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摘要：目前，高层建筑二次供水需要消耗大量的能源，与当前可持续发展的时代观念背道而驰。因此，必须加强关于高层建筑二次供水节能技术的研究，提升其节能效果，减少不必要的能源消耗，以更好地满足地社会发展要求。本文以理论和实验相结合的模式，研究高层建筑二次供水的节能技术，为二次供水的节能降耗出谋献策，为共建节约型社会添砖加瓦。
关键词：二次供水；节能技术；多区串联变频供水
前言：随着我国经济的快速增长，各项建设均取得了重大的成就，但却是以资源的损耗和环境的破坏为代价。快速发展的经济和日益糟糕环境之间的矛盾越来越凸显，国民对保护环境的呼声越来越高。“倡导低碳生活，创造绿色家园”已经成为当今时代的主旋律，节能环保的重要性有目共睹。作为能耗大户的建筑行业更是必须高度重视节能问题。常规的市政管网仅能满足低层建筑供水需求，高层建筑则需要进行二次供水，而传统的二次供水耗能巨大，因此，加强对于高层建筑二次供水节能技术的研究非常必要。
1 高层建筑二次供水现状
建筑供水主要是以市政给水管网为依托。虽然不同规模的市政给水管网供水压力不同，不过在没有经过二次加压的情况下，一般只能提供给6层左右的用户正常用水（根据《室外给水设计规范》GB50013-2006计算得出）。在城市规划不断发展的前提下，高层建筑成为城市建筑的主要形式，市政管网供水无法满足高层用户的用水需求，二次加压供水日渐普及。
传统高层建筑二次供水往往需要设置水塔、气囊、高位水箱等加压装置来进行二次加压，其必然会导致能耗的增大。基于此，在不断的研究创新过程中，技术人员提出了许多新的二次供水方式，如变频调速加压供水系统、无负压供水系统等，这里对其进行简单分析。对于变频调速加压供水系统，主要是利用变频调速系统，依照流量进行调节，通过对水泵点击转速的控制来实现节能。在实际运用中，在变频调速供水设备投入使用的情况下，自来水管网的水进入稳流流罐，罐内空气从真空消除器排出，待水充满后，真空消除器自动关闭：当自来水管网压力能够满足用水要求时，系统由旁通止回阀向用水管网直接供水；当自来水管网压力不能满足用水要求时，系统压力信号由远传压力表反馈给变频控制器，水泵运行，并根据用水量的大小自动调节转速恒压供水，若运转水泵达到工频转速时，则启动另一台水泵变频运转。不过在中层和高层供水时，从保证供水压力的角度，水泵实际上不可能降低到理论转速，这样才能对供水系统的压力进行维持。此时，不仅机组效率下降严重，在供水管网中也会出现剩余压力，导致电能的浪费。对于无负压供水系统，核心是在二次加压供水系统运行过程中如何防止负压产生，消除机组运行对市政管网的影响，在保证不影响附近用户用水的前提下实现安全、可靠、平稳、供水。其节能的基本原理是依靠无负压供水设备实现，设备本身包含了能量储存器、无负压流量控制器和增压泵等控制系统，不需要额外设置水箱，可以利用市政给排水管网的剩余压力实现二次增压，因此与其他加压设备相比，无负压供水设备的加压效果较好，结构简单，加上不需消耗其他压力，节能性和经济性良好。但是其本身的节能效果受市政管网压力和供水压力影响巨大，在高层建筑二次供水中并不能发挥出预期效果[1]。
2 高层建筑二次供水节能技术
从高层建筑二次供水节能现状出发，相关技术人员加大了对于节能技术的研究，提出了一种全新的多区串联变频供水节能技术，能够较好地对高层建筑二次供水的节能问题进行解决。经实践，该技术可以对供水管网中的剩余压力进行充分利用，在促进水泵工作效率提高的同时，降低其转速，实现节能降耗的目标。多区串联变频供水节能系统包括了变频调速水泵、电控柜、蓄水池、余压利用装置、止回阀、液位阀等装置，其基本结构如图1所示。
2.1工作原理
在系统每一个区域的水泵上都设置有吸水管，出水端则连接出水管，利用余压管，实现了低区水泵出水管与中区水泵吸水管、中区水泵出水管与高区水泵吸水管的相互连接，可以对各个供水区的余压进行充分利用。在中区和高区水泵的吸水管上，设置了单向阀。该系统能够实现对供水管网余压的充分利用，系统结构简单，操作方便，通过对余压管管径的控制，或者设置限流装置的方式，能够对串联流量进行有效调节，同时，三通内设置的弯曲喷管可以同时发挥流量调整和节能的效果。经理论研究，该系统有着广泛的适用性，在高层建筑二次供水系统建设和节能改造中能够发挥出良好的应用效果[2]。
2017年8月，对泵站进行了相应的试点改造，引入了多区串联变频供水节能系统。为了对其节能效果进行分析，在改造前，针对各供水分区的供水量、耗电量等进行了测试和收集，改造后进行了同样的测试。结果表明，在泵站改造后，平均每日电耗从原本的458.52kWh降到了245.18kWh，最大每小时耗电量从原本的24.205kWh降到了14.096kWh，进水压力范围没有很大变动，平均进水压力变化也不大，但是平均单耗从原本的1.204kWh/m³降低到了0.575kWh/m³。对改造的整体效果进行分析可以发现，改造后，系统节能效果显著，基本不会对市政管网供水造成影响，甚至可以在一定程度上改善供水效果。而系统可以在原本供水系统的基础上进行改造，不需要拆除和废弃，能够节约大量的时间和人力物力资源，改造成本较低。经过改造后的系统始终运行稳定，没有出现故障和问题，而通过对余压支路上阀门的关闭，可以将系统恢复到改造前的状态。在系统中，配备了微机给水自动控制系统，使得供水系统能够始终在最佳经济状态下运行。另外，系统改造增加的装置少，占地面积也较小，在为施工提供便利的同时，也使得检修维护工作变得异常简单，故障和异常发生时，只需要对相应管路阀门进行关闭，就能够实现故障点的快速切除，减少其对于其他支路和分区的影响。技术应用后，水泵的工作扬程出现了明显的下降趋势，考虑到对于相关技术的研究尚不够深入，本次改造并没有对原本供水系统的水泵机组进行更换，不过理论研究结果表明，如果能够对水泵机组进行优化配置，可以获得更好的节能效果[3]。
3 结语
总而言之，随着可持续发展理念的不断深化，节能降耗成为了社会发展的主旋律。在高层建筑二次供水中，设计人员应该坚持节能降耗的基本原则，采取切实有效的途径和策略，做好节能工作，减少高层建筑二次供水环节的能耗。在实现建筑绿色节能发展的同时，满足降耗的整体要求，推动建筑行业的长远健康发展，建设节约型社会。
参考文献：
[1]李敬尧，王臣.高层建筑二次供水节能技术应用[A].中国水协设备材料委二次供水设备选型与节能减排技术交流研讨会，2011.
[2]宋现晖.浅析高层建筑二次供水的节能技术[J].建筑工程技术与设计，2016，（20）：192.
[3]谢小刚，高大松，耿浩.小高层建筑二次供社会技术的探讨[J].房地产导刊，2016，（15）：237-238.
论文作者:吴健辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
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