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2006-07-17 16:45 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
一、前言
能源是發(fā)展國民經(jīng)濟的重要物質(zhì)基礎,也是制約國民經(jīng)濟的一個(gè)重要因素,我國和世界上絕大多數國家一樣面臨著(zhù)能源危機,而在加強能源建設的同時(shí),最大限度地提高能源的利用效率,大力降低能耗也已經(jīng)越來(lái)越得到重視。
根據<<中華人民共和國節約能源法>>的有關(guān)規定,固定資產(chǎn)投資工程項目的設計和建設,應當遵循合理用能標準和節能設計規范,達不到合理用能標準和節能設計規范要求的項目,依法審批的機關(guān)不得批準建設;項目建成后,達不到合理用能標準和節能設計規范要求的,不予驗收。住宅建筑為建設部指定要求采用節能技術(shù)的建筑物之一。
二、住宅建筑給排水節能途徑
根據我國現行供水情況及住宅用水情況,住宅建筑給排水節能主要有以下幾個(gè)途徑:
1. 盡可能利用太陽(yáng)能用作住宅熱水加熱。
2. 合理利用市政管網(wǎng)余壓,采用分區給水方式。
3. 采用節水型衛生器具,減少供水量,同時(shí)也減少供水能耗。
三、利用太陽(yáng)能用作住宅熱水加熱的節能技術(shù)措施
3.1. 利用太陽(yáng)能用作住宅熱水加熱的使用范圍及太陽(yáng)能熱水器的分類(lèi)。
3.1.1 太陽(yáng)能作為清潔能源,取之不盡,用之不竭。是節能的重要途徑,太陽(yáng)能熱水器是由集熱器、儲水箱、給水箱、循環(huán)管、循環(huán)泵、配水管等組成。我國大部分地區均處北緯40度以北,日照時(shí)間較長(cháng),均適合推廣太陽(yáng)能熱水器。
3.1.2 根據現在使用的太陽(yáng)能熱水器技術(shù),按集熱器形式可分為平板型和真空管型。
a.平板型:在住宅中使用的小型熱水器中,目前多采用自然循環(huán)方式,且為單循環(huán),即集熱器內被加熱的水直接進(jìn)入儲水箱提供使用。結構簡(jiǎn)單,成本較低?箖瞿芰θ。
b. 真空管型:全玻璃真空管結構簡(jiǎn)單,價(jià)格適中,水在玻璃管內直接被加熱,其組成的家用熱水器一般是將真空管直接接入非承壓水箱,采用落水法取熱水。也有采用金屬熱管組合的承壓式及采用U型管組合的分離式,在不同地區都全年使用。具有抗凍、耐壓和耐冷熱沖擊能力。
熱管型真空管,其管內無(wú)水,具有抗凍、耐壓和耐冷熱沖擊能力,可連接承壓水箱,采用雙循環(huán)系統,更適用于各種規模的熱水系統,價(jià)格較高。
3.2.安裝方式:
3.2.1 單幢建筑或多幢建筑合用太陽(yáng)能熱水器,并設置熱水箱,用作戶(hù)內熱水器預熱水源,單戶(hù)內設置快速熱水器。
優(yōu)點(diǎn):利用太陽(yáng)能熱水器作預熱,可充分利用太陽(yáng)能的能量。春、夏、秋季熱水溫度基本可滿(mǎn)足家庭使用要求,冬季也可充分利用太陽(yáng)能,節能效果明顯?蓮V泛使用于多層及高層住宅,可多人連續使用。
缺點(diǎn):由于太陽(yáng)能熱水器為公用,需設置于有物業(yè)管理的小區內;由于屋頂太陽(yáng)能熱水器僅作預熱,故每戶(hù)住宅內需增設熱水器,以便隨時(shí)提供熱水,(一般與快速式電熱水器配合最佳,與其他快速式熱水器配合也較好,不宜與容積式熱水器配合使用-節能效果不佳);需設置熱水表用來(lái)計量熱水用水量。
優(yōu)點(diǎn):每戶(hù)單獨設置,控制方便,戶(hù)內可不用增設熱水器。
