高层建筑给排水系统的节能设计研究

陈明辉

【摘要】随着节能观念的不断深入，节约资源已成为高层建筑给排水设计的重要原则之一。高层建筑的合理科学给排水系统设计，不仅能够满足水压、水量及水质的要求，保证供水安全，还要实现节约的目的。因而，在高层建筑给排水系统设计中，应加入节能理念，对整个工程进行全面规划、统筹考虑，既要实现供水的安全可靠，又要体现节能减能提高给排水系统能量利用的最大化。本研究将从目前国内供水的主要模式入手，来展开对给排水系统节能设计的论述。

【关键词】高层建筑；给排水系统；节能设计

随着社会的发展，高层建筑的层数和高度在不断的增加，其运行所需要的能耗也在逐渐加大，此现象对其给排水系统的设计提出了新的要求。针对高层建筑的节能设计，其在技术的深度和广度两个层面均远远高出多层建筑的给排水系统设计。一般情况下，给排水系统中的节能常常依赖于节水类器具来实现，尽管这中节约方式也有一定的效果，但随着技术的发展和人们节能意识的增强，加上国家节能标准的出台等，都给给排水节能提供了重要技术或理论支持。在高层建筑给排水系统设计中由原来的单一节约器具的使用转变为全方位多种措施并行的节约方式。本文从我国现行的供排水模式入手，来论述对高层建筑节约给排水系统的探讨。

一、目前我国供水系统的几种模式

当前，我国供水系统的主要使用的供水方式有水箱—水泵联合供水、水箱—变频泵供水以及单纯的变频供水等方式。在每种供水方式中，又分别有串联、上行、并联及下行等不同的连接方式。在高层建筑给排水系统的实际应用中，通常是多种供水系统的联合应用。将供水系统及连接方式同高层建筑的实际层高、管网压力等状况统筹考虑来设计制定给排水系统的方案。由于每种供水方式和连接方式都存在不同的优缺点，将几种供水方式及连接方法联合应用，可以使其相互补充，以达到节约资源的目的。

1.水箱—水泵联合供水的优缺点

水箱—水泵联合供水系统是利用液位控制仪对水泵进行控制，给水方式是上行下给，屋顶水箱起着调节作用。此种方式维护费用较低，且运行稳定。由于水箱有一定的储备功能，因此在停电停水情况可以延时供水，可靠性较强。其不足之处是屋顶水箱储水，长期同大气相通，容易对水质造成污染。同时，高位水箱还需要设置水箱间，占地面积大，且能耗增大。

2.变频水泵调速供水

该供水系统无屋顶水箱，运行中只用1台水泵变频，变频泵依据水流量调节电机转速，以确保系统压力的恒定。调速变频占地面积较小，具有较高的自动化，管理费用低。但是，变频供水系统在加压时耗电较多，且噪声较大，对给水系统有较高的技术要求 ，仍然存在一定的水质二次污染。

3.叠压供水系统

叠压供水是目前相对节能的供水系统。该系统能够利用市政管网余压进行供水，无储水池，无水质污染，节能性较强，管理简单方便，运行成本低，占地面积小，非常便于检修。但其适应性却较差，不能满足市政管网管径小、用水量大等供水需求。其工作流程见下图1.

图1.叠压供水系统设计图

二、高层建筑给排水系统的节能设计

1.分区供水

高层建筑给水系统主要包括生活用水和消防用水两部分。在给排水系统设计中应将二者分开设计，倘若合建为一个水池，不仅占地面积大，且水质难以保证，另外也增加了系统运行的费用，不便于管理。同时也给消防泵的定期检查带来难度。而分开建池，不仅占地面积少，而且能够利用地下室底板、顶板和侧壁来构建消防池，尽管管線布置有所复杂但全面衡量后造价仍有降低，且经济效益也很理想。

2.采用无负压供水方式

无负压供水系统主要是通过真空抑制器、稳流补偿器、控制柜、水泵、阀门、管道和控制仪表等组成。该系统是综合应用了变频调速、负压处理、稳流补偿和真空抑制以及全自动化控制、平衡技术，利用其同市场管网的串联实现供水，无供水负压，且能实现供水的连续、自动和稳定性，以满足用户的需求。具体设计图如下图2.

