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【关键词】建筑给排水;节能新技术;创新
引言:建筑给排水工程是建筑的基础施工项目之一,是为居民提供日常生活用水的主要途径。提高给排水工程的施工质量,就在一定程度上改善了居民的生活环境。对于高层建筑,为满足用水通常需要增压供水,因此节能与节水有着相当紧密的关系,特别是高层建筑给排水工程设计中,除了保证用水点水量及水压要求外,还应特别考虑节水与节能。
1、建筑给排水节能节水的重要性
近年来,随着城市建筑业突飞猛进的发展,城市总用水量中,建筑用水占据的比例逐年增加,使得建筑给水排水工程的节水、节能问题不容忽视。 建筑给排水在建筑能耗中所含的内容主要有:人民生活及从事工艺、生产、游乐、环境卫生、绿化、水景等活动的给水、排水、消防、热水、回用水等需要的能耗。据资料介绍:上述各项能耗中仅生活热水一项就占整个建筑能耗的10%-30%。因此建筑给排水中的节水、节能作为国家节水、节能的一个重要领域,在现实国家可持续发展的战略目标中显得极为重要。
目前,建筑给排水系统中资源的浪费主要可以归纳为以下几方面:(1)超压出流造成浪费;(2)热水供应系统循环方式选择不当造成浪费;(3)卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择节水的过程中,如果设计时没有考虑这一方面的话会造成极大的水资源浪费;(4)消防加压贮水系统选择不合理造成浪费;(5)中水综合利用率不高造成浪费;(6)管道、阀门及其他给水配件等泄漏造成浪费。为改变这一现状,在建筑给排水设计中应采取多种措施来达到节水节能的目的。
2、建筑给排水节水利用的新技术
2.1节水新型设备的使用 广泛应用优良的阀门管材。因为镀锌材质钢管生锈的现象非常严重,对于水质造成了污染,经过一段时间放置重新使用时需放出陈水进而造成了水资源的浪费,假如锈蚀到接触位置会产生渗水。 利用新型材质的管道能够有效减少这些浪费现象。建筑给排水中阀门也是经常使用的配件,其自身质量与类型的选择对水质也会产生影响。通常来说,截止阀关闭的效果比较好,在同样的情况下,应选择使用节水效果更好的阀门。
2.2中水资源的开发利用 中水的主要来源是建筑生活中的排水,指人们生活所排出的污水与废水。生活中的废水包含冷却后排出的水、淋浴后排出的水、厨房排出的水等。中水也就是经过一系列处理之后的各种类型的排水,当符合水质规定的使用标准之后,能够在市政、生活环境等范围之内使用的非饮用杂用水。根据目前的观察,制定规范标准的想法很难被开发商接受。可是在未来水资源逐渐短缺的状况下,中水的构建是必需的。它能够令污水实现资源化,有效的节约了水资源,也成为日后开展节水工作的重要方向。
2.3雨水的收集应用 雨水的应用是指将雨水全部收集在一处,借助于一定的设备与试剂对其实施处理,最终获得达到水质规定标准的再利用水。与中水比较相似,雨水经过处理之后变成了一种能够重复使用的水资源,可以在冲刷厕所、绿化城市等适合中水的场所利用。当前,世界上很多国家对雨水使用陆续开展了一系列的研究,以便提高水的重复利用率,尽量节约水资源。
2.4设置消防贮水池 当构建共同的消防水与生活贮水池时,其中的消防贮水超过生活贮水导致贮水池中的生活水停留较长时间, 造成余氯量全部消耗完毕进而产生劣化的水质。因此想要确保贮水池中的水符合国家规定的卫生要求,应定期对其存水进行更换。
2.5节水操作中应用的真空技术 为了充分保证冲洗卫生洁具与下水管道的清洁效果,可以在建筑排水设计中应用真空技术。利用空气替代绝大部分水,根据真空负压高速出现的汽水混合物质,迅速冲洗洁具中存在的污物,最终获得污浊空气排水与节水目的。由于真空技术在各种建筑物的应用,使得节水平均达到了40%以上。
3、高层建筑常用的节能新技术及措施
3.1设备节能
3.1.1合理选用变频水泵
