周圣厚

（武漢科達監(jiān)理咨詢有限公司，湖北 武漢 430070）

房屋建筑中的水電安裝節(jié)能技術(shù)主要包括節(jié)能給排水安裝技術(shù)與電力管線、電氣設(shè)備及照明設(shè)施安裝技術(shù)。我國目前部分建筑企業(yè)仍沿用傳統(tǒng)的安裝技術(shù)模式，不僅會造成大量水資源與電力資源的浪費，也會給自然生態(tài)環(huán)境帶來嚴重污染。新環(huán)境背景下，當(dāng)前各種新型節(jié)能技術(shù)與新型材料的出現(xiàn)，在水電安裝領(lǐng)域的應(yīng)用頻率越來越高，綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的效果逐步突顯，水電安裝節(jié)能技術(shù)在房屋建筑中的應(yīng)用也得到普遍推廣，從而達到理想的應(yīng)用效果。

1 水電安裝節(jié)能技術(shù)在房屋建筑中的重要作用

1.1 給排水節(jié)能技術(shù)的重要作用

我國作為水資源貧乏國家之一，人均水資源擁有量不足世界平均水平的1/4，面對這一嚴峻形勢，國家相繼提出了“全民節(jié)約用水”的號召。尤其在進入21世紀以后，我國的城市化進程逐年推進，城市高層建筑數(shù)量越來越多，這不僅給建筑給排水工程施工增加了難度，而且對水資源節(jié)約也提出了更加嚴格的要求。在這種情況下，給排水節(jié)能技術(shù)應(yīng)運而生。同時，技術(shù)類型的多樣化特征也逐步突顯出來。通過給排水節(jié)能技術(shù)的有效運用，一方面能夠節(jié)約大量的水資源，避免水資源浪費現(xiàn)象發(fā)生；另一方面，能夠進一步增強廣大民眾的節(jié)水意識，有效緩解社會用水壓力。

1.2 電氣工程節(jié)能技術(shù)的重要作用

目前，火力發(fā)電仍是我國最重要的一種發(fā)電方式。由于火力發(fā)電需要消耗大量的煤炭資源，并且在煤炭燃燒過程中會產(chǎn)生大量的硫化物、碳氫化合物等有毒有害氣體，給自然生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。因此，節(jié)約電力能源已經(jīng)成為減少煤炭資源消耗、降低環(huán)境污染的一條有效路徑。基于這一理念，房屋建筑中的電力工程安裝技術(shù)逐步向節(jié)能化方向發(fā)展，應(yīng)用這些節(jié)能技術(shù)不僅可以最大限度地節(jié)約電力能源。同時，也將大幅降低對自然生態(tài)環(huán)境的污染與破壞。

2 房屋建筑中的給排水安裝節(jié)能技術(shù)

2.1 變頻恒壓供水節(jié)能技術(shù)

目前，城市高層建筑越來越多，隨著樓層的增加，供水壓力越來越大。因此，一種能夠提供恒壓供水的變頻裝置有效解決了供水壓力不穩(wěn)的問題，并且可以杜絕水資源浪費現(xiàn)象。變頻恒壓供水系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 變頻恒壓供水系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

該供水系統(tǒng)主要由內(nèi)含PID 調(diào)節(jié)器的變頻器、可編號時控開關(guān)、可編程邏輯控制器、水位顯示控制器、遠傳壓力表、水位傳感器以及其他附屬構(gòu)件組成，變頻恒壓供水系統(tǒng)能夠同時對一臺或多臺三相380V、50Hz 的水泵電機進行智能控制。當(dāng)變頻恒壓供水系統(tǒng)啟動后，水泵電機將以軟啟動的方式運轉(zhuǎn)。此時，遠傳壓力表可以實時監(jiān)測供水管網(wǎng)的實際壓力，而變頻器輸出的電源頻率則由偏差信號進行控制，由此對水泵的轉(zhuǎn)速予以調(diào)節(jié)。當(dāng)管網(wǎng)壓力與設(shè)定壓力值相接近時，閉環(huán)控制系統(tǒng)將對這一壓力值進行校正，進而使管網(wǎng)壓力保持恒定狀態(tài)。在這種情況下，水泵供水量可進行自動調(diào)節(jié)，以達到節(jié)水的目的。

變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)水原理主要包括以下幾方面：①系統(tǒng)可通過自動或手動方式對電路進行切換，當(dāng)處于自動檔位時，變頻泵轉(zhuǎn)速可自動調(diào)整，使出水口壓力始終保持恒定狀態(tài)，一旦電路出現(xiàn)故障，可自動切換至手動檔位，以保證居民的正常供水；②利用該系統(tǒng)，可選擇不同的供水時間段，即居民的需求量不同，選擇的供水時間也有所不同，這樣可節(jié)省大量的水資源；③由于該系統(tǒng)中嵌入了PLC 系統(tǒng)，在PLC 系統(tǒng)控制下，整個供水系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全循環(huán)軟啟動，有效延長了水泵的使用壽命；④該系統(tǒng)具有自動停機保護功能，一旦蓄水池缺水，補水泵將及時補水，如果蓄水池水量充足，補水泵將自動停機，如此，可有效防止水資源浪費現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 市政余壓供水技術(shù)

