一、建筑给水系统节水措施

　　1.1加强节水宣传力度，提高广大人民的节水意识

　　我国广大人民节水意识极为淡薄，不管是乡村农民还是城市居民，大部分都认为水资源是无穷无尽的，根本没有必要节约。他们根本没有意识到河流被污染、黄河断流对全国人民的危害有多大，对经济增长、人民生活水平的提高有多大的阻碍作用，他们每天只生活在自己狭小的空间里，对国家水资源局势一点也不关心。为了提高群众的节水意识，需要向全社会广泛宣传节水的重要性、必要性和紧迫性。使全国人民意识到“水荒”已经到来，意识到节约用水既是我们的责任又是我们的义务，争取达到人人高度重视，个个动手节水的效果。当前世界各国也采用各种方式宣传节约用水的重要性、迫切性，以提高市民节约用水的自觉性。日本东京为了抓好节约用水工作，建立了一整套节水宣传体系，还将有关节约用水的内容编入教学课本；美国洛杉矶市曾动员100人做了188次节水报告，并让7万名中学生先后观看了有关节水的电影；纽约市长在1981年水源紧张时发出号召：委派全市儿童都担任该市的“副市长”监督他们的父母兄弟节约用水；新加坡的中小学课本上都加设了节水的内容和相关的节水知识，还定期进行“水危机演习”，让国民体会无水时的痛苦。

　　1.2控制用水点的给水压力，防止给水系统中出现超压出流现象

　　当给水配件前的静水压力大于流出水头时，其实际流量大于额定流量的现象就叫做超压出流现象。在我国现有的建筑中，给水系统的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的，超压出流造成的“隐形”水量浪费在整个水资源消耗中占了很大的比重，至今依然没有引起人们的足够重视。我国现行的《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）和“建筑给水排水设计规范征求意见”中虽对用水设施卫生器具的给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制性规定，但这只是从防止给水配件承压过高会导致损坏的方面考虑的，并未从防止超压出流这一方面考虑，因此对压力的限制过于宽松，仍然会产生超压出流现象。因此在给水系统中合理配置减压装置是将水压控制在限值要求内、减少超压出流的技术保障。在“规范”中，不同的卫生器具其规定的给水配件的最低工作压力也不同，然而在实际的给水系统设计中，将不同额定工作压力要求的给水配件设置在同一给水支管上是不可以避免的，当给水系统支管的压力满足了最大额定工作压力的给水配件时，额定工作压力小的给水配件就得到了较高的工作压力，进而实际的出水流量将大大超过额定流量，造成不必要的水量浪费、漏水量增加的弊病，同时也容易产生水击、噪声和振动，从而降低了管材、管件的使用寿命。因此在超压的给水配件前设置减压稳定阀是值得推广的一项节水的技术措施。另外，在分区的给水系统设计中，加压装置的压力是以该区最不利管路的最不利点处卫生器具的给水配件要求的额定工作压力为依据计算出来的，很明显，同一分区中其他管路上的给水压力特别是底下几层给水配件的工作压力肯定大大超过其额定工作压力，其出水流量也将是额定压力下出水流量的好几倍，这一现象也造成了用水的大量浪费。因此，在超压楼层的给水管起端上安装减压孔板、压力调节阀或减压阀等减压装置来避免供水点超压也是必不可少的。

　　1.3大力推广节水型卫生器具的使用

　　依靠科学技术来节约用水是建筑给水设计中最有效的节水措施之一。随着科技的发展，越来越多的节水型卫生器具被研发出来，其中包括节水型的便器、节水型洗涤器具、节水型的淋浴器具等。节水型卫生器具是低流量或超低流量的卫生器具，节水效果极其明显。研究表明，用其代替传统的卫生器具可平均节省32％的生活用水。

　　二、建筑给水系统节能措施

　　2.1合理利用市政自来水管网的压力

　　《住宅建筑规范》中已经明确规定将给水系统充分利用市政管网压力这一措施作为一种节能条款，而且具有法律性质。市政管网在给小区供水时，本身具有一定的压力，压力值的大小取决于当地的具体情况。设计人员在进行设计时必须要详细的掌握当地的市政管网压力及水量的资料，以便确定合理的给水方案，真正达到节能的目的。然而一些设计人员只看中降低造价这一问题，而没有考虑长远的节能问题。为了给施工单位降低成本，设计时就尽量减少供水立管的数量，对低层部分没有直接采用市政管网压力供水系统，而是对整个建筑采用二次加压供水系统，造成市政管网压力的浪费，这是人为的浪费，是可以避免的。要想杜绝类似情况发生，国家必须出台一些相关政策，要求设计人员及施工单位严格执行。