在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变速水泵。变速水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水量、电能的浪费问题,在各类资源紧缺的今天有着广阔的前景。同样,在热水供应系统中,随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现,循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统,从而节省能耗。
3.1.2采用节能型热水器
太阳能热水器利用光热转换原理,把太阳光作为能量供其系统转化为热能,能够提供洗浴和采暖热水,辐射能量大、时间长、运行费用低、使用寿命长、无污染、无噪音、无危险,应用于热水供应系统中,不仅节能而且环保无污染。热泵热水器是新型节能环保热水装置。通过吸收空气中的热量,利用制冷剂温差吸热和压缩机做功,来制取500℃以上的生活用热水,提高了热效率,利用了可再生能源。
3.2 工艺节能
1.充分利用市政给水管网压力。充分考虑利用市政给水管网提供的水压,给高层建筑的低层部分供水。
2.防止超压引起的供水能量损失。给水配件可能会由于长时间超压而容易产生水流泄漏和能源的浪费。设置减压节流装置,以达到节水节能的目的。
3.完善热水供应循环系统。建筑热水循环系统的质量也逐渐变得越来越重要了。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。
4.控制热水系统冷热水压力平衡。同一个用水点冷热水供水压力如果不平衡,用户很难将水温调节到所需的合适温度,那么将会浪费大量的冷水和热水。
5.设置热水干管或支管回水系统。由于供水管网较长,为保证用水点的水温,一些建筑的热水系统设置干管循环水系统,使用时仅需放掉支管部分冷水,即可得到所需水温,相对节约了用水,但干管循环的方式对于高层建筑来说,由于支管较多,浪费的水量及电能积累起来也是很大的。
4、结束语
当前我国经济发展十分迅速,在经济快速发展的过程当中,造成了大量的资源消耗。再加上我国具有世界上最大的人口基数,这样都在很大程度上增加了我国的能源供应压力。我们现在要做的不仅是在设计上采用节水、节能技术,更重要的是要使人们把淡水资源、能源当作一种珍惜资源,节制使用。实践证明采用新技术不仅可以提高我们的生活质量而且可以节水、节能。可能短期内投资会有所增加,但是整个寿命周期的投资会是节省的,而且社会效益远大于经济效益。
参考文献:
[1]吴盛伟,李莲秀.现代住宅给排水设计初探[J],基建优化.2003,4.
[2]赵永成.变频调速水泵节能分析[J].大连铁道学院学报,1995,162.
1.1有效解决。水多”。水少”双重困扰一直以来都有一个问题困扰着技术人员,那就是“水多”与“水少”的双重难题,我国的水域宽广,水源丰富,这是一个非常重要的优势所在,但是,我国也存在着一个重要的劣势,我国人口太多,平均到每个人的头上,原本丰富的水源也所剩无几了。其中,“水多”的问题,是指在我国农田水利灌溉当中,水的利用率太低,流失率太高,浪费了太多的水我国的水道蜿蜒,湿地众多,而国家又欠缺一定的管理,故而蓄水能力不足。当夏季降水后,对降水不能充分利用,很多水都流失了。另外,因为当前我国的农业技术、农具管理的水平相对比较落后,采用的灌水技术又比较传统,在进行灌水输水时,有近一半的水渗漏、蒸发流失。
1.2实现农业可持续发展的重要保证随着时代的不断发展,工业、农业、服务业等等行业的用水量与日俱增,而国家水量的总数却是不变的,如果,农田用水还像以前那样,大面积灌溉,那么水量无法满足这样的灌溉方式,所以,在农田水利中,必须大力开发与推广高效节水技术,使得每一滴水都用得恰到好处,有效保护国家水资源,践行社会主义可持续发展理论,维护农田生态平衡。
