1、给排水工程节水技术探讨专栏 l 水利水电建设给排水工程节水技术探讨摘要:本文笔者根据工作经验,对建筑给水系统及热水系统的设计 ,防止建筑给水系统的二次污染,建筑中水回用,节水器具和计量设备的合理配置等相关技术的研究探讨,可供同行参考.关键词:节水:防止浪费:超压出流措施1 防止水量浪费的有效措施超压出流是指给水配件前的静水压大于流出水头,其流量大于额定流量的现象.超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益,是浪费的水量.由于这种水量浪费不易被人们察觉和认识,因此可称之为“隐形 “水量浪费.实例测试在 11 栋不同社区不同类型建筑的 67 个配水点所做的超压出流实测分析结果统计,有 55%的螺
2、旋升降式铸铁水龙头以下简称“普通水龙头 “)和 61%的陶瓷阀芯节水龙头的流量大于各自的额定流量,处于超压出流状态.两种龙头的最大出流量约为额定流量的 3 倍.由此可见,在我国现有建筑中,给水系统的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的.为改变这一状况,应采取以下措施.1.1 合理限定配水点的水压由于超压出流造成的“隐形 “水量浪费并未引起人们的足够重视,在我国现行的建筑给水排水设计规范和“建筑给水排水设计规范 GBJ15200O 征求意见稿“ 以下简称“征求意固,把合力较原设计降低,第一次 20%设计值初拧,第二次50%原设计值(153MPa) 终拧 ,螺栓拉伸对称均匀把合 ,监测管节自由端
3、的圆度,把紧后检查两法兰面的间隙,通过上述措施下游延伸段管口直径偏差达到 2mm 以内,满足了设计要求.套装压兰后,检查压兰与下游延伸段径向间隙偏差小于 4-O.2mm,保证了 O 型密封圈的压紧.4 导水机构安装转轮直径 4.549m,转轮叶片 9 个,材料 GX4CrNil34,整体焊接结构,重量 35.7t:活动导叶 22 个,导叶高度 568mm,最大开度角 36.,导叶接力器行程 344mm,工作油压 6MPa,单重 1t:12 块巴氏合金水导轴承,瓦块高度 250mm,强迫油循环水冷:轴向水压式主轴密封主轴直径 1.98m.由于内顶盖上固定止漏环内侧焊有箱型环梁,无法直接测量上下止
4、漏环的同心度,导水机构未进行预装直接进行正式安装.底环/泄流环整体与座环在安装间螺栓把合预紧至 1/3 后埋入混凝土,以底环上的固定止漏环中心为基;隹,确定机组中心线,吊入转轮调整中心和水平,水平度小于 O.O2mm/m;安装导叶及外顶盖,外顶盖分两瓣把合,分半面的 O 型密封圈要压紧以保证水泵启动和调相工况时的气密性,检查结合面间隙和错牙;把合外项盖与座环螺栓并配钻销钉子 L,把合后顶盖下沉O.O5mm,导叶端面间隙减小,现场对导叶端面逐个进行打磨,导叶端面间隙允许值 O.O6mm:安装内顶盖调整上止漏环间隙;吊入水轮机主轴,主轴与转轮联轴螺栓采用电热法拉伸紧190厂东科技 200807 总
5、第 192 期口龙其锦见稿“)中虽对给水配件和入户支管的最大压力和用水点最低压力做出了限制,但这只是从防止给水配件承压过高会导致损坏和流量过小的角度考虑的,并未对超压出流做出限制,因此压力要求过于宽松,不利于我国建立节水型社会要求.而且有部分设计人员在设计时只考虑满足最不利点压力,当最不利点压力满足时,系统大部分已处于超压,状态笔者认为,应根据建筑给水系统超压出流的实际情况,对给水系统的压力做出合理限定.根据我们所做的超压出流实测分析,考虑到各种配水器具的位置标高,家庭和整栋建筑内部管道的水头损失及保证安全供水等多种因素,我们认为家庭入户管或公共建筑配水横支管)的工作压力应O.12MPa,不宜
6、小于 O1MPa.压力大于上述限值时,应采取减压措施.建议将上述要求纳入建筑给水排水设计规范,目前缺水城市应制订该规范的地方性补充条款,以便从系统设计源头上解决超压出流水量浪费问题.1-2 采取减压措施在给水系统中合理配置减压装置是将水压控制在限值要求固,调整主轴垂直度小于 O.O2mm/mi 安装拐臂】i=推环等导叶操作机构,各拐臂间距偏差 4-8mm;捆绑导叶,调整导叶立面间隙,逐个打磨,用 O.O5mm 塞尺通不过为合格;安装单导叶接力器,严格控制接力器耳板位置偏差,每个导叶由单个配压阀控制,调整各接力器同步,接力器全行程 365mm,通过各导叶开度与全部导叶开度平均值的对比实现高精度的
