智能住宅建筑給水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化淺析

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摘要：我國能源和水資源方面都存在嚴重的資源短缺現(xiàn)象，在智能建筑領域就愈發(fā)重視與提倡節(jié)能觀念，在建筑給水系統(tǒng)設計中貫徹節(jié)能思想。文章通過對住宅小區(qū)中給水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化方面的設計分析，提出相關意見。

關鍵詞：智能住宅小區(qū)；給水系統(tǒng)；節(jié)能優(yōu)化

建筑行業(yè)在能源方面的損耗較大，建筑工程如果在對能源的使用缺乏科學合理性，易讓使用者在使用過程中產(chǎn)生資源浪費現(xiàn)象，與倡導的綠色發(fā)展理念相違背。在建設小區(qū)時，特別建設智能住宅小區(qū)過程中，需要貫徹高新技術節(jié)水節(jié)能、實現(xiàn)全民節(jié)能目標，使社會能夠可持續(xù)發(fā)展。

1影響因素

智能住宅是利用新型的科學技術建造的居住環(huán)境，家具系統(tǒng)在智能化程度更高，智能設備在自動控制的能力方面更高，可以使人們的生活空間更智能和更健康。為了使居民的居住環(huán)境建設水平提升，對技術人員在其專業(yè)技能上提出了更高的要求。比如在建設智能住宅小區(qū)的給水系統(tǒng)工程建設時，如果建設人員在技術能力方面不足，設計人員傳遞的節(jié)水節(jié)能理念難以實現(xiàn)，使用住宅給水系統(tǒng)時易出現(xiàn)問題[1]?，F(xiàn)階段的智能住宅中的給水系統(tǒng)在進行節(jié)能時，資金在節(jié)能優(yōu)化的設計成果上具有重要的影響。若是資金不充足，給排水系統(tǒng)在節(jié)能上的效果會受到直接影響，且日益下降。所以，設計者需要全面分析經(jīng)濟層面的內(nèi)容，使建筑單位能夠增加資金的投入，按照用戶具體需求，使給排水系統(tǒng)在設計時具有合理性，使節(jié)能優(yōu)化的方案可以得到更好地實現(xiàn)。

2存在問題

隨著城市土地資源越來越緊張，城市的高層住宅越來越多，高度越來越高，高層住宅的生活給水必須二次加壓才能滿足高層住宅生活給水要求。一般要求分區(qū)的最高層與最低層之間的靜水壓力不大于0.45MPa，住宅建筑層高按3m計，即每一個給水加壓分區(qū)最多可以供15層，一棟30層的住宅樓的給水加壓分區(qū)分成兩個區(qū)即可，設置兩套給水加壓設備或設置一套給水加壓設備加主管減壓閥，可以滿足建筑生活供水。規(guī)范要求住宅衛(wèi)生器具承受的最大工作壓力不能大于0.60MPa，住宅入戶管的供水壓力不能大于0.35MPa，新的節(jié)能規(guī)范要求住宅入戶管的壓力不能大于0.20MPa，如果采用一套加壓設備加壓供水，為了滿足最高層用水點潔具額定壓力要求，需要把整個分區(qū)的所有水量都加壓到滿足最高層用水的揚程需求，通過減壓閥減壓滿足各層入戶管的壓力要求。如果在設計時能夠合理優(yōu)化分區(qū)層數(shù)，例如每個分區(qū)層數(shù)控制在7層以內(nèi)，采用四套加壓設備分別給各區(qū)加壓供水，節(jié)水節(jié)能非常明顯。假設該樓全天用水總量為200t，四個區(qū)的戶數(shù)一樣，四個區(qū)每個區(qū)的日用量為50t，如果采用一套設備加壓供水，必須將200t水送至100m，若采用四套加壓設備，只需要將50t水送至100m、50t水送至75m、50t水送至50m、50t水送至25m。分區(qū)層數(shù)越多，給水管網(wǎng)的工作壓力越小，管網(wǎng)的跑冒滴漏現(xiàn)象會越少，但分區(qū)數(shù)越多，投資會加大，在建筑給水設計時，必須做到科學合理、節(jié)水節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展[2]。

