高层建筑给水系统的节能与优化★

霍俊屹 赵宏杰

(1.邯郸市自来水公司，河北 邯郸 056000； 2.邯郸职业技术学院，河北 邯郸 056000)

·绿色环保·建筑节能·

高层建筑给水系统的节能与优化★

霍俊屹1赵宏杰2

(1.邯郸市自来水公司，河北 邯郸 056000； 2.邯郸职业技术学院，河北 邯郸 056000)

通过分析建筑能源利用现状，指出高层建筑给水系统水量能量方面，存在超压出流现象、给水管道和附件以及加压贮水设备的损坏导致的水量浪费和分区方法不当等现象，为了促进建筑节能工作的展开，针对提出的几个问题进行了深入的研究，得出了能够减少给水系统在运行过程中水量及能量损失的方法和相应的对策。

高层建筑，给水系统，节能

0 引言

我国对能源的需求量非常大，在世界上属于能源需求大国，其中建筑能耗就占了我国能源总耗量的1/3左右，而且这个数据还在呈现逐年上升的趋势。据统计，20世纪70年代末我国的建筑能耗在能源总消费量中仅占10%，可是到了近些年，建筑能耗所占的比例已经上升到了27.6%，并且建筑中有99%的建筑都存在着不同程度的能耗浪费情况。所以，对于我国这样缺乏能源的国家来说，不仅要加大对新能源的开发，同时还要注重能源的节约使用。而能源的节约使用，不能仅仅把目光放在对水电等能源的节约和有效利用上，也要注重建筑节能工作的发展，对设计工作者提出更加严格的要求，建立并完善建筑相关的节能技术与标准体系，从而形成我国的建筑节能发展模式，开拓好的发展方向。

1 给水系统存在的水量及能量损失状况

1.1 存在超压出流的现象

对于建筑内部，给水系统压力的确定是指将系统所需的水量能够输送到建筑物内部最不利用水点，并且保证该最不利点有足够的流出水头，即最小服务水头。

为满足最不利点服务水头，那么给水配件前的给水压力就一定大于该出水点的最低工作压力，而同时给水配件的出流量也会超过额定的流量，这种现象被称为超压出流现象。为了保证最不利点有足够的服务水头，这种超压现象就必然会存在。而这种现象的存在，不仅会破坏给水系统中所用水量的正常分配，还使得阀门和给水龙头等磨损较快，水量浪费也很严重。对于高层建筑而言，为了提升这部分无效的水量，还会造成水泵和电能的浪费。

1.2 管道老化导致水量浪费

建筑内部给水管道的管材一般为塑料和铸铁的。这些管材在使用一定时间后都会发生不同程度的老化现象，比如一些水龙头、水表和阀门等。这些管道和附件一旦损坏，都会造成水量的浪费。另外，对于一些管道衔接处或法兰、阀门的连接处等，在长时间的运行下，都有发生漏水现象的可能性。尤其是埋地管道，在外界的压力下，即使管道破裂漏水也不容易被发现，这样就会产生大量的浪费。

1.3 加压储水系统选择不合理

首先是水泵机组的选型，只为满足提升水量的要求，而不进行综合考虑导致资源浪费，这是在高层建筑设计中浪费最为严重的环节，因为水泵机组的正常运转全部是靠电能来实现的，而在整个建筑给水系统中有95%以上的电能都是用来进行水泵机组运转的，因此，在进行水泵选型时要格外重视。此外，对于储水池的问题，现在每座高层建筑都需要设消防加压系统，而一般都会采用各个建筑物单独设计，这就会使得设备的初期投资和基建费用大大的增加。建成后，每一座储水池都会存储大量的水量，而且还要定期换水，这都会造成水资源的严重浪费。

1.4 给水系统分区不当

我国GB 50015—2003建筑给水排水设计规范(2009年版)3.3.5规定，高层建筑的生活给水系统应竖向分区，竖向分区压力应符合以下要求：各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45 MPa；静水压大于0.35 MPa的入户管(或配水横管)宜设减压或调压设施。可见对于高层建筑，在进行给水系统设计时，一定要充分利用市政管网原有的水压，在此基础上对高层建筑进行合理的系统分区。若没有对给水系统进行分区或分区时采用的方法不当，这些都会导致系统水压的能量浪费。

2 高层建筑给水系统节能优化措施

2.1 充分利用无负压给水方式

无负压供水设备是以市政管网为水源，在使用过程中能够充分利用市政管网原有的压力，以连续接力增压供水的方式进行工作。这种给水方式能够节约能源，对水质不会产生二次污染。

