给排水节能设计要点

3.5　给排水节能设计要点

3.5.1　给水节能设计要点

1）给水节能设计依据

应按现行《建筑给水排水设计规范》（GB50015—2003，2009年版）选取给水用水定额。当采用中水、雨水等作为冲厕等其他用水时，应减去此部分用水定额。

2）采用合理的供水系统

①充分利用市政供水压力。

②小区给水系统设计应综合利用各种水资源，宜实行分质供水，充分利用再生水、雨水等非传统水源；优先采用循环和重复利用给水系统。

③高层建筑给水系统分区：

a.各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；

b.静水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；

c.各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。

④居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa。

⑤居住小区的供水系统：

a.当居住小区采用小区集中供水系统时，宜根据小区的规模、建筑物布置等情况采用集中或相对集中的供水泵站。

b.供水泵站宜在供水范围内居中或靠近用水量最大的用户布置，应避免室外供水管线过长，造成水泵扬程增大。

3）加压供水方式的选择

常用的加压供水方式及其能耗比较见表3.31所示。

表3.31　常用供水方式比较表

注：一次投资包括供水设备、水池、水箱及设备用房等，运行费用指电费。

由上表可知，从节能节水比较，4种常用供水方式中高位水箱供水和管网叠压供水占有优势，但在工程设计中，在考虑节能节水的同时，还需兼顾其他因素，综合考虑选用合理的供水方式。

在有条件设置高位水箱且允许采用管网叠压供水的地方，可采用常速泵组＋高位水箱管网叠压供水的供水方式，这样最节能节水。优点如下：

①可利用市政供水压力；

②水泵Q＝Q_h（最大日最大时流量），为变频调速泵组流量q_s（设计秒流量）的1～1/3；

③水泵均在高效段运行；

④高位水箱供水安全、稳定、节水。

4）供水设备

（1）常速泵的选择

①水泵的Q-H特性曲线，应是随流量的增大，扬程逐渐下降的曲线。

②应根据管网水力计算进行选泵，水泵应在高效区内运行。

③采用管内壁光滑、阻力小的给水管材，适当放大管径以减少管道的阻力损失和水泵扬程。

（2）气压供水设备的选择

①气压水罐内的最低工作压力，应满足管网最不利点处的配水点所需水压。

②气压水罐内的最高工作压力，不得使管网最大水压处配水点的水压大于0.55MPa，且应设置入户管减压措施，控制入户管处供水压力。

③气压供水设备的其他要求见《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003（2009年版）第3.8.5节。

