节水节能在建筑给水排水设计中的应用

福　　建　　建　　筑

Ｆｕｊｉａｎ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　＆　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ

Ｖｏｌ：８９Ｎｏ３．２００４

节水节能在建筑给水排水设计中的应用

程卫山

（福建省林业勘察设计院　　３５０００１）

摘　　要：　建筑给排水工程的节水节能不容忽视，本文分析和探讨了建筑给排水设计中的５种节水节能的途径。关键词：建筑给排水设计　节水　节能

中图分类号：ＴＵ９９１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４－６１３５（２００４）０４—００４９—０２

ＷＡＴＥＲ　　　ＡＮＤ　　　ＥＮＥＲＧＹ　　　ＥＣＯＮＯＭＹ’ｓ　　　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　　　　ＩＮ　　　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　　　ＷＡＴＥＲＳＵＰＰＬＹ　　　ＤＥＳＩＧＮＣｈｅｎｇ　Ｗｅｉｓｈａｎ（Ｆｕｊｉａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｚｈｏｕ　３５０００１）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：construction water supply designs,water and energy economy isn’t neglected.This text analysis six kinds of paths about water and

energy economy.

ＫｅｙｗｏｒｄＳ：Constrution water supply design;Water economy;energy economy.

众所周知，我国是个水资源丰富的国家，水资源总量为２．８×１０１２ｍ３，居世界第六位，但是分摊到每个人身上，人均水量仅为２．４×１０３ｍ３，仅是世界人均水平的四分之一。加上降雨地域、时间上分布不均匀，水污染日益严重，供水能力不足等原因，全国仍有三分之二城市不同程度缺水，这将严重影响城市经济的发展和人民生活的改善。随着近年来城市建筑业突飞猛进发展，在城市总用水量中，建筑内部用水的所占的比例逐年增加，使得建筑给排水工程中的节水节能问题不容忽视，因此我们工程设计人员及有关管理部门应对此引起足够重视，在设计过程中统筹考虑，全面规划，在强调供水的安全可靠性的同时，设计中不要造成不必要的水电的浪费，本文就以下六个方面来探讨一下室内给排水工程设计中节水节能的问题。

频调速，则又可节省３０％～４０％的电能。　

２、应注意生活给水管道中减压节流的问题

《建筑给排水设计规范》规定生活给水系统最低层的用水点压力不宜超过４００Ｋｐａ，但在实际上生活给水系统竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题。因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达３００Ｋｐａ左右，而在进行设计流量时，卫生器具的额定流量是在流出水头为２０－３０Ｋｐａ的前提条件下所得的，那么若不采取减压节流的措施，卫生器具的实际出水量将会是额定流量的４－５倍。随之带来了水量浪费，水压过高，漏水量增加的弊病，同时易产生水击，噪声和振动，致使管件损坏破裂。因此可以在给水支管上安装减压孔板、压力调节阀或减压阀来避免部分供水点超压问题，为用户提供适宜的服务水头，使得竖向分区的水压分布更加均匀，避免造成浪费。

