5 建筑给水排水的节能设计5，1 一般规定5.1 1，城市管网供水和建筑物的加压供水，无论是水的净化处理还是输送、都需要耗费电能等能源,因此广义上节水就是节能.但国家的相关规定已经对给排水系统设计和节水进行了详细的规定.因此本标准仅对涉及节约建筑物自身用于给排水系统的水泵能耗,生活热水加热能耗等做出相应规定.其余均应按相关标准的规定执行。5、1.2。用水点尤其是淋浴设施处冷，热水供水压力平衡和稳定.能够减少水温初调节时间,避免洗浴过程中的忽冷忽热，对节能节水有利。其保证措施包括冷水、热水供应系统分区一致.减少热水管网和加热设备的系统阻力、见本标准第5，3、10条,淋浴器处设置能自动调节水温功能的混合器。混合阀等.5 1、3.节水器材.器具指卫生器具.水嘴。淋浴器等 计量装置的设置指居住小区内各类生活供水系统，包括给水、中水.热水、直饮水等.的住宅入户管。各栋单体建筑引入管上设计量水表，小区内其他建筑根据不同使用性质及计费标准分类分别设置计量水表、具体要求见现行行业标准、节水型生活用水器具 CJ，164。和北京市地方标准 用水器具节水技术条件 DB11，343 5。2.建筑给水排水5、2、1，设有市政或小区给水 中水等供水管网的建筑，充分利用供水管网的水压直接供水.可以减少二次加压水泵的能耗，还可以减少居民生活饮用水水质污染.5，2.2 建筑的各类供水系统包括给水，中水 热水.直饮水等，下同、给水系统的水压、既要满足卫生器具所需要的最低水压、又要考虑系统和给水配件可承受的最大水压和使用时的节水节能要求 各分区的最低卫生器具配水点指同一立管的每层各户分支处。其静水压力要求与现行相关国家标准一致 但在工程设计时 为简化系统。常按最高区水压要求设置一套供水加压泵、然后再将低区的多余水压采用减压或调压设施加以消除,显然.被消除的多余水压是无效的能耗，对于高层居住建筑、尤其是供洗浴和饮用的给水系统用量较大，完全有条件按分区设置加压泵.避免或减少无效能耗，对于用水点供水压力的限制、是为了节约用水。同时降低了加压水泵的流量和功率,并节省了生活热水的加热能耗 5，2.3.常用的加压供水方式包括高位水箱供水，气压供水,变频调速供水和管网叠压供水等，从节能节水的角度比较,这四种常用的供水方式中、高位水箱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 例如顶层用户的水压要求、市政水压等供水条件、供水的安全性,用水的二次污染等问题,5、2,4,给水泵的能耗在给排水系统的能耗中占有很大的比重.因此给水泵的选择应在管网水力计算的基础上进行、从而保证水泵选型正确.工作在高效区.变频调速泵在额定转速时的工作点、应位于水泵高效区的末端 右侧,以使水泵大部分时间均在高效区运行.选择具有随流量增大,扬程逐渐下降特性的供水加压泵 能够保证水泵工作稳定,并联使用可靠。有利于节水节能。5 2、5,水泵房宜设置在建筑物或建筑小区的中心部位是为了减少输送管网长度。当水泵和吸水池设置在建筑物地下室时。吸水池。箱、宜设在最接近地面上用水点的地下室上部位置、尽量减少水泵的提升高度 但要注意给水泵房位置还必须满足隔声和隔振等要求。避免在贴邻居室的正下方设置水泵。必要时可将吸水池尽量设置在地下室上部,水泵设置在远离居室的地下室下部、5.2.6 此条是针对有些工程将部分或全部地面以上的污废水先排入地下污水泵房。再用污水提升泵排入室外管网而提出的，这种做法既浪费能源又不安全.5.3。生活热水5，3。