在高層建筑中，由于樓層較高，供水時需要設(shè)置供水分區(qū)，為了最大限度節(jié)約水資源，技術(shù)人員在水電安裝施工中，可采用市政余壓供水技術(shù)，利用無負壓變頻供水設(shè)備，對市政余壓進行充分利用，這既可以杜絕水資源浪費現(xiàn)象，也能規(guī)避水資源的二次污染。無負壓給水系統(tǒng)的能量消耗情況可通過下面計算式求得：

式中，P2代表用戶的供水壓力，Q2P2代表理論能耗。

在正常供水時間段內(nèi)，Q2

比如，在設(shè)置和安裝房屋建筑高區(qū)供水裝置時，可采用變頻供水系統(tǒng)、市政給水管、儲水水箱、蓄水池的排布方式，蓄水池可以設(shè)置在負一層設(shè)備間內(nèi)，專門用來調(diào)節(jié)用水量；在設(shè)置水泵時，可設(shè)置一臺備用水泵，功率為3kW，一旦在用水泵出現(xiàn)運行故障，備用水泵可直接為用戶提供正常的供水服務(wù)，此方式既可以充分利用市政余壓，也能達到節(jié)水目的。

2.3 節(jié)水配材的推廣應(yīng)用

為達到節(jié)水目的，除在供水、給水、排水等方面采用節(jié)水技術(shù)外，施工單位應(yīng)大力推廣使用節(jié)水配件及材料。①以閥門材料為例，由于閥門部位長時間與水源接觸，會出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，如果不及時采取補救措施，極易出現(xiàn)滲水、漏水現(xiàn)象，會造成大量水資源浪費。為避免這種情況出現(xiàn)，施工單位在水電安裝施工中，可選用PP-R 管或銅管等材質(zhì)的管線，這些管線具有極強的抗腐蝕能力，在長期使用過程中，出現(xiàn)腐蝕與銹蝕的概率極低。②再比如，用戶在選擇水龍頭時，可以選擇瓷芯節(jié)水龍頭或充氣式水龍頭，據(jù)現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)表明，利用節(jié)水水龍頭，平均節(jié)水量可達到25%以上，尤其在靜壓狀態(tài)下，水量越大，節(jié)水龍頭的節(jié)水效果越明顯。③在選擇衛(wèi)生間坐便器時，可以選擇延時自閉式水龍頭、或光電控制小便器與大便器水箱，能夠有效避免長流水現(xiàn)象。由此可看出，為了突顯節(jié)水效果，在水電安裝施工中，應(yīng)合理選用節(jié)水配材，在保證正常用水的前提下，將水資源浪費現(xiàn)象發(fā)生率降到最低。

3 電氣工程安裝節(jié)能技術(shù)

3.1 節(jié)能變壓技術(shù)

變壓器是房屋建筑中極為重要的配送電設(shè)備，過去使用的變壓器不僅耗能高、性價比低，且價格昂貴，造成大量電力能源的浪費，但是近年來，廣大科研人員在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域不斷取得新突破，對變壓器性能不斷進行優(yōu)化和改進，并研制了新型的節(jié)能變壓器，這種變壓器不但能耗低、價格低廉，而且節(jié)電節(jié)能效果顯著。比如市場上較為常見的S11 型疊片式配電變壓器、S11 型卷鐵芯配電變壓器、S11-S13 型立體卷鐵芯變壓器、SH13-SH16 型非晶合金變壓器等。以SH13-SH16 型非晶合金變壓器為例，該變壓器具有良好的導(dǎo)磁性，與硅鋼片鐵芯變壓器相比，空載損耗降低70%～80%，且制作工藝簡潔，整個制作過程沒有污染物排出。

3.1.1 確定變壓器的運行方式

當(dāng)確定變壓器型號后，應(yīng)結(jié)合安全、經(jīng)濟、可靠等指標，優(yōu)選變壓器的運行方式，比如對一級與二級供電負荷的用戶來說，可用兩臺或多臺變壓器，一旦其中一臺變壓器出現(xiàn)故障，則可以利用備用變壓器為用戶輸送電力能源。這種情況下，將有70%以上的供電負荷免受影響。而對負載波動量較大的供電用戶來說，應(yīng)額外增設(shè)一些小容量變壓器，或?qū)τ休d變壓器進行調(diào)節(jié)。為達到最佳節(jié)電效果，電容一般采取并聯(lián)方式對無功功率予以補償。如果電容安裝位置處于低壓母線側(cè)，則可選擇分組自動控制的方法，來調(diào)節(jié)供電電壓。

