不同型號的主泵。多臺泵組的情況下既可以采用單臺變頻，其余工頻的方式運行，也可采用兩臺或多臺變頻的方式運行。

（2）節(jié)水器材的使用

采用節(jié)水器材不僅節(jié)水還可以達到節(jié)能的效果，例如：大、小便器可以采用節(jié)水型產(chǎn)品，坐便器水箱容積可以限制在6升以下；水池、水箱溢流水位均設(shè)報警裝置，以防止器材故障時長時間溢水；衛(wèi)生間同時可以采用紅外感應(yīng)出水裝置，便于節(jié)水節(jié)能。當(dāng)然節(jié)水器材的使用也要根據(jù)具體情況來設(shè)置，節(jié)水節(jié)能是一方面，便于使用才是目的，盲目使用節(jié)能器材而忽視實用性也是一種無形的資源浪費。

（3）清潔能源的有效利用

太陽能是公認(rèn)的清潔能源，也是當(dāng)下利用率較高的能源種類，采用太陽能作為熱源供應(yīng)生活熱水已經(jīng)成為一項節(jié)能新技術(shù)并得到了廣泛的應(yīng)用。特別是高層建筑的給水系統(tǒng)，在綜合考慮技術(shù)因素和經(jīng)濟性能的前提下，增加太陽能能源利用也是一個不錯的選擇。

3.4 突出高層建筑本身的節(jié)水功能

建筑自身節(jié)水功能體現(xiàn)在家庭廢水的回收和雨水的收集利用上，通過回收廢水的再利用和自然雨水的再利用可以形成一個綠色管網(wǎng)，既可以節(jié)約水資源減輕居民水費壓力，同時還可以減輕市政管網(wǎng)壓力。

4 結(jié)束語

當(dāng)前水資源匱乏形勢緊迫，節(jié)水節(jié)能勢在必行，因而科技節(jié)水、科學(xué)用水才是建筑節(jié)水的有效途徑。高層建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能及優(yōu)化設(shè)計前景還是令人欣喜的，在實踐應(yīng)用中還需要不斷摸索，使節(jié)水節(jié)能的理念推廣并應(yīng)用到每一個環(huán)節(jié)，促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]鄧雙黔.高層建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能及優(yōu)化設(shè)計研究.中華民居（下月刊）[J].2013（2）.

[2]何英.淺談高層建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計.科技與企業(yè)[J].2012（6）.

[3]王玨，朱志峰.高層建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能與優(yōu)化.科技信息[J].2011（4）.

[4]曹楊.高層建筑給水系統(tǒng)的節(jié)能及優(yōu)化設(shè)計研究.西華大學(xué)[D].2010.

[5]黃婷.高層建筑洪水系統(tǒng)節(jié)能研究.天津大學(xué)[D].2011.

[6]雷燕.高層建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計要求.科技創(chuàng)新與應(yīng)用[J].2012（10）.