１、多高层建筑中应充分利用市政给水管网的供水压力

就以福州市为例，在多高层建筑中（多高层建筑是指五层及五层以上建筑），城市管网水压难以完全满足其供水要求，在以往的工程设计中，将市政给水管直接引入地下贮水池，再由水泵提升到水箱后供水，这样就白白浪费了市政给水管网的自由水头，极不经济合理，近年来，福州市的供水安全性基本上有了保证，因此应根据市政管网提供的水压（或在接口处接压力表测出水压），来确定市政管网的水压能满足一至几层的供水要求，然后进行分区。特别对低层的住宅楼，若夜间水能上到楼顶，而白天高峰期水不能到达顶部几层时，则应优先选用仅设屋顶水箱的供水方式，这样即能让市政水在夜间贮在屋顶水箱，又能保证白天用水高峰时的流量和压力。但对小高层建筑来说，城市水压仅能保证ｎ层以下用水，那么可分区供水，ｎ层以下由市政管网直接供水，ｎ层以上由市政管网→直接入网叠压式变频给水设备→用水点（该地自来水公司许可的条件下）　；或ｎ层以上由市政管网→水池→水泵→水箱→用水点；或ｎ层以上由市政管网→水池→变频给水设备→用水点；这样充分利用了市政管网的可用水头，起到了节能的效果。下面举个设计的例子来说明节能的效果，福州东景家园为七栋七层住宅楼．一栋九层住宅楼和一栋十二层住宅楼组成的小区，市政给水压力为０．２Ｍｐａ，本设计一～三层由自来水管网直供，四～十二层由直接入网叠压式变频给水设备来供水。这样一～十二层充分利用了市政给水管网的供水压力，四层以上压力不足直接二次加压供水，不用水塔、高位水箱或气压罐，提高供水品质；并减少了建筑投资，消除水质二次污染，节约建筑投资２０～３０％，利用供水压力，则可节省２０％左右的电能；采用变

程卫山：１９７２年出生，大学本科、工程师

３、消防水池的节水节能措施

对于高层建筑或成片小区来说，尽可能共用一个消防水池、一个消防水箱和一套加压系统，即以区域集中消防加压贮水系统取代各建筑物中的单个消防加压贮水系统，可以节省工程建筑和设备投资，降低运转费用，便于集中管理，同时可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成水资源的浪费。由于消防贮水要求满足在火灾延续时间内室内外消防用水总量，这样消防贮水池所贮的水量很大，又由于如无火灾的话平时消防水禁止使用，那么水在贮水池中停留时间过长，余氯量早已耗尽，而导致水质的恶化，变成脏水臭水，因此消防水池也要定期放水，造成水的浪费。因此还可考虑消防水水池与生活杂用水水池合建或与游泳池．水景合建，使消防水池的水流动起来，这样消防水池的水不至于变成死水，达到节水和一水多用的目的。

４、集中热水供应系统必须减小或消除冷水量的浪费

大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象，主要体现在开启热水装置后，不能及时获得满足使用温度的热水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这部分冷水，未产生应有的使用效益，因此称之为无效冷水。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。如在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡，循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流，使远离加热设备的环路中水温下降；热水管网布置或计算不合理，致

（上转至Ｐ２０）

　（总第８９期）２００４年第４期

卢伟煌　　・山形门式框架柱的计算长度的研究

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此时，　　　为斜梁的轴压力与柱的轴压力比值，　Ｌ／Ｈ　为斜梁和柱的换算长度的比值，　　　　　　　为柱和斜梁在换算长度下的线刚度比值。

六、结论

（１）、从以上论述中，可以看出，不管柱脚固端还是饺支，随着斜梁的轴压力系数　　　，梁柱长度比Ｌ／Ｈ和柱梁线刚度比值

　增大，柱的计算长度也随着增大　；上面三个因素对柱脚嵌固比柱脚铰支的计算长度影响严重的多。在门式刚架结构设计中，柱的计算长度按《钢结构设计规范》ＧＢＪ１８－８８第５．３．３条规定确定，不考虑上面三个因素对柱计算长度的影响，对于有些情况严重偏不安全，必须引起设计人员的重视。

对柱脚嵌固的门式刚架结构，当影响因子　　　　时，门式刚架柱计算长度系数增加量大于１０％，此时必须考虑斜梁轴力对柱计算

长度系数的影响；

对柱脚铰支的门式刚架结构，当影响因子　　　时，门式刚架柱计算长度系数增加量大于１０％，此时必须考虑斜梁轴力对柱计算长度系数的影响。（２）、由于Ｄ．Ｊ．Ｆｒａｓｅｒ提供的公式虽然有考虑斜梁轴力的影响，但未考虑斜梁轴力具体值大小的影响，国内更未见有相关文献，因此，本文的计算结果无法与同行学者的研究成果比较。