3設計方法

3.1二次供水方面

水泵在二次供水的系統(tǒng)內(nèi)屬于主要設備，對于水泵的選型能夠?qū)Χ喂┧男十a(chǎn)生直接影響，應對其泵機組以及泵站中的綜合技術的指標方面展開考慮，使其安全可靠、具有經(jīng)濟性和實用性[3]。水泵特性如圖1所示。在流量以及揚程都滿足的條件下，臺數(shù)少的大泵比較適宜，能夠使運行效率得到保證，使節(jié)能管控更便利。在泵站流量變化比較小時，水泵臺數(shù)為2~4臺比較適宜。泵站的流量變化較大時，水泵的臺數(shù)為3~6臺比較適宜，具體情況應按照實際現(xiàn)狀決定。流量變化不大的情況下，不同對泵站經(jīng)常調(diào)度，將相同的規(guī)格以及型號的大泵作為第一選擇；在流量變化大的情況下，為使對流量變化更適應，需要使選擇的水泵在其型號以及規(guī)格上盡量減少，降低后期的檢修工作的難度。水泵需要具有高效節(jié)能以及噪聲低的特點，生產(chǎn)企業(yè)能夠利用技術改造對水泵中機械效率、容積與流動效率進行提升，使其能夠提升總效率提升以及節(jié)約電能。水泵特性曲線應隨流量變大揚程下降，防止使用具有凸形的Q-H曲線水泵，水泵在供水壓力方面波動比較大，出流不具有穩(wěn)定性，在用水的過程中耗水量較大。

3.2循環(huán)使用方面

在日常生活中，大量的建筑用水都可以在相關設施上進行使用，達到重復使用。比如建筑和雨水的過程中存在的居民生活廢水通過設施處理后，可以二次使用。通過開展設計工作，將原始中所分析的信息數(shù)據(jù)與實際使用進行結合，可以得到建筑用水與雨水都可以二次使用，可以使社區(qū)中的居民能夠節(jié)約一半的用水量。處理建筑物中的排水問題是在多種因素作用下共同完成，排水設施應保證使運行管理簡便，還需要對水循環(huán)處理過程中的水質(zhì)進行保證，使其具有更高的性價比[3]。

3.3市政管網(wǎng)方面

一般情況下，城市中市政管網(wǎng)所提供的供水壓力處于0.2~0.4MPa，將市政管網(wǎng)中提供的供水壓力進行修改并合理使用，通過分區(qū)供水的手段降低二次供水中加壓產(chǎn)生的損耗，如圖2所示。市政管網(wǎng)提供的供水壓力可以滿足5層建筑的供水壓力需求，如果智能住宅小區(qū)中樓層較低，可通過市政管網(wǎng)提供供水服務；如果智能小區(qū)中樓層較高多，可利用無負壓變頻的供水設備進行供水，通過此設備實現(xiàn)二次加壓。

3.4清潔能源方面

設計給水系統(tǒng)時，需要對清潔能源進行充分使用，使其在傳統(tǒng)能耗方面得到有效減少，實現(xiàn)節(jié)能目標。風能和太陽能與地熱能都是主要的清潔能源，目前太陽能的技術比較成熟，且應用氛圍較廣。太陽能屬于可再生能源，太陽能的熱水器其工作原理是將太陽能轉化為熱能。太陽能熱水器的主要組成部分為儲水箱、給水箱、水泵與集熱器等，集熱管能夠進行能源轉換，屬于主要設備，按照集熱器將其劃分成真空管與平板兩個類型。平板型通過集熱器加熱水后直接將其送入儲水箱，構造簡單，成本較低[4]；真空管類型的集熱器利用非承壓水箱和其相接，通過落水方法收集熱水。熱管型的真空管中沒有水，抗凍耐壓，能夠承受較高的溫差，且能夠接替承壓水箱開展系統(tǒng)中雙循環(huán)工作。