2农田水利节水技术的新发展
在农田水利节水中,笔者将灌溉区分为渠灌区、蓄水区、交品灌区三个不同的类型,并对此进行粗略的说明。
2.1渠灌区节水灌溉模式渠灌区是我国农田灌溉的重要模式,占我国农田水利灌溉的百分之六十以上,而渠灌区中,通常使用的地面灌溉是渠灌区的主要灌水方式,地面灌溉通常使用的是电力抽水,但是我们看到,自上个世纪八十年代开始,经过二三十年的运行,机械设备已经老化,工作效率也十分的低下,不仅造成大量水的流失,还使原已用电就十分紧张的农村,因为电力抽水,用电更加困难。技术人员以及工作人员必须详细调查灌区的情况,包括土地的肥厚程度、水质的酸碱程度,根据这些数据,进行渠系的配套,骨于渠道的防漏防渗,结合相应的农业水利节水方法,减少水的蒸发量,并且根据实际灌溉的情况,制订科学合理的水价,并且在全国范围内逐步推行激光平地的先进技术,所以,大力发展渠灌区节水型的地面灌溉对农田水利节水有着非常深远的影响。
2.2充分利用降雨径流及稻田二淋水为了更好的进行灌溉,我们应当充分利用汛期所带来的充足的雨水,我们知道,通常每年在5月份以后到9月份,是一年之中雨水最多的时候,降雨的充足使得蓄水足够满足农田水利的需要。所以,在农田水利灌溉中,应当充分利用稻田的蓄水,因为目前我国的稻田渠系的灌排分布,通常都是高灌低排,所以,如果经过灌溉后,流入排水渠的水不合理的加以应用,就会白白浪296JILINAGRICULTURAL费。在农田水利灌溉中,应当在农田的排水渠上部建立一个节制水闸,对上游稻田的渠水和汛期的降雨进行有效拦截,从而增加稻田的蓄水量,或者在水质条件允许的前提之下,将水灌溉到稻田中,增加供水的次数,使得农田用水能够循环使用,可使水资源得到充分利用。
2.3交口灌区农业节水灌溉技术措施除了以上提到的灌溉方法以外,通常还会使用支渠的输水渠道,但是我们知道,支渠的高度通常都是高出地面很多,不仅水的流量较大,水压也较深,所以,在农田水利节水中,必须提高支渠的渠道利用率,加强节水效果。
2.4低压管道技术在农田水利节水技术中,低压管道技术是近几年刚刚开发出来的新技术,这项技术利用地埋管道输送水流,代替以往的沟渠,这项技术的最大好处在于,可以控制输水的流量,即便输水过多,也不会流失,因为水流会随着管道回到地下水库,而不会像以往水流沿着沟渠流失,与传统的土渠灌溉相比,该项技术可以节约水量35—50%,水流的利用率提高了10%,不仅节省了大量的农田用水,还使得沟渠被开发成农田,提高土地的利用率。
2.5改变灌区种植结构不同的植物需要的水量不同,在农田的地段不同,所以,我们可以针对不同的用水量,改变灌区的种植结构,同时,调整灌区植物的种植比例,使得灌区的综合灌溉总量发生变化,而灌溉需水量的差值就是这一过程中的节水量。
关键词:古浪;节水农业;水资源;滴灌技术
中图分类号:S274.3 文献标识码:A
文章编号:1003-6997(2012)14-0055-03
虽然我国地域辽阔,但资源相对很匮乏,尤其是水资源。我国是一个水资源短缺的国家,被联合国评为13个贫水国之一。水资源短缺已成为影响我国社会经济可持续发展的重要制约因素。农业是我国的用水大户,传统灌溉是农业浇灌的主要方式,这也就导致农业用水效率低,农业用水浪费严重,因此,加快发展节水灌溉技术,进一步完善滴灌技术在农业灌溉中的运用,是当务之急。
古浪县地处河西走廊东端,属于典型的农牧交错区,总人口为39.65万人,人口密度为78人/km2,人均年收入2 129元/人。该区地貌类型复杂多样,属黄土高原、青藏高原、内蒙古高原交汇地带,东西长102 km,南北宽88 km,总面积5 103 km2,区域内古浪河、大靖河属内陆河石羊河水系,径流的补给来源主要为天然降水。由于古浪县的支柱产业为农业,而农业用水和生态用水需求量巨大。因此,如何高效利用水资源,特别是运用滴灌、喷灌等节水灌溉技术的先进的管理方式,合理开发利用有限的水资源来发展当地农业,成为该流域经济、社会发展的关键所在。