7、 PID 调节;安装检修密封及主轴密封,主轴密封在承受高尾水压力的同时还要承受双向运转水流和调相压水气流引起的压力,主轴密封工作压力 O.45MPa,水量 103L/min,冷却水经环形盘管减压,通过O.25Llm 滤水器过滤后直接注入密封润滑水腔,密封环上方为一组不锈钢弹簧压紧在滑环上,该结构对脉动水压及轴系的径向振动不敏感,工作可靠性较高:检修密封为充气式橡胶围带密封,工作压力 0.5MPa;安装水导轴承,盘车水导轴承净摆度O.11mm,抱瓦间隙 O-25mm.5 结束语)JUT 的高精度是保证设备安装质量的基础,正确合理的安装程序和安装人员的技术水平直接影响着机组安装质量,关系着电站能否
8、长期稳定的运行,水泵水轮机的受力情况和安装工艺远比水轮机复杂,安装过程中控制机组转动部件的同轴度和摆度至关重要,三个导轴承(上导,下导和水导)抱瓦间隙要统一调整,管路的配制要精细,机组安装务必严谨求实.(作者单位: 广东省源天工程公司)内,减少超压出流的技术保障.1.21 设置减压阀减压阀可减动静压,是已被证明有良好工作特性的设备,节流消音效果明显,近几年在新兴建筑被大量使用.但减压阀价格较贵,在贫困落后地区应当做经济比较合理后采用.1.2,2 设置减压孔板或节流塞减压孔板相对于减压阀来说,系统比较简单,投资较少,管理方便.一些单位的实践表明,节水效果相当明显,如某车辆厂浴室热水管道中加装孔径
9、为 5mm 的孔板后,节水约 43%.但减压孔板只能减动压,不能减静压,且下游的压力随上游压力和流量而变,不够稳定.另外,减压孔板容易堵塞.可以在水质较好和供水压力要求不高的情况下采用.节流塞,节流短管也有明显的节流效果,而且投资省,在要求不高的场所是个不错的选择.不管选用那种减压措施,设计计算时都应考虑减压设备的水头损失.1.3 采用节水龙头实例测试所做 67 个测点超压出流试验表明,各测点陶瓷阀芯节水龙头和普通水龙头在全开状态下,前者的出流量均小于后者的出流量.即在同一压力下,节水龙头具有较好的节水效果,节水量从 3%50% 不等,大部分在 20%30%之间.且静压越高,节水龙头的节水效果
10、就越明显.因此提倡使用节水龙头,减少水量浪费.2 热水系统的控制对策随着社会经济发展,各种酒店宾馆会所等高档公共建筑的兴建,集中热水系统被普遍采用.据调查,各种热水供应系统,大多存在着严重的水量浪费现象,主要表现在开启热水配水装置后,由于系统设计的缺陷往往要放掉不少冷水后才能正常使用.这部分流失的冷水,未产生使用效益,可称为无效冷水,也即浪费的水量.2.1 新建建筑应选用支管或立管循环方式目前我国现行的建筑给水排水设计规范中提出了三种热水循环方式:干管循环,立管循环,支管循环:同时,允许热水供应系统较小,使用要求不高的定时供应系统,如公共浴室等可不设循环管.热水系统的循环方式直接决定了无效冷水
11、是否存在及冷水量的相对大小.我们以某 12 层公寓为例,分别计算了该建筑采用支管循环,立管循环,干管循环或无循环方式时,每年的理论无效冷水量,节水量和各种循环方式的回水系统的概算工程成本.经分析后得出:支管循环方式虽最节水,但其工程成本最高,投资回收期也最长,约为 18 年.立管循环方式的节水量虽比支管循环少,但却是干管循环的 1.8 倍:投资回收期为 12.5 年.可见,与干管循环相比 ,立管循环节水效果较好与支管循环相比,立管循环具有较明显的经济优势.干管循环方式虽然回水系统的工程成本较低,但节水效果较差,且工程成本的回收期为 12.7 年,比立管循环方式还长,所以无论从节水的角度还是从工
12、程成本回收的角度看,干管循环方式均无优势.无循环系统产生大量的无效冷水量,不符合节水要求,同时也给人们的使用带来不便,应予淘汰.综合上述分析并结合我国国情,认为新建建筑热水系统不宜再采用干管循环和无循环方式,而应根据建筑物的具体情况选用支管循环或立管循环方式.对于一些缺水的地区应制定相水利水电建设 I 专栏关的地方条例.2_2 对现有无循环定时热水供应系统应限期改造目前我国绝大部分公共浴室采用的是无循环定时热水供应系统,每天洗澡前要排出大量无效冷水.由于无循环系统管线较简单,故改造工程投资少,收效快,较易施行.如某工厂浴室的热水干管上增设回水管,工程总投资约 6000 元,年节水量约960m.
