節(jié)水節(jié)能設(shè)備.doc

節(jié)水節(jié)能設(shè)備與技術(shù)摘要：在我國日益嚴(yán)重的水資源短缺和水環(huán)境污染嚴(yán)峻形勢下，進(jìn)行全面節(jié)水，提高水的重復(fù)利用率，是緩解水資源短缺的重要途徑。在此著重分析建筑給排水在建筑設(shè)計中的幾種節(jié)水節(jié)能技術(shù)措施，探討節(jié)水節(jié)能設(shè)備、中水回用技術(shù)、熱水系統(tǒng)設(shè)計節(jié)水節(jié)能以及其他方面節(jié)水節(jié)能技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計；節(jié)水節(jié)能設(shè)備；中水回用技術(shù)；熱水系統(tǒng)；其他方面節(jié)水節(jié)能技術(shù)1.概述在我國日益嚴(yán)重的水資源短缺和水環(huán)境污染嚴(yán)峻形勢下，進(jìn)行全面節(jié)水，提高水的重復(fù)利用率，是緩解水資源短缺的重要途徑，也是關(guān)系到我國實(shí)現(xiàn)資源持利用、經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。在當(dāng)前的各行業(yè)用水中，建筑用水占到了很大的比例。但是，隨著城市建筑業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，建筑用水占城市總用水量的比例逐年增加，使得建筑給水排水工程的節(jié)水、節(jié)能問題不容忽略。因此，在滿足用水安全、穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性的前提下，建筑給排水設(shè)計還應(yīng)充分考慮節(jié)水節(jié)能問題，其意義非常重大。2.節(jié)水節(jié)能設(shè)備2.1衛(wèi)生器具的發(fā)展衛(wèi)生器具的歷史是人類歷史，從有器具起迄今已有幾千年了。美索不達(dá)米亞、愛情海、印度河、埃及等文明記載中詳細(xì)地展示了給排水衛(wèi)生設(shè)備通史。如這之后的古代記事“丹塗矢傳說”記載，從中國到朝鮮半島、東南亞，在水流過的地方都有水進(jìn)行沖洗的廁所。隨著人們的生活的定居化、都市化，相應(yīng)的器具也由此變遷起來。大型化住宅使得居住的人增多，從器具排出的污水也會增多。而污水排入河流會引起污染，是環(huán)境惡化，增加人類消化系統(tǒng)的疾病或感染。這就對污水管的衛(wèi)生性能的需求。由于污水管的發(fā)展、普及，都市生活環(huán)境的提高，衛(wèi)生器具也相應(yīng)的發(fā)展起來。相對的，隨著衛(wèi)生器具的普及，生活用水量的增加，因而器具的節(jié)水問題也愈加的明顯，從歐美開始，東南亞各國，坐便器沖水量開始為6L，為了節(jié)約用水采用2擋沖洗，大小便分開。衛(wèi)生器具的節(jié)水，不但是緩解水源的短缺，對地球的環(huán)境也有很大的影響，期望及發(fā)展、普及。2.2 節(jié)水節(jié)能衛(wèi)生器具與設(shè)備然而水的最終作為使用單元，對于水資源的充分利用和節(jié)約用水成為我們現(xiàn)在關(guān)注的重要問題，以前的老式的衛(wèi)生器具和配水器具浪費(fèi)了大量的水。如老式的高水位蹲式大便器的沖洗水箱，一次沖洗水量競達(dá)12 Ls，這造成極大的水資源浪費(fèi)：特別是在公共衛(wèi)生間沖水系統(tǒng)、市政公共廁所沖水系統(tǒng)的選擇方面，若選擇不當(dāng)，則造成極大的水資源浪費(fèi)。衛(wèi)生器具和配水器具的節(jié)水性能直接影響著建筑節(jié)水工作的成效，因此，在追求美觀、功能完善、使用合理的前提下，應(yīng)盡量選擇節(jié)水節(jié)能型衛(wèi)生器具。2.2.1節(jié)水型大、小便器在選用衛(wèi)生潔具時，在注重外觀、使用功能前提下，應(yīng)盡量選擇節(jié)水型衛(wèi)生器具。目前使用的節(jié)水型衛(wèi)生器具主要有：(1)使用6L水箱節(jié)水型大便器，據(jù)報道：采用兩檔沖洗閥，普通住宅可節(jié)水12，賓館、飯店可節(jié)水4，辦公樓呵節(jié)水27。