建筑環(huán)保節(jié)能給水方式研究
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摘要：目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，建筑變頻供水系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值也在提升，它可以實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的自動(dòng)化管理，從而達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，變頻供水也不是完全沒有缺點(diǎn)的，它投資較高，維護(hù)難度較大，很多建筑物都不適合采用變頻供水方式。本文重在研究建筑環(huán)保節(jié)能給水的方式方法，以滿足城市人民的用水需求，從而達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。
關(guān)鍵詞：建筑環(huán)保，給水方式，變頻供水，功率
恒定變頻給水系統(tǒng)是一種新型的供水方式，它可以保證出水壓力不變，根據(jù)用水量大小進(jìn)行變頻供水，這樣既節(jié)約了電能，又保證了水泵軟啟動(dòng)（對(duì)電網(wǎng)電壓沖擊不大），延長(zhǎng)了水泵的使用壽命，它促進(jìn)了建筑供水的智能化發(fā)展。但是，變頻供水也是有一定的缺點(diǎn)的，由于它的供水系統(tǒng)投資過高，可靠性較差，所以，它還不能完全取代其他供水方式。本文重在研究建筑環(huán)保節(jié)能給水的有效方式和方法，力求提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性，以滿足公共建筑的集中用水需求，從而提高人們的生活質(zhì)量。
1變頻供水水量調(diào)節(jié)上的問題
采用水泵水箱聯(lián)合供水的方式是傳統(tǒng)建筑物常采用的供水方式，該方式不僅穩(wěn)定性較高，更可以對(duì)水體進(jìn)行儲(chǔ)存，這對(duì)有集中用水需要的建筑來說非常有用。其具體要求是：水箱最低水平面不得低于地面6米，儲(chǔ)水量不得低于每曰最大用水量的1／8，但是它也有一些缺點(diǎn)。第一，由于水箱儲(chǔ)水時(shí)間較長(zhǎng)，很容易造成水質(zhì)污染。第二，當(dāng)用水量較低時(shí)，設(shè)備往往不能及時(shí)調(diào)節(jié)用水高峰時(shí)和低谷時(shí)的水量速度變化，這樣很容易造成能源消耗。所以，在上世紀(jì)90年代，一種新的設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，那就是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)。由于這種系統(tǒng)有調(diào)節(jié)供水速度的能力，所以，他一經(jīng)研發(fā)就得到了快速的應(yīng)用和發(fā)展，它的優(yōu)勢(shì)主要是因?yàn)樗朔藗鹘y(tǒng)的水泵水箱聯(lián)合供水方法，而是采用變頻器改變電機(jī)的供電頻率，實(shí)現(xiàn)水泵的無極調(diào)速是其主要的工作原理，該系統(tǒng)滿足了水低谷時(shí)的高效率要求。所以，在條件允許的前提下，采用變頻調(diào)速供水系統(tǒng)，可以十分有效的達(dá)到節(jié)能的目的?？墒牵冾l供水系統(tǒng)也有弊端，它在調(diào)節(jié)水量上令人很不滿意，當(dāng)建筑物用水量較大，用水較集中時(shí)，變頻供水就難以有效的進(jìn)行調(diào)節(jié)，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)出現(xiàn)斷水問題，這是這種供水系統(tǒng)的弊端之一。
2變頻供水節(jié)能上的優(yōu)缺點(diǎn)
我們都知道變頻供水是通過水泵來對(duì)用戶進(jìn)行供水的，這樣的供水方式讓外網(wǎng)水壓失去了作用，水泵是完全在電能的作用下開始工作，這是極其損耗電能的，如果建筑物較高，水泵要想達(dá)到供水要求，就要提高工作效率，這給水泵帶來了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，也加大了電能的損耗。而我們?cè)趯?duì)建筑物供水時(shí)，采用外網(wǎng)供水方式進(jìn)行供水是最節(jié)能的，但是，由于外網(wǎng)壓力較低，對(duì)高層建筑物來說有些難度，所以，我們采取傳統(tǒng)的水泵水箱聯(lián)合供水方式還是非常使用的，它可以解決外網(wǎng)水壓不足的問題，讓水箱直接為用戶供水，當(dāng)水箱水位下降后，水錄會(huì)給水箱注水，這樣的供水方式是非常節(jié)能的。還有，變頻供水系統(tǒng)在對(duì)供水流量計(jì)算時(shí)，是根據(jù)水泵每秒最大流量來進(jìn)行計(jì)算的，而水泵水箱聯(lián)合供水是根據(jù)水泵每小時(shí)最大流量來進(jìn)行計(jì)算的，而變頻供水的水泵流量明顯比水泵水箱聯(lián)合供水系統(tǒng)的結(jié)果高很多，所以，在選擇水泵流量時(shí)，其選擇的水泵電機(jī)功率也要大很多，這無疑加大了電能損耗，因此，變頻水泵還不夠完善，其節(jié)能能力還有待提高，對(duì)于用水量較為集中的建筑物，還是采用水泵和高位水箱聯(lián)合供水的方式為宜。
3變頻供水水泵的選擇