　　2.2采用并联给水泵进行分区供水

　　采用并联给水泵这种给水方式虽然增加了初投资，但降低了以后的运行成本，从长远利益考虑，这种方式也是重要的节能措施之一。采用这种方式能大大减少减压阀的设置，从而也降低了能量的浪费，需要减压的楼层建议采用支管减压，降低用水点的出水压力，而不是直接在干管上总体减压。支管减压也是节水的重要措施之一，望设计人员在设计时能考虑一下这种减压方式，响应国家节能节水的号召。

　　2.3推广无负压供水方式的应用

　　无负压供水方式是在城市管网公共供水管道上直接装泵抽水的方式，这种方式至今没有得到推广，是因为当采用这种方式供水时，往往会局部产生负压，影响市政管网上其它用户的用水，严重时会导致管网破坏。随着无负压供水技术的逐步完善，相信无负压供水方式会得到逐步的推广。传统的二次供水方式是把有压力的市政水储存在水池或水箱中，使原来有压力的水变成了无压力的水，然后再用水泵加压输送自来水到用户，这样既不能有效利用市政管网原有的压力，并且水泵多在低效区运行，造成了能量的浪费。在现有的供水技术条件下，如果满足无负压供水方式的要求，首先应该考虑采用此种方式供水，因为这种方式是在有压力的市政管网上直接装泵抽水，既充分的利用了市政管网的压力又减少了传统水池的设置，大大降低了能源的消耗。

　　三、结语

　　目前建筑节水的措施主要有：加强节水宣传力度，提高广大人民的节水意识，控制用户用水点的压力，采用节水型卫生器具等。建筑节能的措施有：充分利用市政自来水管网压力直接供水，采用并联给水泵进行分区供水，采用无负压供水方式供水等。希望通过广大专业人士的努力研究，会出现更多建筑节水节能的新措施，使我国的节水节能技术更加完善。

　　1 控制倒流防止器的不合理应用

　　1.1规范要求采用倒流防止器的部位。 “规范”第3.2.5条规定,在给水管上单独接出消防用水管道、城市给水管直接向热水机组等密闭容器注水的注水管上、居住小区从城市给水管引两路进水构成环网的进水管上等7个部位需设管道倒流防止器或其他有效的防止倒流污染的装置。用于管道交叉连接的防

　　回流污染装置有减压型倒流防止器、非减压型倒流防止器、双止回阀、真空破坏器等。目前用于干管上连续压力水流,既可防虹吸回流又可防背压回流,有效的防止倒流污染装置只有减压型倒流防止器,这也是新的国家《给水系统防回流污染技术规程》(审批中)中强制规定的倒流防止器形成。

　　1.2 倒流防止器的结构及性能分析

　　减压型倒流防止器是由两个相互独立的弹簧助闭弹性密封止回阀和中间减压腔内一个独立的水力差动式泄水阀构成两个止回阀组合而成。在正常水流状态下,两个止回阀被正向水压力开启,上游压力为P1,第一个止回阀产生的水头损失使中间泄水腔的压力Pi恒小于P1,其压差?Pi使泄水阀关闭,水流正常流通。泄水阀的关阀压力Pi,一般欧美国家规定不小于2psi(14kPa),此时阀组水头损失约60-90 kPa。在静压状态下,两个止回阀都被弹簧关闭,中间泄水阀被压差?Pi关闭。如果上游压力P1降低,泄水阀将可能开启泄水除一部分水以维持压差Pi>14kPa;一旦上游压力P1降低至14kPa时,泄水阀将开始开启;当P1低于14kPa时,泄水阀将完全开启,将中间腔泄空,形成空气隔断或维持其最大泄流能力,从而防止虹吸倒流。当下游压力P2升高至接近或超过上游压力p1,两个止回筏都被弹簧快速关闭,防止背压倒流,万一下游止回阀密封不严,则倒流水向中间减压腔渗漏使减压腔压力升高,导致?Pi≤14kPa时,泄水阀开启并维持足够的泄流能力,以维持减压区的存在,严格防止倒流发生。

　　非减压型倒流防止器是由双止回阀及与大气相通的泄水阀组成,没有减压腔,水头损失较小,一般30-50kPa。双止回阀仅有两个止回阀组成,中间无泄水阀,结构简单压损小,一般只有30-40kPa。真空破坏器一般只用于末端的非连续水流。

　　减压型倒流防止器是目前世界上最高等级的防回流控制设备,能有效防止虹吸回流和背压回流。它的最大确点是其水头损失相当大,达到60-90kPa,即使目前最新研制的一些低压损系列,其水头损失也有40-60kPa,在工程使用中还是偏大的。这是产品安全技术要求的结果,目前还不能克服,在实际应用中由此产生的水头损失会更大。首先,产品样本上注明的水头损失一般是额定流量下的出厂测试值,尽管其水头损失与流量不成比例关系,但从笔者了解的几种产品的水头损失曲线看,其水头损失随流量的增加而有所上升,尤其是超过一定流量后其上升幅度较大。而在工程设计中,小区进水管的管径是按最高日小时流量选用,再叠加一次火灾的消防流量校核管径。故在实际工况中,应该按高空时的设计秒流量以及消防时的流量校核倒流防止器的水头损失值。另外,倒流防止器是一套机械产品,有严格的安装,检测和维护要求,阀体前后均须设隔离阀检修阀,阀前一般还需设管道过滤器,故整套阀组的水头损失会达到100kPa以上。因此减压型倒流防止器是不经济的,只有在必须时使用,不可盲目滥用。