(2)采用腳踏開關(guān)淋浴器、節(jié)水延時自閉沖洗閥等，均可以不同程度地起到節(jié)水、節(jié)能的效果。(3)公共衛(wèi)生間大、小便器采用感應(yīng)沖洗閥，利用紅外線作用，當(dāng)人離去后自動沖洗大、小便器，沖洗是用最小限度的水來進(jìn)行，以便達(dá)到節(jié)水效果。2.2.2節(jié)水型水龍頭(1)以瓷芯節(jié)水龍頭和充氣水龍頭代替普通水龍頭。在水壓相同的條件下，節(jié)水龍頭比普通水龍頭有著更好的節(jié)水效果，節(jié)水量為350大部分在20%一30之間。且在靜壓越高、普通水龍頭出水鼙越大的地方。節(jié)水龍頭的節(jié)水量也越大。因此。應(yīng)在建筑中(尤其在水壓超標(biāo)的配水點(diǎn))安裝使用節(jié)水龍頭。以減少浪費(fèi)。(2)采用延時自閉式水龍頭和光電控制式水龍頭的水箱。延時自閉式水龍頭在出水一定時后自動關(guān)閉，可避免長流水現(xiàn)象。出水時間町在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但出水時間固定后。不易滿足不同使用對象的要求。比較適用于使用性質(zhì)相對單一的場所，比如車站。碼頭等地方。光電控制式水龍頭可以克服上述缺點(diǎn)且不需要人觸摸操作可用在多種場所但價格較高。目前，光電控制小便器已在一些公共建筑中安裝使用。2.2.3節(jié)水型沐浴器在生活用水中, 淋浴用水約占總用水量的20%-35%。淋浴時因調(diào)節(jié)水溫和不需水擦拭身體時間較長, 若不及調(diào)節(jié)水量會浪費(fèi)很多水?，F(xiàn)在研制使用的節(jié)水型淋浴器包括帶恒溫裝置的冷熱水混合栓式淋浴器, 按設(shè)定好的溫度開啟扳手, 既可迅速調(diào)節(jié)溫度, 又可減少調(diào)水時間。帶定量停止水栓的淋浴器, 能自動預(yù)先調(diào)好需要的冷熱水量, 如用完已設(shè)定好的水量, 即可自動停止, 防止浪費(fèi)冷水和熱水。改革傳統(tǒng)淋浴噴頭是改革淋浴器的方向之一, 現(xiàn)在已經(jīng)使用的空氣壓水滲氣式噴頭可以節(jié)省一半水量。2.2.4節(jié)水型配水器材對淋浴器采用腳踏控制開關(guān), 大便器采用延時自動沖洗閥沖洗, 給水管道中安裝節(jié)流塞或減壓孔板等, 也能不同程度地起到節(jié)水節(jié)能效果。3.節(jié)水節(jié)能技術(shù)3.1節(jié)水新技術(shù)3.1.1推廣應(yīng)用新型節(jié)水設(shè)備推廣使用優(yōu)質(zhì)管材、閥門由于鍍鋅鋼管容易生銹，會造成水質(zhì)污染，長時間閑置后再使用時會有銹水放出導(dǎo)致浪費(fèi)。同時接頭處如果銹蝕也會漏水滲水。如果采用新型管材如鋁塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管、不銹鋼管、銅管、PPR管、PE管、PVCU管等就能很好的解決此類浪費(fèi)問題。閥門也是建筑給排水中最常用的配件之一，其類型和質(zhì)量的好壞也能影響用水的質(zhì)量。一般的，截止閥比閘閥關(guān)的嚴(yán)，閘閥比蝶閥關(guān)得嚴(yán)。當(dāng)同等條件時，我們就應(yīng)當(dāng)選用更能夠節(jié)水的閥門。3.1.2推廣使用節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具一套好的設(shè)備能夠?qū)λY源的節(jié)約產(chǎn)生非常大的作用。在選擇節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具時，除了要考慮價格因素和使用對象外，還要考察其節(jié)水性能的優(yōu)劣。大力推廣使用節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器材是建筑節(jié)水的一個重要方面。