13、,若水价以 29 元/m.计,每年可节约水费 2784 元,25个月即可收回投资,既可收到很好的节水效果,又可得到较好的经济效益.目前水价仍要上涨,节水的经济效益更加突出,因此改造现有无循环热水供应系统有利于建设节能型社会.2.3 减少局部热水供应系统管线的长度并进行管道保温我国现有住宅大多采用局部热水供应系统,系统中不设回水管.当家用燃气热水器的设置点与卫生间相距较远时,每次洗浴都需放掉管内滞留的大量冷水.又因为热水管几乎都未采取保温措施,管中水流散热较快,因此在洗浴过程中,当关闭淋浴器后再次开启时,可能又要放掉一些低温水.热水管线越长,水量浪费越大.为解决这一问题,提出以下建议:在建筑设计
14、中,除考虑建筑功能和建筑布局外,还应考虑节水因素,尽量减少热水管线长度.在有关规范和施工验收标准中,增设“连接家用热水器的热水管均应进行保温“的内容,以规范家用热水管道的安装,保证热水使用过程中的水温.并应组织力量开发与燃气热水器配套的回水装置.2.4 严格执行有关设计,施工规范,建立健全管理制度循环方式确定后,热水管网的设计和施工质量及管理水平直接影响无效冷水量的大小.如设计时,循环管道应采取同程布置的方式:在高层建筑中,冷,热水系统的分区应一致 ,各区水加热器,贮水罐的进水均应由同区的给水系统专管供应,以保证冷,热水压力相同等.2.5 减少调温造成的水量浪费为减少调温造成的水量浪费,公共浴
15、室应采用单管热水系统,温控装置是控制其水温的关键部件.据反映,现有温控装置不够灵敏,洗浴水忽冷忽热.因此应积极开发性能稳定,灵敏的单管水温控制设备.目前我国建筑双管热水系统冷热水的混合方式大多采用混合龙头式和双阀门调节式,每次开启配水装置时,为获得适宜温度的水,都需反复调节.因此应逐步采用带恒温装置的冷热水混合龙头,以使用户能够快速得到符合温度要求的热水,减少由于调温时间过长造成的水量浪费.3 二次污染的控制二次污染事故的发生,使得建筑给水系统不能正常工作,造成用户用水困难.同时,受到污染的水将会被排放;对供水系统的清洗处理,也需耗费大量的自来水,这些都造成了水的严重浪费.因而防止建筑给水系统
16、二次污染,对节约用水有着十分重要的意义.主要体现如下:(1)在高层建筑给水中采用变频调速泵供水;(2)新建建筑的生活与消防水池分开设置;(3)严格执行设计规范中有关防止水质污染的规定;(4)水池,水箱应定期清洗 :(5)强化二次消毒措施:在二次加压系统中设置消毒装置;加强对消毒器的使用管理,紫外线消毒器长期使用后 ,石英玻璃套管会沉积水垢,降低紫外线照度,影响消毒效果,因而要定期清洗紫外线灯和石英玻璃套管.对其他类型的消毒器也应定期检查和维护保养;紫外线灯在接近寿命期时, 会渐渐失去广东科技 200807 总第 192 期191专栏 I 水利水电建设消毒作用,因而必须定期更换灯管:加强对易受污
17、染的流程长的供水点的水质监测力度,以便真正掌握消毒设施的消毒效果.(6)推广使用优质给水管材由于镀锌钢管易受腐蚀,造成水质污染,一些发达国家和地区已明确规定普通镀锌钢管不再用于生活给水管网.我国建设部等四部委也联合发布文件,要求自 2000 年 6 月 1 日起,在全国城镇新建住宅给水管道中,禁止使用冷镀锌钢管,并根据当地实际情况逐步限时禁止使用热镀锌钢管,推广应用新型管材.在建筑给水中,目前有铜管,不锈钢管,聚氯乙烯管,聚丁烯管,铝塑复合管,高密度聚乙烯管等新型管材可以取代镀锌钢管.塑料管与镀锌钢管相比,在经济上具有一定优势.铜管和不锈钢管虽然造价较高,但使用年限长,还可用于热水系统.应根据