（3）变频调速泵组的选择

①变频调速供水适用于每日用水时间较长、用水量经常变化的场所。从节能考虑，系统宜有一定的用水量规模。

②变频调速供水宜采用恒压变量的方式运行。大型区域低区泵站可采用变压变量方式运行。

③水泵（组）的设计流量Q_j需符合如下要求：

a.建筑内系统的设计流量应按设计秒流量确定；

b.供水规模小于3000人的居住小区的设计流量应按设计秒流量确定；

c.供水规模大于3000人的居住小区的设计流量应按最大小时流量确定；

d.不同用水性质的建筑共用同一系统时，不宜将各栋建筑的设计流量直接叠加。建议在分析它们同时发生可能性的基础上，结合有关规范（程）综合确定。

（4）管网叠压供水设备的选择

①在市政供水范围内，生活（生产）给水系统采用管网叠压供水时，应经当地供水行政主管部门及供水部门同意。

②以下区域不得采用叠压供水：

a.经常性停水的区域；

b.供水干管可资利用的水头过低的区域；

c.供水干管压力波动过大的区域；

d.采用管网叠压供水后，会对周边现有（或规划）用户用水造成严重影响的区域；

e.供水干管的总量不能满足用水需求的区域；

f.供水干管管径偏小的区域；

g.当地供水行政主管部门及供水部门认为不得使用的区域。

③以下用户不得采用管网叠压供水：

a.用水时间过于集中，瞬间用水量过大且无有效调储措施的用户（如学校、剧院、体育场馆）；

b.供水保证率要求高，不允许停水的用户；

c.对有毒物质、药品等危险化学物质进行制造、加工、储存的工厂、研究单位和仓库等用户（含医院）。

5）节水器具、仪表

（1）采用节水器材、器具既节水又节能

①给水水嘴应采用陶瓷芯等密封性能好、能限制出流流率并经国家有关质量监测部门检测合格的节水水嘴。

②大、小便器应采用节水型产品，坐便器水箱容积不大于6L。

③公共浴室及设公共淋浴器的场所，宜采用设有可靠恒温混合阀等阀件或装置的单管供水，有条件的地方宜采用高位混合水箱供水；多于3个淋浴器的配水管道，宜布置成环状。

④公共卫生间宜采用红外感应水嘴、感应式冲洗阀小便器、大便器等，消除长流水的水嘴和器具。

（2）合理配置水表等计量装置

①建筑物的引入管、住宅的入户管及公用建筑物需计量的水管上均应设置水表。

②水表的选择、安装等均应符合《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003的有关条款的要求。

③大专院校、工矿企业的公共浴室、大学生公寓、学生宿舍公用卫生间的淋浴器宜采用刷卡用水。

3.5.2　热水系统节能设计要点

1）热源选择

集中热水供应系统的热源选择顺序

①利用工业余热、废热、地热，既节能又消除污染。

②地热水资源丰富且允许开发的地区，可用做热源，也可直接用做生活热水。

③凡当地日照时数大于1400h，年太阳辐射量大于4200MJ/m²的地区，可采用太阳能做为热源。

④具备可再生低温能源的下列地区可采用热泵热水供应系统：

a.在夏热冬暖地区，宜采用空气源热泵热水供应系统；

b.在地下水源充沛、水文地质条件适宜，并能保证回灌的地区，宜采用地下水源热泵热水供应系统；

c.在沿江、沿海、沿湖、地表水源充足，水文地质条件适宜，及有条件利用城市污水、再生水的地区，宜采用地表水源热泵热水供应系统。

⑤当没有条件利用工业余热、废热、地热或太阳能等热源时，宜优先采用能保证全年供热的热力管网作为集中热水供应的热源。

⑥上述条件不可利用时，可设燃油、燃气热水机组或电蓄热设备等供给集中热水供应系统的热源或直接供给热水。

⑦升温后的冷却水，当其水质符合本规范第5.1.2条规定时，可作为生活用热水。

局部热水供应系统的热源可因地制宜的采用太阳能、空气源热泵、燃气、电等。当采用电能为热源时，宜采用储热式电热水器，以降低电功率。

2）基本参数的合理选择与设计

（1）热水用水定额

应按《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003（2009年版）的规定选择，推荐按规范“热水用水定额”的低值选用。

（2）热水量、耗热量计算

按《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003（2009年版）第5.3节相应条款及公式计算。

（3）供水水温

热水供水温度宜控制在55～60℃，温度大于60℃时，一是将加速设备与管道的结垢和腐蚀，二是系统热损失增大耗能，三是供水的安全性降低，而温度小于55℃时，则不易杀死滋生在温水中的各种细菌，尤其是军团菌之类致病菌。

（4）供水水质及水质处理

集中热水供应系统的原水的水处理，应根据水质、水量、水温、水加热设备的构造、使用要求等因素经技术经济比较按下列规定确定：

①当洗衣房日用热水量（按60℃计）≥10m³且原水总硬度（以碳酸钙计）＞300mg/L时，应进行水质软化处理；原水总硬度（以碳酸钙计）为（150～300）mg/L时，宜进行水质软化处理。

②其他生活日用热水量（按60℃计）≥10m³且原水总硬度（以碳酸钙计）＞300mg/L时，宜进行水质软化或阻垢缓蚀处理。

③经软化处理后的水质总硬度宜为：

a.洗衣房用水：50～100mg/L；

b.其他用水：75～150mg/L；

④水质阻垢缓蚀处理应根据水的硬度、适用流速、温度、作用时间或有效长度及工作电压等选择合适的物理处理或化学稳定剂处理方法。

⑤当系统对溶解氧控制要求较高时，宜采取除氧措施。

3）系统设计

（1）保证配水点处冷热水压力平衡

集中热水供应系统应保证配水点处冷热水压力的平衡，其保证措施为：

①高层建筑热水系统的分区，应与给水系统的分区一致，各区水加热器、储水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应；当不能满足时，应采取保证系统冷、热水压力平衡的措施。