3.1.3完善熱水供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)隨著人們生活水平的提高，小區(qū)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用也得到了充分的發(fā)展，建筑熱水循環(huán)系統(tǒng)的質(zhì)量也逐漸變得越來越重要了。大多數(shù)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)存在嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。3.1.4控制超壓出流在我國現(xiàn)行的建筑給水排水設(shè)計規(guī)范中，雖對給水配件和入戶支管的最大壓力做出了一定的限制性規(guī)定，但這只是從防止因給水配件承壓過高而導(dǎo)致?lián)p壞的角度來考慮，并未從防止超壓出流的角度考慮，因此壓力要求過于寬松，對限制超壓出流基本沒有起作用。如果設(shè)計時沒有考慮這一方面的話會造成極大的水資源浪費(fèi)。所以應(yīng)根據(jù)建筑給水系統(tǒng)超壓出流的實(shí)際情況，對給水系統(tǒng)的壓力做出合理限定。3.3中水回用技術(shù)中水回用在國外早已應(yīng)用于實(shí)踐。美國、以色列、日本等國，廁所沖洗、園林灌溉、道路保潔、城市噴泉等用水，都大量使用中水。尤其是日本，自20世紀(jì)60年代起就開始使用中水，至今已有50 多年的歷史，較大的辦公樓或者公寓大廈都有就地廢水處理設(shè)施，主要作廁所沖洗。日本東京市和福岡市都有規(guī)定：新建筑面積在30000 m2 以上，或可回用水量在100 m3/d以上，都必須建造中水回用設(shè)施。我國是水資源短缺的國家之一。多年來，我國許多嚴(yán)重缺水的大城市如北京、天津、深圳、大連、青島、太原等都先后建立了中水工程設(shè)施，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境效益。例如，從1984年起，北京市環(huán)境保護(hù)研究所和北京市政設(shè)計院先后在機(jī)關(guān)大院和住宅小區(qū)開展了建筑中水回用的設(shè)施研究。截止目前為止，北京已有! 多座建筑中水回用設(shè)施在運(yùn)轉(zhuǎn)。天津市“七五”期間已對城市污水回用的政策、方案、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等作了大量研究工作，并制定了相應(yīng)的實(shí)施計劃。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，水的短缺問題必將越來越凸現(xiàn)，實(shí)施中水回用也必將更有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。3.2.1中水回用常規(guī)處理工藝中水回用技術(shù)包括生物法和物化法。目前，中水回用常規(guī)處理工藝中，常見的生物處理方法有生物接觸氧化法、活性污泥法等；常用的物化處理方法有混凝沉淀、過濾、活性炭吸附、消毒（紫外、氯氣、臭氧或二氧化氯等）等方法。通常，中水回用需將多種污水處理技術(shù)合理組合，即各種水處理方法結(jié)合起來深度處理污水，這是因?yàn)閱我坏哪撤N水處理方法一般很難達(dá)到回用水水質(zhì)的要求。3.2.2中水回用新工藝（1）MBR工藝，膜生物反應(yīng)器工藝是將生物處理與膜分離技術(shù)相結(jié)合而成的一種高效污水處理新工藝，近年來已經(jīng)被逐步應(yīng)用于城市污水和工業(yè)廢水的處理，在中水回用處理中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)是出水水質(zhì)良好，不會產(chǎn)生衛(wèi)生問題，感官性狀佳，同時處理流程簡單、占地少、運(yùn)行穩(wěn)定、易于管理且適應(yīng)性強(qiáng)。由于MBR工藝具備的獨(dú)特優(yōu)勢，自20世紀(jì)80年代以來在日本等國得到了廣泛應(yīng)用。目前，日本已有近100處高樓的中水回用系統(tǒng)采用MBR處理工藝。在我國，應(yīng)用此技術(shù)進(jìn)行廢水資源化的研究始于1993年，目前中水回用的研究領(lǐng)域中取得了階段性研究成果。