1、生活热水供应系统包括集中系统和分户独立系统 根据北京市居民生活水平的现状、不论建筑标准的高低，无论生活热水集中供应或分散加热 都是住宅建筑的必需、系统形式和热源的选择均应在建筑设计阶段以节能为原则统一考虑 避免用户自行解决时采用直接电加热等不节能的形式 通过与北京市有关部门和专家的研讨、确定了北京地区生活热水热源的选择原则，1,首选热源,利用工业余热和废热相对于太阳能,因不需根据天气阴晴消耗大量其他辅助热源的能量、无疑是最节能的 由于北京不是工业城市 目前采用较少.但如果有条件应优先采用。考虑对北京地区地下水资源的保护和使用较少等因素。没有将地热作为首选热源、北京市目前的能源结构主要以燃气和电力为主，且电的来源主要也是火力发电，所以北京市的主要能源结构是化石能源.且化石能源总有用尽的时候 且不可再生，而太阳能则是取之不尽.用之不竭的可再生能源、因此 利用好太阳能，对于缓解用能紧张的现状是大有作用的，如果能够合理采用太阳能热水系统.采用高效率辅助热源 太阳能的加热量即为节省的能量.应为首选热源，2。其他宜采用的热源。城市热网为建筑供热的首选热源.当建设开发单位要求集中供应生活热水时、采用城市热网供暖的小区常在热力站采用城市热网为一次热源制备生活热水 北京市的城市热网基本上为热电联产的热源形式,其能源使用效率比直接燃气加热高,更高于直接电加热，因此这种形式符合建设部，国家发展和改革委员会等八部委局.关于进一步推进城镇供热体制改革的意见、建城，2005.220号。中提出的，要坚持集中供热为主.的要求,因此当无采用首选热源条件时，宜采用城市热网供热热源,3.限制使用的热源形式、1，蒸汽的能量品位比热水要高得多，采用燃气或燃油锅炉将水由低温状态加热至蒸汽、再通过热交换转化为生活热水是能量的高质低用,能源浪费很大，除非有其它用汽要求,应避免采用 2，采用电加热是对高品质二次能源的降级使用。相同热值的电能换算成耗费的标煤量约是燃气相当标煤量的约3 3倍,因此限制使用电能作为生活热水系统的主体热源.不包括居民自行设置的仅在集中热源检修期使用的备用电热水器.4，其他热源.本条正文给出了，首选热源、无条件采用首选热源时宜采用的热源，限制使用的热源。在前二者都无条件采用时、还有燃气,空气源热泵等热源形式 空气源热泵热水机是运用热泵工作原理 以电能为动力。吸收空气中的低位热量 经过中间介质对水加热的产品,该产品的优点是热效率高于直接电加热，因不需要电加热元件与水接触.没有电热水器漏电的危险、无燃气热水器的安全隐患。也没有燃油热水器排放废气造成的空气污染。因此在一定条件下 是一种可供选择采用的安全 节能产品.但目前推广使用也还存在一些问题 目前空气源热泵热水机产品还较难满足集中供热水的要求 各户分散设置时成为用户自理的家用电器产品、对于寒冷地区的北京、空气源热泵冬季放在室外难以满足供热要求且效率很低，不适宜采用 放在室内占据面积较大,消费者不易接受 冬季还使室温降低增加供暖负荷。因此、暂未将空气源热泵列入首选或推荐热源.5 3 2 部分强制性条文、1。北京市住房和城乡建设委员会，关于进一步提高住宅节能标准的请示 中 要求北京地区在住宅中强制采用太阳能热水系统、经过有关设计单位、使用单位，建筑开发单位，产品研究生产单位等专家的研讨论证.认为目前太阳能制备生活热水是一项比较成熟的技术。已有多项工程采用，产品质量和生产能力能够满足北京市住宅大量采用的要求、系统设计也已经有了标准图集，相关的国家行业标准和地方标准.但也存在一些问题 例如.没有严格控制采用的产品质量的机制。