建筑的給水排水方式在不同的時代有著不同的需求，改革開放以后，由于商品房的出現(xiàn)，住宅私密性的強調(diào)和發(fā)達國家先進技術(shù)的引進，以及以人為本理念的體現(xiàn)，同層排水技術(shù)在新的環(huán)境、新的起點和新的高度重新被提出并得以實施，重新引起建筑給水排水專業(yè)人員的極大關(guān)注。而隨著節(jié)能環(huán)保意識的興起，建筑的給水方式如何與節(jié)能環(huán)保有機結(jié)合在一起，成為建筑行業(yè)的新課題。
變頻供水系統(tǒng)
智能型管網(wǎng)接力升壓（無負壓）設(shè)備可根據(jù)用戶需求設(shè)定用戶供水壓力，如果管網(wǎng)供水壓力高于設(shè)定壓力時，水泵機組處于停機狀態(tài)，自來水可通過連通管路直接對用戶供水。當市政管網(wǎng)供水壓力低于設(shè)定壓力時，設(shè)備自動進入接力升壓工作狀態(tài)，機組通過壓力傳感器，水泵及恒壓變頻控制柜組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，隨著用水量的變化，不斷調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速及投入運行的水泵臺數(shù)，以保持供水壓力恒定。在供水系統(tǒng)中應(yīng)用，可取代傳統(tǒng)給水設(shè)備中的水塔供水、高位水箱供水或氣壓供水等供水方式，節(jié)能效果顯著，是國家重點推廣應(yīng)用的節(jié)能新技術(shù)產(chǎn)品。
變頻供水的調(diào)節(jié)水量
給水方式中，采用水泵加高位水箱聯(lián)動方式水箱是給水系統(tǒng)儲存、調(diào)節(jié)流量和穩(wěn)定水壓的設(shè)備，水箱的生活貯水量不小于最高日用水量的12％最低不小于6m.變頻供水這種無水箱的給水方式，盡管水泵的出水流量是按照給水系統(tǒng)的設(shè)計秒流量確定，但由于無流量調(diào)節(jié)設(shè)備，總體來講，其水量的調(diào)節(jié)很有限，對用水量相對集中的建筑，在供水的可靠性方面很難保證。例如，某高校對3棟12層的教學(xué)樓、學(xué)生公寓和圖書館共采用了1套變頻供水系統(tǒng)，因?qū)W生作息習(xí)慣，造成了學(xué)生公寓、教學(xué)樓等用水十分集中且用水量較大。而且，學(xué)生用水時間性很強，其它時間用水量則趨于平衡。該運行中經(jīng)常出現(xiàn)教學(xué)樓在學(xué)生課間休息等集中用水時段高層缺水現(xiàn)象，但學(xué)生公寓因利用了高位水箱進行水量調(diào)節(jié)，供水比較穩(wěn)定。為此，教學(xué)樓改用了高位水箱后，缺水現(xiàn)象得到了很大改觀。其原因分析除供水管徑小，用水設(shè)備采用自閉式?jīng)_水閥當量qg= 6.0太大等，缺水主要原因是調(diào)節(jié)水量小造成的。由此可見，變頻供水保證率不高，不適于用水量過于集中的公共建筑。
變頻供水的節(jié)能
以多層建筑給水方式為例，當外網(wǎng)壓力能滿足時為直接給水，當外網(wǎng)壓力不能滿足時采用設(shè)水箱和水泵的聯(lián)合給水及變頻水泵直接給水等。變頻給水將水泵加水箱的聯(lián)合給水方式中的水箱取掉，用變頻水泵直接供水到各用水點，但沒有利用城市管網(wǎng)的壓力，原來利用城市管網(wǎng)壓力進入水箱里的那部分水，必須經(jīng)水泵提升，增加了水泵的負擔，增加了電能的浪費。但相對于水箱水泵聯(lián)合給水方式來說，降低了建筑的造價，運行費用也低。