(2)CASS是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR的進(jìn)水端增加了一個生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水，間歇排水。生物選擇器的設(shè)置，可以有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。CASS工藝對污染物質(zhì)降解是一個時間上的推流過程，集反應(yīng)、沉淀、排水與一體，是一個好氧缺氧厭氧交替運(yùn)行的過程，具有一定的脫氮除磷效果。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，CASS工藝具有建設(shè)費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用省，有機(jī)物去除率高、出水水質(zhì)好，管理簡單、運(yùn)行可靠，污泥產(chǎn)量低、性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。4.其他節(jié)水節(jié)能設(shè)備4.1海水苦咸水利用設(shè)備4.1.1膜蒸餾技術(shù)隨著膜制備技術(shù)的日趨成熟，已逐漸走向工業(yè)化。在能源日益緊張的現(xiàn)代社會，膜蒸餾海水淡化技術(shù)無疑具有很大的競爭力。因此膜蒸餾在苦咸水淡化產(chǎn)業(yè)上的得到了廣泛的應(yīng)用，膜蒸餾與傳統(tǒng)蒸餾相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：它不需要復(fù)雜的蒸餾系統(tǒng)，且能得到更純凈的餾出液；與一般的蒸發(fā)過程相比，它的單位體積的蒸發(fā)面積大；與反滲透比較，它對設(shè)備的要求較低，且過程中溶液濃度變化對海水淡化過程的影響小。因此，膜蒸餾被認(rèn)為是一種節(jié)能、高效的分離技術(shù)，為緩解能源的緊張?zhí)峁┝艘环N簡單有效的技術(shù)方法。表(1) 是膜法海水淡化的能耗及費(fèi)用。在利用太陽能或廢熱的情況下，膜蒸餾所需的能耗僅為反滲透的1/2電滲析的1/5，可從直觀上看到膜蒸餾技術(shù)的節(jié)能性。表（1）膜法海水淡化的能耗及費(fèi)用 膜法海水淡化的能耗（kWh/m3）造水費(fèi)用(日元/m3)造水規(guī)模(d/m3)反滲透約7約20020000膜蒸餾約12約3（利用太陽能或廢熱）約250300數(shù)百電滲透約15約7約60020004.1.2風(fēng)能淡化技術(shù)風(fēng)能海水淡化主要有2種途徑：(1)直接利用風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械能進(jìn)行海水淡化，可利用的技術(shù)有MVC和RO；(2)利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組先將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后利用電能進(jìn)行海水淡化，可行的技術(shù)有MVC、RO和ED。直接將風(fēng)能用于海水淡化，即利用風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)動能直接驅(qū)動反滲透泵或蒸汽壓縮單元，還存在一些問題，如風(fēng)力波動則影響到泵的流量或壓縮機(jī)的壓縮穩(wěn)定性等，因此這種直接利用風(fēng)能的應(yīng)用比較少。大多數(shù)情況下，可以先利用風(fēng)能發(fā)電，之后用于海水淡化。風(fēng)能海水淡化脫鹽技術(shù)的選擇取決于給水質(zhì)量和產(chǎn)水質(zhì)量要求。膜法(RO和ED)產(chǎn)水中含鹽量通常高于蒸法(MVC)，而且電滲析法海水淡化能耗較高，通常用于低鹽度(5 00010-6)的苦咸水淡化，但RO法綜合能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸法，具有較大優(yōu)勢。