缺點(diǎn):只適用于多層建筑,熱水器安裝高度受用戶(hù)水壓限制,使用熱水時(shí)需要放掉水量較多,根據屋頂太陽(yáng)能熱水器水量不適合多人連續使用,電熱器設置于屋頂,維修及管理不便,陰雨天使用時(shí)需電加熱較長(cháng)時(shí)間。
3. 3 使用太陽(yáng)能熱水器的選擇方式及節能效果:
3.3.1 具體應用太陽(yáng)能熱水器應根據工程具體情況及住宅小區物業(yè)管理情況確定,在土建施工階段預留熱水器進(jìn)出水管及管道井,在管理條件許可的情況下,應優(yōu)先采用第一種供水方式,根據現有太陽(yáng)能熱水器技術(shù),使用全玻璃真空管比較經(jīng)濟合理。
3.3.2 節能效果:用水量按每人次淋浴熱水量100L/人。次考慮,常年冷水平均水溫10度,淋浴熱水溫度40度考慮,平均每人每次淋浴耗能=100L*(40度-10度)*(4.19*103J/kg.度)=12570000 J,按每度電能熱功當量3617000J/KWH計算,考慮熱水器加熱效率0.9,每人次淋浴用電量=12570000/(3617000*0.90)=3.86Kwh.按每人每月淋浴八次,每戶(hù)三人,80%使用太陽(yáng)能熱水器中熱水計算,每戶(hù)住宅每年可節電=3人*8次*12月*3.86kwh/人。次*80%=889KWH.節能效果相當明顯。
3.3.3 工程造價(jià):按杭州市日照情況設計。太陽(yáng)能集熱面積計算如下:H.F.η。K1.K2=L.C.ΔT. H –太陽(yáng)輻射量,杭州市為20130KJ/M2;F-太陽(yáng)能熱水器集熱面積;η-熱水器日平均效率,一般為0.5;K1-容積系數,取1.0; K2-系統熱損系數,取0.8;L-產(chǎn)水量(三口之家按300L/天計算);C-工質(zhì)比熱容,4.19kJ/kg.0C ;ΔT-冷熱水溫差,按夏天淋浴用水量最大時(shí)計算,熱水400C ,冷水250C ,溫差150C .每戶(hù)需太陽(yáng)能集熱管面積2.1平方米,工程造價(jià)市場(chǎng)價(jià)格約在1000元/平方米左右,包括給水管等其他設施,工程造價(jià)約2500元/戶(hù)(一戶(hù)三口計算),按上述節能889KWH計算,市場(chǎng)電能價(jià)0.53元/KWH,每年可節約費用471元,考慮部分維修管理費用,6年可收回投資(不計投資利率情況下),節能性?xún)r(jià)比極高。
四、合理利用市政管網(wǎng)余壓,采用分區給水方式并采用新型供水設施的節能措施
在城市供水中,根據城市供水規模大小不同,一般市政給水管網(wǎng)壓力均在0.2~0.4MPa之間,只能滿(mǎn)足三~五層多層建筑供水壓力,現在城市城區土地利用率均較高,城區住宅高層建筑增多,且一般多層住宅樓層均在五層以上,供水壓力要求采用二次加壓。合理利用市政管網(wǎng)壓力,采用分區供水方式并采用新型供水設施,可以減少二次加壓能耗。如市政管網(wǎng)壓力為0.3Mpa,則五層及以下樓層可采用市政管網(wǎng)直接供水,五層以上采用無(wú)負壓變頻供水設備供水。這樣即不浪費市政管網(wǎng)余壓又不至于使低樓層管網(wǎng)壓力過(guò)高,造成能耗及水量浪費。
4.1 采用分區供水方式,可節約采用市政直接供水部分樓層的加壓能源。