18、建筑和给水性质,选择合适的优质给水管材.4 中水回用建筑中水设施是指民用建筑物或建筑小区内使用后的各种排水如生活排水,冷却水及雨水等经过适当处理后,回用于建筑物或建筑小区内,作为杂用水的供水设施,包括水处理,集水,供水等设施.在中水设施建设方面,北京市走在了全国的前列,以制定建筑面积大于 20000m 的公建都需要设中水处理设施的地方性法规.为进一步加强中水设施的建设,北京市2001 年 6 月发布了“关于加强中水设施建设管理的通告“(以下简称“ 通告 “),为今后大力发展建筑中水设施奠定了基础,但要真正使这一工作更加深入和普及,还应采取以下措施:(1)充分利用盥洗废水等优质排水;(2)推广技
19、术, 管理,经济综合优化的新处理工艺(3)尽快制定并实施新的回用水水质标准;(4)修改,完善 ,制定中水设施建设的有关行政规章和配套措施.为切实推进建筑中水设施的建设工作,建议在现有行政规章和措施的基础上再增加以下内容.逐步规范中水设施的设计规模;建立中水设施的质量监控体系;建筑给排水设计与中水设施建设相配套;制定配套的经济政策.5 节水器具的使用配水装置和卫生设备是水的最终使用单元,它们节水性能的好坏,直接影响着建筑节水工作的成效,因而大力推广使用节水器具是实现建筑节水的重要手段和途径.51 在不同场所推广使用不同类型的节水器具(1)陶瓷阀芯节水龙头和充气水龙头使用:(2)小容积水箱大便器使
20、用:(3)在热水系统中安装多种形式的节水器具.5_2 进一步开发多种形式的节水器具(1)研制不同出水量的水龙头;(2)开发适用于不同压力范围的节水龙头:(3)开发有压水箱和带洗手龙头的水箱.5.3 提高产品质量降低价格(略)6 水表安装和使用水表是中华人民共和国计量法保护的专用计量器具,同192厂东科技 2008.07 总第 192 期时又是开展节水工作的重要硬件基础.6.1 应满足水量平衡测试和合理用水分析的要求目前全国许多城市都做出了用水单位应根据月均取水量的大小进行水量平衡测试或合理用水分析工作的规定.对一个单位或一个小区来说,节水工作的开展通常是从水量平衡测试开始抓起的,而合理设置水表
21、是开展这一工作的基础.但目前在水表的设置上往往只考虑水量计量要求,而未考虑水量平衡测试的需要,因而许多单位在进行水量平衡测试时,需要断管安装水表,给测试工作带来不便.为保证计量收费和水量平衡测试及合理用水分析工作的正常开展,应在如下位置安装水表 i(1)入户支管(或公共建筑内需计量收费的水管) 起端,多层建筑(每个楼门) 引入管,住宅小区(或机关,院校及其他单位)给水系统引入管,公共建筑的各集中用水点.(2)高层建筑如下位置:直接由外网供水的低区引入管上;高区二次供水的集水池前引入管上:供水方式为水池一水泵一水箱的高层建筑,有条件时,应在水箱出水管上设置水表;高区给水系统每根给水立管上设置分水
22、表(或两根立管合设一个分水表).目前许多城市实行“抄表到户“, 从计量收费的角度看,不需要设置分水表,但设置分水表的目的不仅仅是计量收费,还用于检查水量是否平衡,查找漏水管段.(3)满足水量平衡测试及合理用水分析要求的管道其他部位.6.2 提高水表计量的准确度在调查中发现,由于选型和水表本身的问题,水表计量的准确性较差.如有的建筑物水表型号过大,用水量较小时,水表指针基本不动.根据有关部门和本院课题组对水表的测定结果统计,约有 40%的水表不符合 4-4%的精度要求.水表计量的准确性不仅涉及买卖公平问题,也关系到对漏损控制的评价和采用的对策.为此应采取有效措施提高水表计量的准确度:(1)严格按照规范要求选择和安装水表(2)水表前加装过滤器