我们提到的无负压供水设备，一般情况下指的是无负压变频供水设备，也被称为变频无负压供水设备。传统供水方式都是由市政管网先向蓄水池供水，然后再利用提升设备将蓄水池中的水供给用户，这样一来，市政管网的有压水在进入蓄水池时就变成了无压水，提升设备再将无压水进行加压提升供给用户，从而造成能源的大量浪费。而无负压供水设备避免了这种现象的发生，它能够直接与市政自来水管网衔接，且对市政管网不会产生任何影响，这样就能够在市政管网水压的基础上进行叠压供水，大大的节约了能源，而且此系统全封闭，不会产生二次污染，是一种理想的供水方式。

2.2 采取消防水池单独设计的方法

在实际设计过程中，由于场地等因素的限制，经常会采用生活水池和消防水池合建的方法，但是在应用过程中，由于水池容积较大，水源的更新周期过长会影响生活用水的水质。

另外，由于消防水泵需要定期试运行，即按照相关规定，每月要试水运行5 min～10 min，来检查消防泵的运行是否正常，而试运行时的出水，对于生活和消防合建水池来说，这些出水不能够回流，因为会影响生活用水的水质，只能外排到室外雨水井，这样就造成了水资源的浪费。若生活水池和消防水池采用分建，那么这部分试运行时的出水可直接排入消防水池中，节约了水源。由此可见，生活水池和消防水池分建，不仅能够保证生活用水的水质，还能够节约水资源。

2.3 充分利用太阳能资源

太阳能属于一种清洁能源，并且取之不尽，若能够充分利用，会带来节能效果。现在设计使用最多就是太阳能热水器，我国在北纬40°以北地区占了大多数，这些地区日照时间长，都适合使用并推广太阳能热水器。太阳能的利用，对节约电能和热能都带来广阔的前景。

2.4 合理进行分区

对于高层建筑，由于建筑高度太高，垂直管段过长，若不分区，会使下层管道系统承受的静压过大，所以，在建筑物的垂直方向上要按照规范要求进行系统分区，每一个供水区域分别成为相对独立的供水系统，分区的同时也节约了水泵提升时消耗的能源。高层建筑给水系统分区方式可分为串联分区、并联分区和减压分区三种方式。工程设计中应根据实际情况，按照供水安全、技术先进、经济合理的原则来确定。

3 结语

在实际工程中，如何确定合理的供水方案，应依据用户对水质、水压和水量的要求，结合室外管网所能提供的水质、水压、水量的情况，卫生器具及消防设备在建筑物内的分布，用户对供水安全可靠性的要求因素，经济技术比较后综合确定。

对于高层建筑，可以充分利用无负压供水方式，这样既不会产生二次污染，又可以充分利用市政管网的水压进行供水。对于储水池，生活水池和消防水池最好应分开设置，这样不仅节省了运行维护的费用，还节约了水资源。另外，在条件允许的情况下要充分利用太阳能这种新型能源，除了现有的太阳能热水器外，可进一步开发新的产品和利用形式，以达到很好的节能效果。最后，对于高层建筑，应根据其自身特点，进行合理的给水系统的分区，这样既可以充分利用市政管网的水压，也可以保护高层建筑有压管道，使节能技术充分展现在现代建筑物的设计中。

[1] 蔡宇仕.建筑给排水设计节水措施的谈讨[J].山西建筑，2005，31(11)：136-137.

[2] 程卫山.节水节能在建筑给水排水设计中的应用[J].福建建筑，2004(4)：71-72.

[3] 李铁柱.建筑给排水工程环保问题初探[J].科技创新导报，2010(15)：24-25.

[4] 黄 静.建筑给排水设计中的节水应用分析[J].中华民居，2010(11)：34-36.

Energy saving and optimization of high-rise building water supply system★

Huo Junyi1Zhao Hongjie2

(1.HandanWaterSupplyCorporation,Handan056000,China; 2.HandanVocationalCollege,Handan056000,China)

Through analyzing building energy utilization status, the paper points out high-rise building water supply system water quantity problems, such as over pressure discharge, water supply pipeline and neighborhood pressure water storage equipment damage, water waste and inappropriate distribution methods and so on, puts forward several problems for further deep research in order to promote building energy saving work, and shows methods of reducing water system water quantity and energy loss and corresponding countermeasures as well.

high-rise building, water supply system, energy saving

2015-04-25★：邯郸市科学技术研究与发展计划项目(项目编号：1423109061—1)

霍俊屹(1980- )，男，工程师； 赵宏杰(1979- )，女，讲师

1009-6825(2015)19-0183-02

TU201.5

A