4.2 使用無(wú)負壓給水設備加壓與傳統二次加壓方式比較(傳統加壓方式為市政管網(wǎng)供水至水池,然后由水泵供應至屋頂水箱)有以下優(yōu)點(diǎn):1. 可減少投資;傳統加壓方式需要建水池及屋頂水箱,使用無(wú)負壓給水設備可取消水池及水箱。2. 可減少污染;自來(lái)水在水池及水箱內增加停留時(shí)間,水中余氯余量低,微生物含量高,使用新型設備后水質(zhì)同自來(lái)水。3. 可節省大量能源;傳統二次加壓方式是將自來(lái)水直接放入水池或水箱中,使原有壓力全部為零,再從零從新加壓供水;而無(wú)負壓變頻設備完全利用原有市政管網(wǎng)壓力供水,與供水管網(wǎng)直接串接,差多少,補多少。4. 可減少水資源浪費,由于傳統方式中,水池、水箱均為混凝土結構,滲水、跑水、漏水、蒸發(fā)不可避免,而且水池、水箱需定期清洗,需要大量清洗水。
4.3 節能效果:每立方米水增壓1m需要做功1000kgf.m=1*104J,水泵效率一般在0.6左右,按每度電能熱功當量3617000J/KWH計算,需電能0.005KWH,按平均日生活用水量100L/人。日計算,如充分利用0.3MPa市政管網(wǎng)壓力,相比傳統水池、水泵二次加壓方式,需二次加壓用戶(hù)(三口之家)一年可節約能源3人*365天*0.1立方米/人。日*30m水壓*0.005kwh=16.5KWH,且比傳統加壓方式更能節約投資;相比現行在小區內采用無(wú)負壓變頻給水裝置,卻不采用利用市政管網(wǎng)壓力直接供水的供水方式(該方式會(huì )造成低層給水用戶(hù)給水壓力過(guò)高,導致低層用戶(hù)能耗及水耗增加),可節約在市政供水管網(wǎng)壓力供水范圍內的用戶(hù)給水能耗和水耗,若對小區給水管網(wǎng)進(jìn)行合理設計,與室外消防栓合用給水管網(wǎng),可基本不增加管網(wǎng)投資?傊,采用該節能方式節能效果還是比較顯著(zhù)的,節能性?xún)r(jià)比極高,故值得大力推廣。
五、使用節水型衛生器具,減少用水量及加壓能耗
我國是水資源比較緊缺的國家,現我國大力提倡使用節水型衛生器具,除節水效果外,其節能效果也是比較顯著(zhù)的。目前使用節水型器具主要有以下幾點(diǎn);
5.1 減少馬桶沖洗水量: 目前,我國普遍采用沖水量≥9 L的坐便器,耗水量大。若全部使用沖水量≤6L的馬桶且采用兩擋沖洗閥門(mén),則住宅可節水12%,賓館、飯店可節水4%,辦公樓可節水27%.
5.2 廚房、沐浴、盥洗的節水
廚房的洗滌盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龍頭若采用充氣水嘴,可節水且不減小水柱的直徑,充氣率一般可在15%左右。即節水率在15%左右。
節能效果:若在住宅中充分使用節水型衛生器具,可節約住宅生活用水量的10%左右,也就是節約用水加壓能源的10%左右,節能效果跟住宅高度成正比,建筑物越高,節能效果更顯著(zhù)。其節能投資也比較。ü澦托l生器具比普通型衛生器具價(jià)格稍貴),考慮既節水又節能,應值得大力推廣。
六、其他節能方式
根據我國供水情況,其他節能方式可考慮使用內壁光滑的供水管材,減少管道沿程水頭損失;使用低阻力閥門(mén)和倒流防止器等,減少管道局部水頭損失;管道水力損失降低后,相應可減少水泵供水壓力,以此方式來(lái)降低供水能耗。
七、結束語(yǔ)
建筑給排水節能潛能很大,若能充分利用太陽(yáng)能及管網(wǎng)余壓和充分使用節水型衛生器具及其他節能方式,可節約許多能量及用水量,是一件利國利民的大事。且其節能效果性?xún)r(jià)比較高,應值得大力推廣使用。
參考文獻:ISBN 7-112-04882-6. 高明遠、岳秀萍 《建筑給水排水工程學(xué)》。 中國建筑工業(yè)出版社 2002.
作者簡(jiǎn)介:潘志軍(1973~),男,浙江舟山人,工程師,從事建筑給排水設計工作。
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