在變頻給水中，由于其可靠性低，往往采用使用兩臺(tái)水泵進(jìn)行供水，而且每臺(tái)水泵的功率都是按照每秒水流量值來進(jìn)行選購(gòu)的，這樣的大功率水泵確實(shí)提高了供水的可靠性，但是也無疑提高了電能消耗。當(dāng)夜晚供水需求不大時(shí)，兩臺(tái)大功率的水泵根本就是浪費(fèi)能源。因此，變頻供水并不是簡(jiǎn)單的對(duì)水泵進(jìn)行變頻控制，而是要建立變頻供水系統(tǒng)，讓整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低耗能工作，當(dāng)建筑物的需水量大時(shí)，就多臺(tái)供水泵聯(lián)合工作，當(dāng)建筑物的需水量小時(shí)，就只有一臺(tái)水泵進(jìn)行低能供水，因此，變頻供水是真正的實(shí)現(xiàn)了智能化供水，這樣的方式是能夠達(dá)到節(jié)約能源的目的的。可是，這樣的變頻供水系統(tǒng)往往前期投資很高，后期維修難度又大，如果條件不允許，要慎重考慮。我們對(duì)水泵的調(diào)速能力是有一定要求的，如果調(diào)速不理想，是難以達(dá)到節(jié)能目的的。變頻供水要想達(dá)到節(jié)能要求，就要具備很強(qiáng)的調(diào)速能力。在一般情況下，變頻供水在低速供水時(shí)，水泵的運(yùn)行速度只有工作速度的3／4，而工作效率只有原來的1／4，這樣是比較節(jié)能的。例如：某學(xué)校變頻供水的工作效率是120千瓦，當(dāng)供水需要很小時(shí)，水泵就會(huì)調(diào)整到低消耗狀態(tài)下，其工作效率只有30千瓦以下，這樣的運(yùn)行速度是非常令人滿意的。變頻供水系統(tǒng)是非常智能化的，當(dāng)處于小流量供水期，水泵就自行進(jìn)入控制供水頻率，保證水泵在低功率運(yùn)行下進(jìn)行工作。如果條件允許，也可以采用多臺(tái)水泵聯(lián)合供水，當(dāng)處于夜晚等小流量供水時(shí)間，可以轉(zhuǎn)換為小功率水泵進(jìn)行供水，這樣也能達(dá)到節(jié)能的目的。值得注意的是，水泵是重要的供水設(shè)備，最好選擇品牌廠家制作的水泵，這樣才能保證水泵具有良好的質(zhì)量，不僅使用年限長(zhǎng)，也能保證工作效率高。由于變頻供水在小流量供水時(shí)，其水泵的工作效率低，水流減小，給管壁造成的壓力小，也減少了水頭的損壞，它是可以達(dá)到節(jié)能的目的的，但是，它只適合于用水量大的建筑物，既可以滿足供水需要，也能夠達(dá)到節(jié)能要求。例如：一個(gè)居民區(qū)的住宅樓也使用的變頻供水，其前期的投資過高不說，其用水量是恒定不變的，這樣看不出變頻供水的優(yōu)勢(shì)作用。具體地說，變頻供水的原理是通過水泵直接供水，它是隨著用戶用水需求不同來進(jìn)行變頻控制；而普通水泵是恒定不變的功率，在同樣的供水量上其工作效率高，所以，對(duì)于小區(qū)域的住宅小區(qū)來說，普通水泵是比變頻水泵的工作效率高的，它所消耗的能源更少，更為節(jié)能。
4管道材料的選擇
管道材料是供水系統(tǒng)中重要的材料，如果管道材料差，必然會(huì)影響供水效果。在90年代前，我國(guó)大多數(shù)建筑物普遍使用鍍鋅鋼材進(jìn)行供水，該材料的優(yōu)點(diǎn)是：鍍層均勻，附著力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等。而且熱鍍鋅鋼管基體與熔融的鍍液發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，形成耐腐蝕的結(jié)構(gòu)緊密的鋅一鐵合金層。合金層與純鋅層、鋼管基體融為一體。故其耐腐蝕能力強(qiáng)。但是，隨著使用率的增高，其弊端也慢慢的暴漏出來，主要包括兩點(diǎn)：第一，由于鍍鋅鋼材容易結(jié)垢、堵塞、滋生細(xì)菌，它很容易造成水體污染，這給人們的身體健康造成隱患；第二，鍍鋅鋼材管道單一，往往難以進(jìn)行改造，這給人們裝修帶來難度，不僅難以達(dá)到裝修效果，管道腐蝕生銹后也影響居住環(huán)境。因此，到了2000年，國(guó)家也對(duì)鍍鋅鋼材進(jìn)行了規(guī)定，禁止住宅樓使用。可以說，國(guó)家的這項(xiàng)規(guī)定不僅改善了人們的生活環(huán)境，也為國(guó)家節(jié)約了能源。給水塑料管是我國(guó)目前建筑使用最多的材料，它的特點(diǎn)是：安裝簡(jiǎn)單，耐腐蝕性好、使用年限長(zhǎng)等，這樣建筑材料價(jià)格便宜，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，一經(jīng)生產(chǎn)就被廣發(fā)的推廣和使用。而復(fù)合管是新研制出來的復(fù)合材料，其優(yōu)勢(shì)更為明顯，既具有金屬材料的優(yōu)點(diǎn)又具有塑料材料的優(yōu)點(diǎn)，使用效果非常理想。但是由于這種復(fù)合管制作工藝較為復(fù)雜，材料又貴，許多建筑單位都難以承受，因此，盡管它的優(yōu)點(diǎn)明顯，但是由于價(jià)格昂貴，只能被應(yīng)用到一些有特殊需要的建筑物上。
5結(jié)語
建筑環(huán)保節(jié)能是我國(guó)國(guó)策的重要內(nèi)容，各建筑單位一定要加強(qiáng)給水方式的研究工作，采用低投資、低耗能的給水方式進(jìn)行供水，這樣既滿足了建筑物的用水需要，也達(dá)到了環(huán)保節(jié)能的目的。
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作者：蔡濤 單位：河南水利與環(huán)境職業(yè)學(xué)院