图2.无负压供水系统设计图

3.太阳能资源的利用

太阳能是一无限量的清洁能源，是节约能源的重要途径之一。尤其是太阳能热水器的有效利用。太阳能热水器由储水箱、集热器、给水箱、循环泵、配水管和循环管等构成。合理利用太阳能可以节约大量的生活用电。在高层住宅建筑给水排水系统中使用太阳能，平均每户每天能节约用电超多7度，全年则可节约用电将近三百万度，可以节约近千吨标准煤。

4.水表的选用应科学化

在不同建筑中，其安装的水表规格也是不同的，应提高水表的准确性，同时加大节水宣传，提高市民节能的意识。在水表的实际安装使用中，由于水表规格的不同，时常发生计量错误、功能失常等现象，使水表计量不能有效进行。如水表大小的规格同流水量的大小不匹配协调，严重影响了水表的准确性。同时，水中的杂质也能够堵塞水表使其不能正常计量。因此，在高层建筑给排水系统设计时应根据实际用水状况和局部用水量来计算安装适合本高层建筑的水表，并加设过滤设备，完成安装后应在规定时间内检查清理水表，以实现资源的节约。

三、高层建筑排水系统的节能设计

1.节能设备的使用

不管是给水系统还是排水系统，应用各种新型节能设备是实现资源节约的另一有效方法。如水龙头的选用。传统的水龙头多是金属球阀，这种水龙头容易因水质堆积物的沉积而出现堵塞或漏水现象。而陶瓷阀芯和充气水龙头则不仅能迅速开、关，且密闭性较强。设计者在设计给水系统时应该将一些节能的细节性东西融进设计中，尤其是在卫生器具设计中，使用节能设计更具意义，像公共卫生间内的感应式冲便器的使用等，都是节能设计的一种体现。

2.提升排水功效

在排水系统中，应尽量利用重力进行排水，降低通过压力排水设备的使用次数，以减少排水过程中的耗能。另外，还应设计收集屋面及其它区域的雨水的设施，并对其进行简单处理，以用于绿化浇灌或生活杂用水等。

3.减少清水池总排水管的使用

清水池总排水管有溢水管、泄空管、汇集排除和盲沟排水管等。应将溢水管、盲沟排水管和泄空管的出口窖井单独设置，使其不相联通，且在井底铺设天然鹅卵石以促水下渗。同时，出口井盖和溢水管井盖应使用能够防腐分竹板及木板等轻材质，并且窖井边应设有地面明渠，以便于排地面水。另外，还应在清水池安装两套水位仪，当水位达到上限水位后其会自动报警。

总之，高层建筑给排水系统的节能设计，不仅要根据高层建筑实际用水量的需要选用合适的给水系统设备，还应从细节入手，关注新型节能材料及设备的使用，以降低系统运行中的耗能。同时，也应在重视太阳能、雨水能天然能源的利用，并提高给排水设备的效能等来共同实现节能的目标。当然，这些设计目标的实现，必须要求设计者有资源节约的意识，并在设计过程中将节能理念融入其中。此外，还应对整个供水和排水系统等进行统筹考虑，采用先进的节能设备及措施，以达到节能减耗的目的，使资源利用更趋节约化和合理化。

参考文献

[1]刘明. 高层建筑给排水系统节能技术分析[J]. 低碳世界，2015，（01）：190-191.

[2]周君毅. 高层建筑给排水专业设计及施工要点[J]. 江西建材，2015，（15）：84+89.

[3]张小珂. 建筑给排水设计节能节水措施探讨[J]. 中国高新技术企业，2015，（23）：102-103.

[4]傅强根. 高层建筑供水系统节水节能技术研究[J]. 科技创新与应用，2015，（19）：156.

[5]霍俊屹，赵宏杰. 高层建筑给水系统的节能与优化[J]. 山西建筑，2015，（19）：183-184.