住宅小区生活给水系统的节水节能优化探讨

2014-04-05高龙龙大庆油田水务公司

石油石化节能 2014年6期

高龙龙（大庆油田水务公司）

我国城市住宅小区的生活给水系统具有用水量大且不均匀、系统能耗高等特点，这一直制约着我国城市的发展。在水资源日益紧缺的今天，对住宅小区的节水节能关键技术进行研究，对住宅小区的生活给水系统进行优化，对节约自来水、降低给水能耗、推进我国节水节能型城市建设的进程，实现水资源与能源的最优化利用等方面具有重要作用，并为未来住宅小区生活给水系统的优化设计和改造提供借鉴。

1 影响节水节能成效的重要因素

1.1 节水节能关键技术的应用

住宅小区节水节能关键技术不是单一的技术，它主要包括中水的处理及回用和雨水的收集与利用，以及配套的节水保障技术等。应用时必须根据小区建筑物的实际特点，选择合理的节水方式组合。例如，生态污水处理系统和中水回用技术的结合就是非常成功的[1]。当前的住宅小区生活节水工作往往存在着顾此失彼的问题：要么是在小区生活给水系统的设计过程中彻底忽视节水关键技术的应用，造成资源的不必要浪费；要么就是盲目追求节水的形式，损害了生活给水系统设计的基本功能。要解决这个问题必须从节水节能关键技术的合理使用着手，在满足住宅小区生活给水系统设计基本功能要求的前提下，根据不同的小区建筑特点和不同地区的实际情况来使用最恰当的节水节能关键技术。

1.2 经济因素

住宅小区生活给水系统的节水节能优化需要一定的经济支出，尤其是在系统投入使用的初期，这种支出相对较大。如果生活给水系统的节水节能优化不具有经济性，则必然会对节水节能工作带来不利影响。因此，经济问题是必须考虑的，节水节能优化措施应该从住宅小区整体的经济效益出发，至少在给水系统运营一段时间后能实现经济回报。在实际工程中，如果有适应该工程且节水节能效果显著的优化方案，则可以对其进行必要的经济技术分析，若优化方案被证明确实有效，则应用该优化方案。

1.3 住宅小区的运营管理

生活给水系统的节水节能效果受小区运营管理的影响很大，如果在日常使用中，对给水系统缺乏必要的管理和维护，对需要置换的零部件不能及时更换，系统存在的故障不能及时解决，则不但不能起到节水节能的作用，还有可能造成大量的能源消耗。因此，加强对小区生活给水系统的维护和管理，使整个给水节能系统始终运行在一个较佳的状态下，才能真正发挥节水节能优化措施的作用。

2 给水系统节水节能关键技术分析

2.1 合理利用市政管网余压

各城市给水管网供水压力受地形、距离、管径、管材等多种因素的影响而有所不同，但一般市政管网供水压力均在0.2～0.4MPa，基本上可以满足3～5层建筑的供水压力要求。随着我国城市化进程的不断推进，住宅小区内建筑楼层在5层以上的建筑明显增多，供水压力要求必须采用二次加压。在满足使用要求的前提下，充分利用市政供水压力供水以尽量降低二次供水加压的能耗，对小区给水节能具有重要意义。例如，建筑物的较低楼层可以直接采用市政管网供水，而超出市政管网供水压力的楼层则可采用无负压变频供水设备进行二次加压。

2.2 采用节水型管材、卫生器具及配水器具

通过比较常用给水管材的性能可知，传统的镀锌钢管在防腐能力方面的性能较差，极易生锈，若闲置一段时间后再使用，则会有锈水流出；并且这些管道随着使用时间的推移，会因为接头处的生锈造成不同程度的漏水、渗水现象。因此，选用优质管材，尤其是承压性能优良、接口可靠的PE管、PVC管等能在很大程度上杜绝管道渗水、漏水现象，进而起到节水节能的效果[1]。