目前的标准图集还没有完全针对北京地区高层住宅建筑太阳能生活热水系统等的设计参考资料.设计院过于依赖生产单位而不能合理进行系统设计,以及在系统设计过程中需要在招标后生产单位与设计单位配合进行二次深化设计等，但上述存在的问题不是太阳能制备生活热水的特有问题.住宅建筑设计和设备选用过程中存在很多其他类似问题.是可以解决的,而且大量采用对促进此项技术发展有利 因此从技术角度。太阳能制备生活热水应该具备了推广条件、因此进行了部分强制性规定。2、强制要求采用太阳能制备生活热水的建筑形式。是考虑以下因素确定的.1 建筑物能够设置集热器的有效面积,住宅设置太阳能集热器的位置主要为屋面和南向或偏南向的阳台.考虑到建筑立面处理、各户朝向的限制.对室内装修的影响 集热器的集热效率。节水和避免采用电辅助热源等因素 强制性规定中仅考虑屋面面积,对阳台不强制要求 条文中的，计算集热器总面积Ajz，定义。见本标准第2，0,28条术语。确定方法见本标准第5、3。3条。北京市地方标准,民用建筑太阳能热水系统应用技术规程，DB11，T 461，2010。计算集热器面积时.推荐最低太阳能保证率为0，5 根据对不同类型住宅的统计计算.如果为全楼所有用户供应生活热水,当建筑层数不超过12层时，能够设置太阳能集热器的屋面有效面积都能够使太阳能保证率达到或超过0、5。因此不高于12层的住宅建筑不需通过计算 都应全楼采用太阳能热水系统。当建筑层数超过12层时。需要通过计算确定建筑物屋面设置集热器的有效面积是否满足供应全楼用户时太阳能保证率达到0,5.如果达到也必须采用太阳能热水系统,实例计算结果表明,对于户型面积为90m2的一般建筑，16层及其以下住宅屋面集热器太阳能保证率可以达到0。5，对于大户型建筑,由于建筑物内人员密度较少 单位面积的用水量也较少。有很多20层以上的高层住宅屋面集热器太阳能保证率可以达到0，5.则必须设置太阳能热水系统 因此,对于大部分北京市新建住宅 都会被强制要求设置供应楼内所有用户的太阳能热水系统,2，系统的运行能耗和系统的复杂程度等因素,对于过于超高的建筑物仅在屋面设置集热器供全楼使用的情况。当贮热水箱设在住宅地下机房时.与集热器之间的循环管路很长。阻力和循环泵能耗较大。当贮热水箱设在屋顶时.补水系统阻力较大,尤其为节省造价常采用开式系统，较低区域的补水也要求提升到贮热水箱高度。用热水时再进行减压，不符合本标准第5 2.1条充分利用城镇供水管网水压和第5.2。2条避免供水加压后再减压的要求，因此,超高的建筑物集中设置太阳能热水系统、循环泵,加压给水泵的运行能耗均较大,相反。超高的建筑相对于用水量,屋面面积小、单位用水量的集热器面积小,太阳能保证率就低 相对节能量也降低、因此，水泵等运行能耗抵消太阳能的节能量的份额较大 降低了节能效果,高层建筑中给水的压力分区有一定的要求、如果超高的建筑物也强制要求必须设置供应全楼的集中热水供应系统,闭式系统需要增加分区，贮热。加热，设施，生活热水供水系统均需分别设置,如果采用开式系统.会出现各区都使用高区给水加压补水后又减压的不节能设计、加压水泵每增加5m扬程,电机功率就会提高一档 以及冷水,热水供应系统分区不一致的不合理现象 难以实现本标准第5.1,2条冷热水压力平衡和稳定的要求 多套设备和多根管道的复杂系统相对于很低的太阳能保证率和节能量，对系统的经济性有一定影响.如果在超高的建筑中，一部分采用屋顶集热器集中供应的太阳能热水系统 其他住户采用其他热源集中供应生活热水,或用户自备分散式热水器等，由于一栋楼内出现不同的热源价格和系统形式。