利用市政管网余压的建筑给水节能工程应用

利用市政管网余压的建筑给水节能工程应用

金腾1张艳霞2张少侠3

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1身份证号码：22082219851016xxxx；2身份证号码：37082919861017xxxx；3身份证号码：37081119871001xxxx

摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，采用管网叠压供水方式，可充分利用市政管网压力为建筑低层供水，通过加装旁通管并配合加压泵，以克服气候和季节对城市自来水管网的压力变化影响。为提高管路效率，必须减少给水系统管路阻力，同时要确保管路的密封性完好，从而降低能量损耗。通过小区泵站改造前后耗电量对比发现，采用余压利用系统之后，节能效果显著。

关键词：管网叠压供水；市政管网压力；余压利用系统；节能

引言

现阶段，我国建筑行业迅速发展，建筑功能日益完善，有利于进一步优化人们的生活品质。然而，建筑施工过程中也出现了各种问题，给水排水系统设计不科学的问题较为突出，造成了大量水资源的浪费，这对于构建节约型社会而言尤为不利。所以，我们应高度重视建筑给水排水系统的设计，统筹考虑、合理规划，在确保安全供水的同时，降低能源消耗。

1功能规划

主要功能规划如下：（1）设定功能根据监控中心计算出的PID控制参数，控制供水压力达到设定值，并具有手动设定供水压力及PID控制参数功能；（2）供水工况监测功能对市政管网来水压力、供水站水泵运行情况、供水压力、流量及能耗进行采集，通过触摸屏显示这些数据；（3）数据通讯功能向供水监控中心输送采集到的数据，并接受监控中心下发的指令，实现供水站与监控中心之间的远程通信；（4）故障报警及处理功能对供水站变频器及水泵故障、供电电压异常和供水压力异常等情况进行报警，并进行紧急处理。

2利用市政管网余压的建筑给水节能工程应用

2.1市政管网水压直接为低区供水

对于层数较多的建筑来说，利用市政管网水压很难满足全部供水，但可以直接给低区供水。有些技术人员在管网设计过程中，将市政管网进水引入地下贮水池，使管网水压未得到有效发挥，用户给水由泵供给，造成市政水压没有得到妥善利用。根据有关部门的统计分析，位于高层建筑低层的洗浴中心、洗衣房、美发厅、饭店等公共服务商业设施的用水量占总用水量的50%～60%，这些都是通过水泵来供水，没有很好地利用余压，导致耗能非常高。为保证城镇供水的安全，给水管网大多采用环状网供水，此供水方式有两种方法：一种设计供水压力的因素主要考虑市政管网提供的水压以及用水器具的供水最低工作压力要求；另一种是根据楼层的水压分布情况进行分区，建筑的低层采用市政管网供水，以充分利用余压，节约能耗。

2.2采用节水节能型管材

管材的耐腐性、管臂粗糙度、卫生性能对建筑给排水系统节能节水效果的影响较为深刻。建筑项目中不得采用镀锌钢管，因这一类钢管极易生锈、腐蚀、泄漏、堵塞、结垢等缺陷，从而影响水质，造成二次污染，大肠杆菌、细菌等严重超标，严重情况下出现“红水”、“黄水”、“黑水”的现象，水质差，不利于人们的生活品质，造成大量水资源浪费。同时，因生锈而出现的粗糙内壁增加了定网的阻力，加压能力被浪费。因此，在建筑项目中我们应采用新型给水管材，例如复合材料管材（铝塑复合管、钢塑复合管等）、塑料管材（PE，PPC，UPVC），从而实现显著的节能节水作用。