但是，風(fēng)能海水淡化技術(shù)，尤其是風(fēng)能獨(dú)立海水淡化技術(shù)還不完全成熟，目前已有的工程多為小型的示范工程，相關(guān)研究也處在快速發(fā)展階段，還有待完善。4.2農(nóng)業(yè)用水器具設(shè)備變頻控制設(shè)備由于實(shí)現(xiàn)了自動控制.避免了人工操作.同時也避免了電機(jī)的頻繁啟動.節(jié)省了啟動電量.延長了系統(tǒng)的使用壽命.提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，變頻技術(shù)現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和控制工程中.但用于節(jié)水灌溉上還不多見.本文就變頻技術(shù)在節(jié)水灌溉的供水系統(tǒng)中恒壓變流的應(yīng)用作了一些有益的工作.取得了良好的效果/事實(shí)上.采用變頻器不但可實(shí)現(xiàn)恒壓變流.還可以實(shí)現(xiàn)恒流變壓.甚至變流變壓的供水方式通過軟件編程實(shí)現(xiàn).以滿足不同用戶的要求。4.3 熱水系統(tǒng)設(shè)計節(jié)水節(jié)能設(shè)備4.3.1用太陽能熱水器作為熱水加熱的節(jié)能技術(shù)太陽能作為清潔能源是節(jié)能的重要途徑，利用太陽能制備生活熱水，既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境。我國大部分地區(qū)均適合推廣使用太陽能熱水器。太陽能熱水器由集熱器、儲水箱、給水箱、循環(huán)管、循環(huán)泵、配水管等組成，由70年代發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：第一階段是箱式集熱器，技術(shù)原始、效率低；第二階段是管板式太陽能集熱器，利用傳統(tǒng)集熱技術(shù)并加以改進(jìn)，效率可達(dá)40，價格便宜、壽命較長，但熱損失大，冬季和陰天不能使用，易損壞；第三階段是真空管式集熱器，又分玻璃套金屬管式和全玻璃式，基本做到?jīng)]有熱損失，效率提高、受季節(jié)和天氣的影響程度小、壽命更長，但價格相對較高。太陽能熱水器的安裝方式不同，節(jié)能效果也有所區(qū)別。對于多層建筑，太陽能宜分散設(shè)置，在樓梯間公共部位設(shè)管道井，各戶的太陽能進(jìn)出水管均設(shè)在管井中，每戶的太陽能集熱板、熱水箱設(shè)置在屋面。對于高層建筑，除上部幾層可設(shè)置分散的太陽能熱水器外，其它層應(yīng)采用集中供熱的太陽能熱水系統(tǒng)。高層建筑太陽能的利用有直接利用和間接利用。直接利用是把整個屋面均布置成幾組串連集熱的太陽能聚熱板，在樓梯間頂部設(shè)水箱間，熱水箱內(nèi)設(shè)電輔助加熱設(shè)備，熱水采用上供下回，循環(huán)泵設(shè)置在水箱間；間接利用是太陽能板集中設(shè)置在屋面或與景觀相結(jié)合，設(shè)置在小區(qū)內(nèi)的道路架空間上面，換熱器熱水箱設(shè)在地下室設(shè)備間內(nèi)，制備好的熱水再用變頻泵送到各用戶。4.3.2熱泵技術(shù)地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量。包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng)，地源熱泵技術(shù)充分利用可再生能源，是一項(xiàng)值得大面積推廣的建筑節(jié)能技術(shù)。目前，地源熱泵技術(shù)主要用于中央空調(diào)系統(tǒng)，而在給排水設(shè)計主要用于熱水供應(yīng)。地源熱泵熱水系統(tǒng)由低溫?zé)嵩?、水源熱泵?換)熱設(shè)備、熱水管網(wǎng)、輔助熱源(有時需要)組成。地源熱泵熱水系統(tǒng)主要有：(1)按是否由熱泵機(jī)組直接供給可分為：直接供水、間接供水：(2)按熱泵機(jī)組用途可分為：獨(dú)立熱水系統(tǒng)熱水與空調(diào)聯(lián)合系統(tǒng)。地源熱泵熱水系統(tǒng)節(jié)能表現(xiàn)在以下三方面：(1)熱泵的輸出功率大于輸入功率；(2)利用低溫(品位)