则会给系统设计,物业管理 收费等带来很多麻烦 3，建筑屋面面积满足设置集热器的面积要求，就必须采用供应全楼所有用户的太阳能热水系统的规定是最低条件。当不符合面积条件时.虽然不强制，但仍应克服上述系统设计、运行.管理复杂等困难 宜设置太阳能热水系统、首先应尽量在屋面集中设置集热器。产生的一次热源可供全楼所有用户使用 系统的太阳能保证率可小于0、5,也可以按太阳能保证率为0。5的原则供应部分用户。例如屋顶系统可为高区用户服务、低区可采用其他生活热水供应系统，当工程有条件在阳台设置分户独立的太阳能热水系统时、屋顶系统可为不具备阳台设置集热器的朝向用户服务。应该注意的是 垂直安装太阳能集热器。由于偏离当地纬度.在相同太阳能保证率条件下.面积比同样朝向时设在屋面的需要量大。应根据有关标准和设计资料计算确定，总之。设计人员应充分考虑系统的合理性,管道系统不应过于复杂,应尽量减少水泵输送能耗等,和物业管理要求等因素，根据工程实际情况确定设计方案、5，3。3.判定住宅是否必须采用供应全楼用户的太阳能热水系统计算参数的确定,1.屋面能够设置集热器的有效面积占屋面总投影面积40，的比值。是对不同类型的住宅建筑实例的平屋面进行统计后得出的.各栋建筑具体情况不同,此数值仅作为判定住宅是否必须设置供应全楼所有用户的太阳能热水系统用.建筑设计时,如果设置太阳能热水系统 应使屋面建筑设计满足设置集热器的要求 详见本标准第5,3、4条及其条文说明，2,建筑物采用太阳能热水系统时的计算集热器总面积Ajz的简化公式.是根据北京市地方标准。民用建筑太阳能热水系统应用技术规程,DB11.T、461 2010.的计算方法得出的、1、基本计算公式为 2,计算平均日用热水量Qp时。平均日热水用水定额qrp考虑节水因素按30L、人取值.因需要计算的均为高层普通住宅、大户型的别墅等低层建筑不需计算直接判定为必须设置太阳能热水系统。每户用水人数大致按2.8人计，3.确定计算集热器总面积Ajz时，各项如下取值。水的比热C为4、187kJ，kg,热水密度ρr大致取1kg。L,热水计算温度tr取60，冷水计算温度t1按北京市地表水取4。太阳能保证率f取0.5、集热器年平均太阳辐照量Jt取17000kJ。m2、d、集热器年平均集热效率ηj取0,4，管路和贮水箱的热损失率η1取0 2。4。按间接系统考虑、将上述计算结果再增加10，的面积 简化公式仅作为判定住宅是否必须设置太阳能热水系统用。5 3，4。本条是5，3，2条必须设置太阳能热水系统的具体保证条件 太阳能集热器应按照北京地区纬度安装。无南向遮挡的平屋面或南向坡屋面才能满足要求.当为错层平屋面时，较低的平台屋面如在北侧.会受到建筑物较高部分的遮挡,其面积不能计算在内 在采用坡屋面时应经过测算、南向坡屋面应保证集热器的安装面积 一般做法举例、1,一般主体屋面不应设计为东西向坡屋面，2、根据测算，平屋面的12层及其以下住宅均能够满足设置太阳能集热器的屋面面积要求，因此6层及其以下住宅即使采用南北双坡屋面或错层屋面。占50 的南向坡顶和错层屋面最上部面积也可以满足设置太阳能集热器的屋面面积要求、3。6层以上的建筑采用平屋面，不包括有南向遮挡的错层平台.或南向坡屋面,则能够保证面积要求、实体女儿墙过高也影响太阳能集热器的采光条件,当由于建筑立面要求实体女儿墙必须超过1。1m时、则需抬高集热器安装高度,并需采取确保安全的技术措施.对经济性也有一定影响,因此本条文规定不宜超过1、1m 5 3、5、无论从节能和经济性，电能与其他辅助热源相比都是不利的 从能源综合效率进行比较 热电联产的城市热网应该是最高的，理应成为首选的辅助热源.