1 节水农业技术创新概念与特征
1.1 节水农业创新概念
节水农业技术创新是指节水农业科技成果(如新产品、新设计、新技术)在农业生产实践中的第一个成功的应用。我们可以将节水农业创新分成狭义和广义两方面来介绍,一般将“节水农业科技成果在农业生产实践中的第一个成功的应用”称为狭义的节水农业技术创新。本文所说的节水农业技术创新是广义的技术创新,实质是农业节水的科学研究成果以及发展和农业应用的全过程,即节水农业科技成果转化为在现实中为生产力提高的全过程[1]。
1.2 节水农业创新的特征
1.2.1 制约性 许多农业节水技术创新取决于农业生物学特征。具体主要反映在时间和空间上的限制。从时间上看,由于农业产出的产品—生物,在一定程度上具有季节性,这也就决定了农业节水技术创新具有季节性。从空间看,各个地方的农产品不同,这也就形成了节水农业技术的地域性。
1.2.2 高风险性 一些节水农业技术的创新受到自然条件变化以及植物和动物生命本身生物规律的影响,从而节水农业技术创新存在风险大、周期长以及机会成本高的特点。
1.2.3 协作性 节水农业技术创新的目的是在终端应用节水技术,创新的技术合作一般都会贯穿于技术创新的全过程。成功的创新不仅需要政府部门直接参与节水技术的投入,大学、研究机构、农民之间的密切合作也是必不可少的,在具体研发过程中需要各相关部门和组织通力协作、互相沟通才能达到最佳效果[2]。
2 古浪县节水农业的现状
20世纪90年代古浪县推广实行了小畦灌溉,取消了大田漫灌。石羊河综合治理以来,新修渠道,渠系水利用率已达到了80 %。实行调整种植结构,大面积种植低耗水作物,发展设施农业,封井压田,限制过度开采地下水等。随着经济的不断发展,古浪县通过引进外来优秀的生产技术和管理理念,尤其在灌溉方面,更是走在其他县的前面,现阶段正在推广滴灌技术,以提高田间水的利用率。但是,由于古浪县为全国贫困县,经济基础差,其特殊的地理位置决定了其在推广滴灌技术过程中遇到了许多困难。
2.1 水资源需求压力越来越大,供需矛盾突出
古浪县地区气候干旱,农业生产对灌溉的依赖性特别强,因此利用一切可以利用的水资源灌溉发展,成为当地解决粮食短缺、满足人畜饮水、维护当地社会稳定的重要方法。在古浪县已初步解决粮食问题的今天,水资源开发利用与社会发展需求的压力不但没有减少,还呈现出增长的趋势。其主要表现为,随着人民生活水平质量的不断提高,经济收入的日益提升,对农产品也提出了新的要求,一些经济价值高的特种农产品的种植规模会有所发展,高蛋白高营养粮食品种、蔬菜瓜果、肉蛋奶等需求量在增加,这些需求的满足不仅要求有足够的灌溉面积,而且对灌溉保证率提出了更高的要求[3]。
2.2 水资源短缺且利用率低
虽然古浪县水资源非常短缺,但是在整个古浪县区域,水资源的利用率还相对较低,尤其是在农业运用方面,更为明显。一方面是农业用水水资源短缺和难以增长,同时,工业和城市的发展进一步削减明显不足的灌溉用水,农业用水短缺问题日益突出,不仅扩大灌溉面积难以保障,而且现有灌溉面积也难保稳定;另一方面是农业水资源的浪费,目前灌溉水利用效率普遍较低,具体表现在粗放式灌溉,田间水利用率得不到提高,以及自然降水利用率低等方面。
2.3 水资源缺乏统一管理,影响区域整体发展
在一个区域内,上游和下游同属于一个区域,一个生态系统,有着密不可分的联系,这一点在古浪县表现尤为突出。由于整个区域的总水量基本上是一定的,因此,不论是工业用水、居民用水还是农业用水,他们之间的关系可以用此消彼长来形容,在任何一方面用水量增大的前提下,另外一方面的用水量也就随之减少。在古浪县,整体用水的统筹规划还是比较欠缺,这也就造成了整个县区域用水不平衡,影响了农业用水的整体平衡。
3 古浪县节水农业技术的创新与推广