3.5壓力方面

智能性質(zhì)的住宅小區(qū)，供水設備需要按照發(fā)展需求不斷完善與改良。隨著科學技術進步與發(fā)展，使用新型的設備開展供水工作，即無負壓變頻的供水設備。此設備依據(jù)每一個住戶中的用水量將工作壓力設定，系統(tǒng)能夠按照設定的壓力對水泵的轉速以及運行臺數(shù)進行自動調(diào)節(jié)，完成大跨度變速調(diào)節(jié)，使給水系統(tǒng)一直節(jié)能運行。利用傳感器，該設備能夠?qū)Τ隹趬毫M行實時檢測，使出水壓力保持在一定范圍。系統(tǒng)操作簡單，具備自動檢查以及故障判斷和故障記憶與顯示、自動處理以及自行啟動備用水泵和將故障水泵的運行切除等作用，在智能小區(qū)中屬于理想的節(jié)能供水設備。

3.6損耗方面

熱水應開展集中供應，小區(qū)住戶使用熱水需求量較大，且位置分布比較復雜，住戶所在的位置不同，可以針對高層中的住戶進行單層的集中供水，即在不同方位的外墻集中安裝太陽能集熱板，每層都設置一個貯存熱水的水箱，水箱需要滿足該樓層住戶的熱水需求且能夠承壓，具有安全閥以及溫度計等。水箱中的進水管不能設置止回閥，將閥門打開，使膨脹水進入。在智能小區(qū)中，建筑的智能化較高，通常情況下，供水系統(tǒng)在豎向分區(qū)中提供的壓力會發(fā)生過大的現(xiàn)象，若不使用合理的方式進行減壓節(jié)流，容易導致用水設備中實際的出水量比額定流量大，出現(xiàn)浪費水資源的現(xiàn)象，因壓力太大使供水系統(tǒng)被損壞。需要利用減壓閥和減壓孔板等方式使供水壓力始終保持在合理范圍，防止浪費水資源[5]。

3.7串并聯(lián)方式

將住宅中區(qū)水泵出水管連接高區(qū)的變頻水泵的吸水管，保證連通管管徑較小，在高峰的用水期間兩個區(qū)域水泵進行并聯(lián)供水，在低峰用水時，兩個區(qū)域水泵串聯(lián)，可以使低區(qū)水泵中部分壓力由高區(qū)水泵承擔，提升高區(qū)水泵中的進口壓力。出水流量與壓力沒有發(fā)生變化的前提下，變頻泵中的轉速能夠因為進口壓力的變化而發(fā)生變化，進口壓力增加，轉速下降，能夠降低高區(qū)水泵揚程，減少消耗的能源，實現(xiàn)節(jié)能目標。

4結語

隨著人們愈發(fā)重視節(jié)能環(huán)保，智能住宅中給排水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設計是保持可持續(xù)發(fā)展的關鍵。在設計給排水系統(tǒng)的過程中，建設單位需也加強重度，使節(jié)能優(yōu)化產(chǎn)生的效果被最大化利用，防止浪費水資源。

參考文獻

[1]元東杰.關于智能住宅小區(qū)建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設計分析[J].磚瓦世界，2019（22）：113.

[2]何一夫.高層房屋建筑給排水設計要點以及節(jié)能減排設計分析[J].華東科技：綜合，2019（4）：1.

[3]張克益.多層公寓建筑給排水系統(tǒng)優(yōu)化設計研究[J].中國勘察設計，2020（1）：106-108.

[4]王獎慶.綜合建筑給排水系統(tǒng)優(yōu)化設計方案研究[J].現(xiàn)代物業(yè)；中旬刊，2020（2）：60-61.

[5]張玉斌，史通.淺析建筑給排水工程中節(jié)能技術的應用[J].商品與質(zhì)量，2019（14）：164.

作者:黃大勇 單位:湖南省株洲建設施工圖審查有限公司