（３）、对于楔形变截面山形门式框架柱的计算长度，可根据临界力相等的条件，将长度为　的楔形变截面构件折算成长度为　某一常截面构件，这一工作在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》ＣＥＣＳ１０２：９８的附录Ｄ有图表可查。

参考文献

［１］　Ｆｒａｓｅｒ，　Ｄ．Ｊ．，　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｌｅｎｇｔｈｓ　ｉｎ　Ｇａｂｌｅ　Ｔｒａｍｅｓ　，Ｓｗａｙ　Ｎｏｔ　Ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ，　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇ．Ｔｒａｎｓ．，Ｔｈｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｅｒｓ，　Ａｕｓｔｒａｌｉａ，　１９８０，　ｐｐ．１７１－１８０．

［２］　陈绍蕃，钢结构设计原理，科学出版社，２００１

［３］　陈绍蕃，周敏辉，顾强等，楔形变截面门式刚架的设计（二），西安建筑科技大学学报，１９９８年９月第３０卷第３期。

［４］　《钢结构设计规范》ＧＢＪ１７－８８

［５］　龙驭球，包世华，结构力学，人民教育出版社，１９８１［６］　《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》ＣＥＣＳ１０２：９８

在结构设计时，也可根据表１，２按不同的　　，Ｌ／Ｈ，　　　进行数学线性插入法查表或数学回归公式计算门式刚架柱计算长度系数增加量　　。

五、楔形变截面山形门式框架柱的计算长度

我国对变截面构件的研究较少，钢结构设计规范对变截面钢构件的稳定计算尚无规定，薄钢结构技术规范对楔形柱计算长度的规定中，框架梁是按等截面考虑的。而对变截面构件的山形门式框架的计算长度考虑斜梁轴力的影响研究的则更少。本节考虑的问题是如何把常截面的山形门式框架的计算长度考虑斜梁轴力的结果应用在楔形变截面山形门式框架上，使这一结果在工程实际中能得到应用。

变截面构件与常截面构件的区别在于变截面构件的惯性矩是变量，而常截面构件的惯性矩是常量。我们假定楔形变截面构件的惯性矩为某一常量（如常量为大头或小头截面的惯性矩），对不同的支座条件，根据临界力相等的条件，将长度为　的楔形变截面构件折算成长度为　　　某一常截面构件，其中　　为楔形变截面构件的换算长度。这一工作非常烦琐，幸好《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》ＣＥＣＳ１０２：９８的附录Ｄ把这一工作做好了。有了《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》ＣＥＣＳ１０２：９８的附录Ｄ，我们要做的工作就是根据附录Ｄ的要求，求出变截面山形门式框架的构件（柱和斜梁）的换算长度　　，有了换算长度　　，就可根据本文第三、第四节所提出的方法计算柱的计算长度。（下接至Ｐ４９）

使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊，若冷水的压力比热水大，使用配水装置时往往要出流很多冷水，之后才能将温度调至正常。同一建筑采用各种循环方式的节水效果，其优劣依次为支管循环、立管循环、干管循环，而按此顺序各回水系统的工程成本却是由高到低。因此，新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本，根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式，尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。

以不同程度地起到节水节能的效果，例如真空式大便器就是利用真空节水技术，用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污水，污物冲吸干净，达到节约用水、排走污浊空气的功效。采用充气水龙头和泡沫口水龙头比普通水龙头节水２５％。

综上所述，随着社会的高速发展，室内给排水工程设计中节水节能不容忽视，我们要不断采取新工艺、新材料、新设备等达到节水节能的目的，并且要大力宣传节水的意义，使每个人都从生活点滴做起，共同实现节水节能。

参考文献１．《建筑给排水设计规范》　ＧＢ　５００１５－２００３２．．《建筑设计防火规范》　ＧＢＪ　１６－８７－２００１

５、采用节水节能型卫生器具和配水器材

在满足使用功能的前提下，采用新型节水节能卫生器具和配

水器材，如双冲洗量坐便器，气动和真空式大便器，充气或泡沫口水咀，脚踏开关淋浴器、节水延时自闭冲洗阀等等，均可