高层建筑生活给水系统的节能和优化研究

【摘要】： 由于高层建筑具有层数多、高度大、用水要求高等特点,对高层建筑给水工程的设计、施工和管理等方面提出了更高的要求。随着高层建筑高度的增加,给水系统的能耗逐渐增大,对给水系统的节能需求日益迫切。因此,本文以高层建筑生活给水系统为研究对象,从给水系统存在的能耗等难点问题出发,对给水系统进行了节能和优化研究。 文章以高层建筑给水系统的节能和优化为研究目的,在借鉴前人的已有的成果基础之上,系统地研究了市政水压的合理利用、给水系统的合理分区、给水方式的优化选择、高层住宅小区给水方式的优化选择以及变频泵给水系统的节能研究等五个方面的内容。 在建筑给水系统的设计中,市政水压的利用是节能设计的第一步。在设计中除了利用市政余压直接对较低分区供水外,文章提出了需要采用节能的供水设备对高区供水,即采用无负压供水设备。文中介绍了无负压给水系统工作原理、能耗情况、设计方法和适用条件,并通过工程实例验证了无负压供水设备的节能效果和可行性。 给水分区是高层建筑给水系统设计的关键步骤。文章对高层建筑给水系统的能耗构成进行了理论分析,论证了分区给水的节能作用。对多种分区给水方式的能耗情况进行了比较分析,获得了能耗相对较小的给水方式。文中就该给水方式,提出了确定最优分区的方法,即在满足用水要求下,综合考虑不同分区的能耗和投资情况,建立数学模型,通过求解模型估算不同分区的年费用,以确定合理的分区。文章对模型的建立过程进行了详细介绍和分析,并通过工程实例进行了分析和论证。该方法充分考虑了分区的节能效果和经济的可行性,使分区更为合理。 高层建筑的给水方式很多,如何针对不同建筑选择合适的给水方式一直是给水系统设计的难点。文章推荐了采用三标度的层次分析法对供水方式进行优化选择。文中应用该分析法,针对住宅类高层建筑,对常见的八种给水方式,从能耗情况、投资情况、占地面积、供水可靠性、管理方便程度等五个方面进行了专家调查评分,并利用Matlab数学软件对调查数据进行了分析处理,得出了相对较优的给水方式,结果表明该方法可为给水方案的选择提供依据。 基于高层住宅给水方式优化选择之上,本文进一步对高层住宅小区给水方式的选择进行了优化研究。文中分析了高层住宅小区生活给水的特点和不同给水方式的投资和能耗情况。通过工程实例,重点分析了屋顶水箱给水方式和变频泵给水方式下给水系统的投资和能耗情况,获得了适合高层住宅小区相对较优的给水方式。 最后,文章对目前应用较广的变频调速恒压给水系统进行了节能研究。文中介绍了变频泵的工作原理、节能理论和节能率的计算方法等。为充分发挥水泵调速的节能优势,文中对变频泵的优化选配方法进行了重点分析,分析了变频泵优化选配的方法,并结合工程实例验证了可行性。 【关键词】：高层建筑 生活给水系统 节能 系统优化
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU821
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 问题的提出及研究意义9
• 1.2 国内外现状综述9-14
• 1.2.1 建筑给水系统水量能量损失现状9-10
• 1.2.2 现有建筑给水节能的措施和建议10-14
• 1.3 建筑给水系统存在的问题和研究的重点14
• 1.4 研究目的、内容和技术路线14-17
• 1.4.1 研究的目的14
• 1.4.2 研究的内容14-15
• 1.4.3 研究的技术路线15-17
• 2 市政水压的合理利用17-27
• 2.1 利用市政余压直接供水17
• 2.2 采用无负压给水系统17-25
• 2.2.1 无负压给水系统概述17-18
• 2.2.2 无负压给水系统的组成和运行工况18-20
• 2.2.3 无负压给水系统的能耗分析20-21
• 2.2.4 无负压给水系统的综合性能21-22
• 2.2.5 无负压给水系统的适用范围和设计方法22
• 2.2.6 无负压给水设备管网准用的技术条件22-23
• 2.2.7 工程应用实例23-25
• 2.3 小结25-27
• 3 高层建筑生活给水系统的合理分区27-45
• 3.1 高层建筑给水系统的能耗分析27-30
• 3.1.1 高层建筑给水系统的能耗构成27-29
• 3.1.2 高层建筑给水系统的能耗分析29-30
• 3.2 高层建筑给水系统的节能措施30-33
• 3.2.1 采用分区给水30
• 3.2.2 选择合适的给水方式30-33
• 3.3 给水系统的合理分区33-43
• 3.3.1 投资费用的确定33-34
• 3.3.2 投资费用分析34-37
• 3.3.3 模型建立37-38
• 3.3.4 实例验证38-43
• 3.4 小结43-45
• 4 高层建筑生活给水方式的优化选择45-61
• 4.1 高层建筑给水系统概述45-50
• 4.2 高层建筑给水方式的优化选择50-52
• 4.2.1 层次分析法的基本原理和层次分析模型50-51
• 4.2.2 求解AHP 间接判断矩阵51-52
• 4.2.3 AHP 间接判断矩阵计算权重52
• 4.3 应用举例52-59
• 4.3.1 建立层次结构模型52-53
• 4.3.2 构造三标度判断矩阵53-55
• 4.3.3 求出AHP 间接判断矩阵55-58
• 4.3.4 综合评价58-59
• 4.4 小结59-61
• 5 高层住宅小区生活给水方式的优化选择61-69
• 5.1 高层住宅小区生活给水的特点61-62
• 5.2 高层住宅小区生活给水方式比较62
• 5.3 给水方式选择实例62-67
• 5.3.1 方案能耗比较62-65
• 5.3.2 方案经济比较65-67
• 5.3.3 方案综合比较67
• 5.4 小结67-69
• 6 变频调速恒压给水系统的节能优化研究69-81
• 6.1 变频调速给水的工作原理69-71
• 6.1.1 变频调速原理69
• 6.1.2 变频调速恒压供水的工作原理69-71
• 6.2 变频调速给水的节能理论分析71-73
• 6.2.1 变速泵的节能理论分析71-72
• 6.2.2 变频泵的节能率计算72-73
• 6.3 变频调速泵的优化选配73-79
• 6.3.1 变频泵的变频调速性能分析73-75
• 6.3.2 水泵的合理选配及工作特性分析75-77
• 6.3.3 优化选泵实例77-79
• 6.4 微流量供水的节能措施79-80
• 6.5 小结80-81
• 7 结论和建议81-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-89
• 附录89-90
• 问卷调查90-91

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