　　2 对给水系统做合理选择

　　2.1给水系统的方式

　　加压给水系统有水汞-水箱联合供水,变频调速供水;系统的竖向分区可采用给水设备分区,也可共用给水设备竖向采用减压阀分区,或结合支管减压阀分区等,供水系统的方法需结合建筑竖向标高、建筑功能、用水量大小等综合考虑。在具体工程设计中,则需要对几种可行的系统分区方案,进行设备管网投资、运行费用、管网复杂程度等作分析比较,得出最优方案。

　　2.2 供水能耗的理论比较

　　建筑供水能耗与供水系统方式有很大关系,但运行费用的量化测算比较复杂。一方面,减压阀消耗的水头损失为无效压损,引起水泵机组所作的有用功增加:另一方面,水泵机组的效率也是运行能耗的关键因素。笔者认为在设计阶段,水泵的功率可以用公式N=qH/(3.6x102η)来估算,为进一步简化单位换算(注:仅用于相对比较),水泵的全年运行能耗W可以用全年水泵对用水量所作的有用功与水泵机组平均效率η的比值作粗略的比较,而水泵所作的有用功即为年用水量Q水贡扬程H,故供水机组的年运行能耗公式可简化为W=QH;而减压阀引起的无效能耗,理论上即为全年通过减压阀的流量与所减压力值的乘积。

　　水汞运行效率可从水贡性能的效率曲线图上查得。一般地建筑给水系统中的水汞都是小流量汞,高校区效率约为50- 78指进口或合资汞。从各系列水汞的效率曲线图可以看出,较大流量汞其效率也较高,水汞工频运行时的高效区域较宽,变频运行时效率有所下降,而且高效区变窄。设计选贡时是依据最高可能流量来确定的,这就意味着它将通常运行在最大流量以下区域,所以一般选变频汞应选择工频时效率曲线的右边,以保证在流量下降时保持较高效。但即便如此,

　　变频汞在某些时段也会滑出高效区运行,尤其是对某些用水量不大但用水变化系数比较大的建筑。

　　2.3给水设备分区与减压阀分区的比较

　　供水竖向分区是采用水汞分区还是减压阀分区,在有些工程中是明显容易选择的,而有些工程却要需要作一番分析比较。

　　例如,一个住宅小区,有20栋一梯二户的14-16层住宅,底部2层市政直供,2层以上供水设备可以不分区设一组,也可以分区设两组低区3-9层,高区10-16层。对两种方式作以下比较

　　前者能耗W1=QH/η,后者能耗W2=Q1H1/η1+Q2H2/η2,其中Q,H,η为水泵不分区时的全年供水量(即用水量)、水泵扬程、水泵机组的平均效率,Q1,H1,η1和Q2,H2,η2分别为水泵分区时的高低区全年供水量(即用水量)、水泵扬程、水泵机组的平均效率,Q,H,Q1,H1,Q2,H2均可经计算而得,且H≈H1,Q=Q1+Q2,水泵机组的平均效率可根据水泵效率曲线测算(注:供水机组的流量是按设计秒流量选用)。因小区比较大,供水流量比较大,每组供水设备均由3台水泵并联,运行时水泵多在工频高效区,只有一台水泵是变频运行,根据水泵效率曲线分析,两种分区方式其供水机组的平均效率相差不大,均可维持在50-50%;能耗测算结果,分区比不分区可节约能耗15%,分析其原因,这部分能耗主要是消耗在减压阀上。所以在水泵机组平均效率相差不大的情况下,不可为简化系统而盲目采用减压乏分区。

　　如果能耗测算结果是不分区供水与分区供水的能耗相差不大,则从简化管网、降低初次投资考虑应优先采用不分区供水。但如果能耗测算结果是不分区供水有所下降,但下降幅度不大,则要针对具体工程的管网布置、管道井、机房设置情况、投资成本和使用成本比较等作具体优化分析,才能得出最佳方案。

　　3.结束语

　　综上所述,在建筑节能设计中,给排水专业必须充分考虑无效水头损失所引起的供水系统能量浪费,慎重使用倒流防止器,优化供水系统的分区方式,同时迫切需要研制出低压损的管道防倒流装置,有关规范规程需对不同安全等级的场合使用不同类型的防倒流装置,有关规范规程需对不同安全等级的场合使用不同类型的防倒流装置作出规定,对高层给水系统的竖向分区统计出经验公式,以及在有条件的区域推广使用无负压变频供水技术。