3.1.2 確定變壓器的數(shù)量與容量

變壓器數(shù)量的多少直接決定單位時間內(nèi)的耗能量，因此，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實際電網(wǎng)用戶數(shù)以及負荷密度來確定變壓器的數(shù)量。如果遇到特殊情況，應(yīng)增設(shè)專用變壓器。①如果共用變壓器對用戶照明質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響，則需增設(shè)照明專用變壓器。②在用電高峰期，應(yīng)用額外設(shè)置專用變壓器，以應(yīng)對隨時可能發(fā)生的突發(fā)狀況。③如果單相不平穩(wěn)負荷引起的中性線電流大于變壓器低壓繞組的額定電流，且超出量達到25%以上時，應(yīng)增設(shè)單相變壓器。④變壓器容量的大小與供電質(zhì)量、系統(tǒng)投資成本息息相關(guān)，因此，在選擇變壓器之前，設(shè)計人員應(yīng)先根據(jù)負荷量大小，計算出變壓器的容量，進而最大限度降低電能損耗。

3.2 綠色照明節(jié)能技術(shù)

綠色照明主要是選用壽命長、效率高、性能穩(wěn)定、安全可靠的照明電器產(chǎn)品，并充分利用天然光，來營造一個舒適、經(jīng)濟、環(huán)保、節(jié)能、高效的照明環(huán)境。其中，照明電器產(chǎn)品主要包括：電光源、燈用電器附件、各種燈具以及調(diào)光控制配件等。在該領(lǐng)域最為常用的照明光源為LED 光源，相比于傳統(tǒng)的白熾燈光源，LED 光源具有使用壽命長、節(jié)能環(huán)保、色溫彈性大、可控制性好等特點，而被廣泛應(yīng)用于房屋建筑的室內(nèi)照明領(lǐng)域。首先LED 本身屬于固體冷光源，在正常使用情況下，LED 燈具的使用壽命長達5 萬～10 萬h，并且工作電壓極低，節(jié)能效果是傳統(tǒng)光源的5 倍以上。并且LED 光源無輻射，不含汞、鉛等有毒有害元素，因此，在使用過程中不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，對人體無刺激。另外，LED 光源色溫寬介于3000～7500K 之間，這種色溫寬能夠滿足各種不同照明場景的需要。LED 光源與普通光源的節(jié)能要求如表1所示。

表1 LED光源與普通光源的節(jié)能要求

3.3 優(yōu)選控制開關(guān)，有效利用自然光

對于房屋建筑的電氣安裝工程來說，為了達到節(jié)能目的，應(yīng)充分利用室外自然光，既可以節(jié)省大量的電力能源，也能減少對自然生態(tài)環(huán)境的污染。①在實際施工中，經(jīng)過現(xiàn)場試驗測試，能夠確定白色墻面的反射系數(shù)介于70%～80%之間，因此，對于房屋內(nèi)部需要強光照射的區(qū)域，可以刷涂白色墻面，以增強室內(nèi)的反光率，在這種情況下，居民可以節(jié)省大量的照明電能。②在安裝照明控制開關(guān)時，出于對節(jié)能降耗的考慮，可采用分片自動控制的開關(guān)方式，需要強光照射的區(qū)域可以設(shè)置為強光開關(guān)模式，對照明光線要求較低的區(qū)域可以設(shè)置為弱光開關(guān)模式。③在安裝室內(nèi)照明裝置時，也需充分考慮室內(nèi)的照度值，如果照度值過低，將對居民的視力造成危害；如果照度值偏高，則會增加電力能源消耗。因此，根據(jù)視覺作業(yè)觀察對象尺寸的大小，照度標準也存在較大差異，如果采取高照度與低照度相結(jié)合的照明方式，照度標準為750-1000-15001x，可見混合照明方式的節(jié)能效果更加明顯。

3.4 暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)

暖通空調(diào)主要是具有采暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)功能的空調(diào)器，作為一種高耗能的電氣設(shè)備，耗能量幾乎占據(jù)所有電氣設(shè)備總耗能量的50%以上。因此，房屋建筑中的水電安裝工程應(yīng)大力推廣使用暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)。目前，在該領(lǐng)域，主要的節(jié)能空調(diào)種類包括蓄冷空調(diào)、地源熱泵空調(diào)等。其中蓄冷空調(diào)主要是利用冰與水2 種介質(zhì)來積蓄冷源，在電費價格較低的時段，可以開啟部分制冷機組完成制冰過程，并將冷量儲存在空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，在電費價格較高的時段，則可以關(guān)閉制冷機組，將系統(tǒng)內(nèi)儲存的冷量釋放出來，以達到制冷效果，這樣可以節(jié)省大量的電力能源。地源熱泵空調(diào)主要是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然資源的能量，向室內(nèi)輸送熱能，當(dāng)夏天到來時，可以向自然空間中釋放熱量來降低室內(nèi)的溫度。這種空調(diào)系統(tǒng)不僅緩解了自然生態(tài)環(huán)境的壓力，也節(jié)省了大量的電力能源，尤其對我國東南沿海地區(qū)來說，可充分利用海水資源給暖通空調(diào)提供熱動力。

4 結(jié)語

綜上所述，節(jié)能降耗已經(jīng)成為房屋建筑中水電安裝工程所遵循的基本方針，通過水電安裝節(jié)能技術(shù)的普及推廣和應(yīng)用，一方面能夠給廣大居民提供一個安全、環(huán)保、舒適、健康的居住環(huán)境，另一方面可節(jié)省大量的水資源與電力能源，能有效緩解資源與能源緊缺壓力，對整個建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。