对于住宅的集中热水供应系统.太阳能贮热水箱一般设在每栋楼中 而供热机房往往在小区集中设置。由于高温热水换热由热力集团统一管理，一般不允许分散设在每栋楼中,因此较难在楼内直接利用城市热网高温热水作为辅助热源。由于冬季的集中供暖系统是按气候调节水温的、与生活热水加热需要存在矛盾 需要在供热机房再设置一套换热设备和循环水泵 并另铺设二次室外管网.用专用的二次水对楼内太阳能生活热水进行辅助加热 除楼内的太阳能生活热水系统外 需另设集中供热设备和外网.建设单位投资较高 因此目前这种做法在住宅建筑采用的极少 在建筑安全允许的情况下、相比直接电加热、可采用燃气作为集中辅助热源，不仅综合效率高于电加热.从经济角度,按目前民用天然气和民用电的价格计算 相同热量的辅助热源费用,采用电能的价格是燃气的2，3倍左右.虽然使用燃气作为集中辅助热源有一定的安全限制,但大量住宅还是可以采用的、例如根据北京市的有关规定。禁止在顶层和中间层安装设置有压锅炉.但可以用无压或负压锅炉代替,超过100m的高层建筑屋顶不应设燃气冷热源 但可以在100m以下的建筑中采用.地下燃气冷热源的容量有限制。但一栋楼的生活热水用量一般不会超过限制，如本标准第1。0.3条条文说明所述.采用电辅助加热与燃气相比。可再生能源节约量为负值、因此限制直接采用电能作为生活热水的主体热源和太阳能生活热水系统的辅助热源、当没有其他热源条件、必须采用单一电价的电能直接作为辅助热源时，如果采用集中辅助加热系统、按商业用电收费。增加运行费用更多 因此宜采用集中集热,分户贮热和辅助加热 集中，分散式 系统 层数较少的建筑也可采用分户集热 贮热.辅助加热，分散式，系统，以减少电加热费用.5.3，6、强制性条文。为了避免建设开发单位为节省投资将太阳能制备生活热水交由用户自理。发生不能真正节能,住户无序安装太阳能热水设施。影响建筑物外观 功能 甚至不能保证建筑安全等现象的发生,要求太阳能热水系统必须与建筑设计和施工统一同步进行、5，3，7，本标准仅对应设置太阳能热水器的建筑物和辅助热源的选用作出规定和推荐，不涉及具体系统和设备的选择设计和其他有关的规划和建筑设计内容，设计中应遵循的标准为现行国家标准,民用建筑太阳能热水系统应用规范、GB、50364.和北京市地方标准,民用建筑太阳能热水系统应用规程、DB11，T，461。5，3。8、为避免使用热水时需要放空大量冷水而造成水和能源的浪费,集中生活热水系统应设循环加热系统，为保证无循环的供水支管长度不超过8m,宜就近在用水点处设置供回水立管 热水表宜采用在户内安装的远传电子计量或IC卡仪表,当热水用水点距水表或热水器较远时.需采取其他措施 例如,集中热水供水系统在用水点附近增加热水和回水立管并设置热水表.户内采用设在厨房的燃气热水器时，设户内热水循环系统，循环水泵控制可以采用用水前手动开闭或定时关闭方式、5。3、9，集中生活热水的供水温度越高 管内外温差和热损失越大，同时也为防止结垢，因此给出最高设计温度的限制 在保证配水点水温的前提下，可根据热水供水管线长短，管道保温等情况确定合适的供水温度，以缩小管内外温差.减少热损失、节约能源.5 3，10 本条包括太阳能热水系统辅助热源的加热设备 选择低阻力的加热设备。是为了保证冷热水用水点的压力平衡,安全可靠、构造简单、操作维修方便是为了保证设备正常运行和保持较高的换热效率.设置自动温控装置是为了保证水温恒定、提高热水供水品质并有利于节能节水.