卫生器具及配水器的节水性能会对住宅小区生活给水系统的节水成效产生直接影响。因此，卫生器具和配水器材的选择应该在满足使用功能的前提下，尽量采用具有节水效果的产品，如陶瓷阀芯水龙头、充气水龙头、脚踏开关淋浴器、节水型便器等。该类器具能在不同程度上起到节水的效果，进而可以有效减少输送水过程中的能源消耗，达到节能的目的。

2.3 利用太阳能制备生活热水

太阳能作为清洁能源，取之不尽，用之不竭，利用它制备生活热水既节约能源又保护环境，对于有效地减少传统能耗需求，实现住宅小区生活给水节能具有重要的意义。我国大部分地区均处于北纬40°以北，日照时间较长，均适合推广太阳能热水器，如可在住宅小区内低层建筑的楼顶给每户安装一台家用太阳能热水器，或者在高层住宅的每户朝南阳台墙壁安装一套超导热管集热器，以用于水的加热[2]。

2.4 推广中水回用技术

中水回用技术是将人们日常生活中排出的生活污水和生活废水进行集中处理，这些水在处理后可以达到一定的水质标准，从而能够替代等量的自来水以用于住宅小区的厕所冲洗、城市绿化、景观用水等，这样相当于减少了供水量，是节水节能的有效途径。

2.5 充分利用雨水

雨水作为一种上天赐予的自然资源，其水质一般较好，水中有机物较少，总硬度小，经过一定的设施和药剂处理后，就可以得到适应于中水水质标准的用水，是最好的杂用水水源之一。当前我国的大多数住宅小区都将建筑屋顶的雨水和路面雨水直接排入市政雨水管道，这是对水资源的一种浪费。为了实现对雨水的充分利用，住宅小区内可以利用一些构筑物对屋顶和路面的雨水进行收集、处理及利用，如可建立屋顶雨水收集系统和路面雨水收集系统等对雨水进行收集和存储，并经调蓄、净化处理后直接作为杂用水使用[3]。

3 给水系统节水节能优化分析

3.1 选取合适的节水用水定额

用水定额是在一定期限内和在一定范围内的用水水量限额，它的大小与给水系统工程规模的大小密切相关。住宅小区生活用水定额的合理确定对给水工程成本以及水资源的利用程度有着重要影响。如何选取合适的用水定额成为了住宅小区生活给水系统优化设计的关键。选值过小无法满足居民生活的基本需求，选值过大则造成水资源和能源的浪费。因此，应当根据当地所在地区的气候地理条件、人口规模及用水状况等情况选择一个合理的节水用水定额。具体而言，可参照2010年颁布实施的《民用建筑节水设计标准》进行选取。

3.2 采用节水的给水系统

在进行住宅小区生活给水系统设计时，应优先采用节水的给水系统，而节水的给水系统设计关键是给水方式的选择。目前所采用的住宅小区生活给水方式主要包括高位水箱给水方式、气压罐给水方式、变频泵无水箱给水方式和管网叠压给水方式。这些给水方式的节水性能不一，具体选择时应根据小区所在城市的市政水压特点并结合小区住宅建筑的实际特点来灵活判断，同时需要高效给水设备的配合，最终达到节水节能的目的。由于相对于其他几种给水方式而言，管网叠压给水方式能够对市政水压实现充分利用，所以在节能要求较高时，这种方式应当作首选[4]。

3.3 优化给水系统的压力

给水系统的超压现象是由多种因素造成的，虽然国家对给水压力进行了规范，但超压出流问题却并没有得到根本解决，而超压出流现象则在很大程度上造成了水资源和能源的浪费。因此，有必要采取措施对超压出流现状进行改善，例如，可在现有的生活给水系统中增加减压装置进行减压。目前常用的减压装置有减压水箱、减压阀、节流阀等，这些装置的减压效果和作用并不一致，应根据不同的住宅小区建筑特点，进行具体的超压出流试验和减压计算，从而为选择合适的减压装置提供理论依据，实现真正的减压目的。