建筑给水体系节水状况与改善路径

本文作者：孙如兵 单位：九源〈北京〉国际建筑顾问有限公司银川分公司

变频调速恒压给水的技术和装备在给水系统中的应用，使得变频调速恒压给水系统成为当前高层建筑给水方式中一种新型的给水方案。变频给水的运行原理是：将给水管路中压力的变化或是流量的变化状态以信号形式传达给压力传感器，通过向变频调速装置反映，据此调节给水的频率，然后自动调节给水的压力并使之保持恒定，使水泵的供水量、扬程与所需用水量和压力相吻合，达到节能的目的。因此变频调速泵给水方式广泛适用于用水量较大且不均匀的建筑给水系统中。变频给水的节能效果是对设置高位水箱的给水方式而言的。对于那些不宜设置高位水箱的地区和高层建筑来说，变频泵的应用减少了建筑面积，减少了基建的投资；当系统用水量减少时，水泵降低转速运行，随之转速下降，从而调节流量，比一般设备节能10%-40%，同时也避免了水质的二次污染。

由于高位水箱-水泵的给水方式对占地面积方面要求较高，导致建筑面积的利用率较低，所以产生了气压罐给水的方式来替代水箱的设置，在稳定水压的同时节省了建筑空间，是对水泵-高位水箱给水方式的一大改进。但气压罐给水方式的水压变化较大，且水泵的运行频率过高，造成水压的不稳等问题。变频给水模式则改善了高位水箱-水泵给水和气压罐给水两种模式，使得给水系统的建筑面积得到更充分利用，也减少了高位水箱设置的复杂性，使给水水质得到较好的保证，同时随水量要求变化水泵自主调节，满足了节能的要求。

由于传统的气压给水设备和变频调速给水设备都不能有效地利用市政管网的水压，使能量无效耗费，因此针对传统的二次供水技术的革新就出现了叠压给水技术，也称为管网叠压给水方式或无负压给水方式；主要给水设备是由变频水泵机组、稳流罐、负压补偿装置等组成，要求给水管网水压不小于设定压力值，并保证水质不被污染。管网叠压给水模式实际上是在变频恒压给水的基础之上，加了一套稳流罐设备，直接接在市政管网上，使水从接入口首先进入稳流罐，再利用真空消除器的作用，自动排除罐内的空气；当安装在设备出口处的压力传感器检测到了市政管网的水压满足给水要求时，系统则不经过加压泵直接利用自来水的压力给水；如果市政管网的压力小于给水压力要求时，检测压力的差额，由加压泵补给差额，以达到设定压力；当市政给水的水量不足时，空气由真空消除器进入到稳流罐中，破坏罐内的真空，然后自动抽取稳流罐内的水进行供给，并且避免管网内产生负压。

无效热水量是热能耗费中影响较大的因素，同时也浪费了大量的用水资源，要避免产生无效热水浪费，能控制无效热水量的技术主要从用户末端控制出水温度和出水量，要保证管道高效保温，同时减小供热支管的长度，保持冷热水的水压平衡，同时要减少冷热水的水压波动、保持稳定，减少水温调节时间；主要从下面几方面措施来实施。

热水系统中，无效冷水的产生及出水量的大小与系统的循环方式有很大的关系；在规范中提出热水的循环方式主要有立管循环、干管循环及支管循环；根据有关调查结果证明，支管循环方式能达到最节水的效果，而立管循环方式的节水量相对较少，但能最快的使投资回收，其经济优势较明显；干管循环的方式在从节水和经济的角度看都处劣势；相对的，若系统不设置循环模式，就会有大量的无效冷水量产生，不利于人们的使用，因此，对于建筑内的热水系统应鼓励设计时使用循环模式，尤其是支管循环的方式。

热水管网的分区同给水分区一样，对水压也有一定要求，若分区的不合理会导致进水口的冷热水压力相差过大，从而产生无效水量的增加，同时也会造成热水系统出现超压出流的现象；当热水的横干管过长或坡度设计不合理时，水流会在流动过程中浪费热能，也会导致水量浪费；热水温度较高，杂质较多，比冷水更容易在管道或接口处产生水垢或堆积杂质，这样就容易影响到阀门处的密封度和其他设备的使用寿命等，一旦出现问题，影响较大。

根据对几种热水系统循环方式的比较，建筑内热水系统推荐使用支管循环、立管循环方式或结合起来使用，那么针对目前设计不合理的供应系统，应尽快的组织进行改造，转换循环模式。

在住宅使用的淋浴设备中，常常因为温度的调节而浪费水量，造成热能的耗费，要减少调温时间则需要对现有常用的混合龙头式和双阀门调节式的设备进行改善，在每次开启装置时，使用恒温出水模式，预先调定出水温度，因此对设备的质量和灵敏度要求较高，需要对冷热水的混合龙头做进一步的改善。

提高热水制备的节能技术关键是提高热能设备的效率，控制热水储存容积，降低换热设备的热媒回水温度等，其中对热能设备的选用尤为重要，且节能的力度最大，而新型热能的开发是热水设备利用率提高的较大潜力的推动力。

研究给水系统节水、节能的实质就是不仅要对有限的水资源的合理利用，更是要节省能源耗费及经济给水，需要加强给水系统的管理，调整居民用水的结构，做到新时期的节水考虑，控制其他资源的耗费，特别是不可再生资源的直接耗费或转换使用，由传统的节水模式转变为节水、节能、经济要求三项共同作用，统筹考虑新型可再生能源的发展，将建筑给水系统的发展转变为具有可持续发展意义的新趋势。