2.3管路节能

给水系统管路消耗的能量与管路效率成正比关系，而管路效率随着管路阻力的增大而降低。为了提高管路效率，必须减少给水系统管路阻力，从而降低能量损耗。目前，管路节能途径主要有以下几种。（1）选用合适的管材。通过改善液体流动的边界条件可以降低管路沿程阻力，关键要解决流体与壁面的分离，防止产生漩涡区或者降低漩涡区的大小和强度。可以考虑采用复合管、玻璃钢管以及塑料管等较低阻耗管材。（2）严格控制管件的数量。管路中的管件增多，则造成建设成本增加，还会导致局部损失几率提高，只要能使供水系统正常运行，使用的管件数量越少越好。（3）合理选择管径。由达西公式可知，管路中圆管水头的损失和给水管径的五次方之间成反比例关系。为了减少给水系统管路水头损失，可以合理提高配水管径。但是管径增加，成本也随着增大，在管路设计过程中，为了更好地节能，必须正确选择管径的大小，以便减少水头损失。（4）降低管路长度。管路沿程损失与管路长度成正比关系，合理地降低管路的长度，能够降低管路沿程损失，降低能耗。（5）保证水泵叶轮进口处的流态均匀。

2.4实现对雨水的利用

雨水利用是指对雨水进行有效收集，采用特殊的设施，通过有效的化学、物理处理后，优化水资源，并确保水资源达标后再进行利用，通过处理的水能够用于景观用水、城市绿化、工业用水等，有效降低用水量，减少污水处理费用。一般情况下，收集雨水的方式有两种：其一设计有坡度的地面，将雨水引入到沉淀池中；其二利用排水管将屋顶的雨水引入到沉淀池中。沉淀池高低不同，分层分级，梯形降低，最后一层的沉淀池直接进入蓄水池中，再送入到水系统中。

2.5保证管路的密封性

如果管路的密封性不好，空气就会在管路的负压处跑进管内，导致管路负压处的水流在气压下往外泄露，管路的效率随着泄漏量的增多而降低。同时，管道内的空气使过水断面面积减少，未有效利用管径也会造成管路的效率降低。因此，管路中的承插接头或者法兰必须连接牢靠，要经常检查管路是否出现裂缝、伸缩缝的止水是否遭到破坏，以确保管路的密封性完好，使其高效运行。

2.6应用太阳能加热供水技术

太阳能是一种典型的、无污染、清洁的可再生能源，其广泛运用于各行各业生产活动中，很多企业成立了专门的太阳能研究部门，高度重视太阳能高效利用的研究，这不仅有利于企业可持续发展，而且能够持续利用社会资源、构建节约型社会来讲都是大有裨益的。在建筑给排水系统设计中运用太阳能加热供水技术，能够有效降低人们热水使用时浪费的天然气和电能。

2.7市政管网压力在高区中的利用

利用市政管网压力以及二次加压的方式可以更好地为高区供水。采用管网叠压供水，可以更好地利用市政管网余压。为了使设备达到稳压、节能的目的，多在管网上安装一个增压稳流给水设备（余压利用系统），管网前端直接连着水泵，水泵进水储水设备装有压力调节罐，则调节罐内的气体通过真空消除器向外排出，即管网内所生成的负压可以直接由真空消除器来抑制。管网二次增压供水是在自来水管网的原有压力获得充分利用的基础上来实现的。若用水压力及水量要求能够满足，用水管网直接通过旁通止回阀供水；否则，水泵通过安装在其上的压力传感器（如电接点压表、压力控制器等）进行检测，根据传感器的信号进行工作。

结语

根据市政管网提供的水压以及用水器具的供水最低工作压力要求，建筑的低区采用市政管网供水，以充分利用余压，节约能耗。通过减少给水系统管路阻力，以提高管路效率，同时要确保管路的密封性完好，使其高效运行，从而降低能量损耗。管网叠压供水方式能够向市政管网进行抽水，充分发挥市政管网压力为建筑低层供水，同时安装贮水池，避免水泵从市政管网中直接抽水。可考虑提高贮水池标高，以降低加压水泵的扬程；通过加装旁通管并配合加压泵，以克服气候和季节对城市自来水管网的压力变化影响。通过小区泵站改造前后耗电量对比发现，采用余压利用系统之后，市政进水的水力损失降低，供水管网的入口压力增大，从而使泵的轴功率降低，节能效果显著。

参考文献：

[1]魏天云，刘德明．节水用水器具的节水效益分析与工程应用［J］．安阳工学院学报，2016（2）：54－56．

[2]冯少凤．阀门控制利用管网余压供水节能试验研究［D］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2009．