②同一供水区的冷、热水管道宜相同布置并推荐采用上行下给的布置方式。

（2）设置合理的循环管道

合理设置热水回水管道，保证循环效果，节能节水。

①集中热水供应系统应设热水循环管道，其设置应符合下列要求：

a.热水供应系统应保证干管和立管中的热水循环；

b.要求随时取得不低于规定温度的热水的建筑物，应保证支管中的热水循环，或有保证支管中热水温度的措施；

c.循环系统应设循环泵，并应采取机械循环。

②设有3个或3个以上卫生间的住宅、别墅，当采用共用水加热设备的局部热水供应系统时，宜设热水回水管及循环泵。

③建筑物内的热水循环管道宜采用同程布置的方式；当采用同程布置困难时，应采取保证干管和立管循环效果的措施。

④居住小区内集中热水供应系统的热水循环管道宜根据建筑物的布置、各单体建筑物内热水循环管道布置的差异等，采取保证循环效果的措施。

（3）小区热源站、水加热设备站的布置

①小区的热源站、水加热设备站宜居中布置。

②一个水加热设备站的服务半径不宜大于1000m。

③水加热设备站的布置供应范围应与给水加压泵房一致，宜靠近热水用水负荷大的建筑，宜靠近热水供应范围内最高的建筑。

4）设备选择

①水加热设备应根据使用特点、耗热量、热源、维护管理及卫生防菌等因素选择，并应符合下列要求：

a.热效率高，换热效果好、节能、节省设备用房；

b.生活热水侧阻力损失小，有利于整个系统冷、热水压力的平衡；

c.安全可靠、构造简单、操作维修方便。

②当采用自备热源时：

a.宜采用直接供应热水的燃油（气）热水机组，亦可采用间接供应热水的自带换热器的燃油（气）热水机组或外配容积式、半容积式水加热器的燃油（气）热水机组；

b.燃油（气）热水机组除应满足本规范第5.4.1条的要求外，还应具备燃料燃烧完全、消烟除尘、机组水套通大气、自动控制水温、火焰传感、自动报警等功能；

c.当采用蒸气、高温水为热媒时，应结合用水的均匀性、给水水质硬度、热媒的供应能力、系统对冷热水压力平衡稳定的要求及设备所带温控安全装置的灵敏度、可靠性等经综合技术经济比较后选择间接水加热设备；

d.当热源为太阳能时，其水加热系统应根据冷水水质硬度、气候条件、冷热水压力平衡要求、节能、节水、维护管理等经技术经济比较确定；

e.在电源供应充沛的地方可采用电热水器。

5）管材、阀门及水表

①热水系统选用管材、阀门除应满足工作压力和工作温度的要求外，还应满足管道内表面光滑、阻力小等，以免造成漏水、费水等耗能的后果。

②水加热设备必须配置自动温度控制阀或装置，避免因供水温度的波动造成安全事故和增大能耗。

③混合水龙头宜采用调节功能好、耐久节水的产品。

④集中热水供应系统设置水表的要求同给水系统。

6）保温及管道敷设

①保温绝热材料应符合下列要求：

a.导热系数低；

b.容重轻、机械强度大；

c.不燃或难燃，防火性能好；

d.当用做金属管道的保温层时，不会对金属外表产生腐蚀。

②水加热设备、热水供回水管道及阀门均应做好保温处理。

③入户支管明装或安装在吊顶内时，宜做保温层；暗装的管道因为难以做保温处理，又因管径小、散热快，其管道长度宜控制在7m以内。

④室外热水管道的敷设：

a.室外热水管道宜采用管沟敷设，有利于管道安装和保温施工，减少散热损失；

b.室外热水管道采用直埋敷设时，应做好保温、防水、防潮及保护层。