變頻供水的水泵流量是按照室內(nèi)給水水力計算中的設(shè)計秒流量計算的，而水泵和高位水箱聯(lián)合供水時水泵流量考慮到最高日最大小時流量，由此選擇出水泵流量。二者之間，水泵流量相差甚遠，由此帶來的電機功率的能耗也相差甚遠。例如，某住宅樓為13層，低區(qū)（1N6層）供水采用市政管網(wǎng)壓力直接供水，對高區(qū)（7～l3層）供水進行核算，其結(jié)果為設(shè)計秒流量q 5.661/s=22.37t/h；最大小時流量為4.7t/h.當供水方式選用變頻供水或者水泵加高位水箱聯(lián)合供水時，可以看出，變頻水泵的流量是水泵加高位水箱聯(lián)合供水流量的22.37/4.7=4.75倍。因水泵流量的不同，所選擇的水泵電機的功率的不同，其能耗將可想而知。
變頻供水節(jié)能是對比無高位水箱（水塔）供水而言的。因為水泵加高位水箱供水方式其進入水箱的供水管網(wǎng)的勢能是固定不變的。所選用的水泵能保證始終保持在最佳點（高效區(qū)）運行，水泵的效率最高。因此，目前對于用水量過于集中的公共建筑首選的供水方式仍是水泵加高位水箱，一般不宜采用變頻供水。
變頻供水的優(yōu)勢
1、 經(jīng)濟效益顯著?？刹唤ㄔ焖⒉辉O(shè)樓頂水箱，既減少工程的施工周期，又解決了工程造價費用高的缺點，還克服了氣壓波動大，水泵啟動頻繁等不足之處。
2、 設(shè)計嚴謹、運行可靠，操作簡單、保護功能齊全。
3、高效節(jié)能：該設(shè)備能根據(jù)用戶用水量的變化來調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使水泵始終工作在高效區(qū)，節(jié)電效果明顯，比恒速水泵可節(jié)電35%。
4、整套設(shè)備只有一組供水控制柜和水泵機組，占地少安裝方便。
5、延長水泵及電機的使用壽命：對多臺泵組均能可靠的實現(xiàn)軟啟動，使電網(wǎng)和管網(wǎng)免沖擊，并且輪流運轉(zhuǎn)，大大延長了水泵及電機的使用壽命。
變頻給水改造中的誤區(qū)
變頻給水對節(jié)能環(huán)保有一定的積極意義，但是在改造中的過程中依然存在著一些誤區(qū)，給水管網(wǎng)每日24h的用水量是不均勻的。為了保證用水的可靠性，初期選用的2臺大流量水泵的選擇都是按最不利條件進行，即按最大小時流量和揚程選定。特別是晚上，水泵常處于小流量下工作，經(jīng)常出現(xiàn)“大馬拉小車”的工況，泵功率浪費嚴重。所以原有的水泵增壓給水系統(tǒng)的變頻改造中宜采用多臺泵的組合供水，而不是將原有的水泵采用變頻器進行簡單的控制就行了。在空間情況允許時，水泵的臺數(shù)的應(yīng)根據(jù)實際用水時段的用水量確定，可以選用2臺水泵或3臺水泵變頻循環(huán)的形式，但水泵臺數(shù)過多，其投資費用偏高。
水泵調(diào)速的范圍是有限的，一般為100％～75％，超過此范圍將達不到節(jié)能的效果。對于常用的離心泵而言，變頻供水在小流量時由于要保證系統(tǒng)的壓力，其運行轉(zhuǎn)速約為工頻轉(zhuǎn)速的80％，運行功率約為額定功率的60％，消耗的功率約為相同大小恒速泵額定功率的1/4或更小，同時水泵效率下降比較大。例如，當變頻供水的功率為120kw，在小流量時，變頻泵實際的消耗約為1/4x120=30kw，其輸出功率接近于零，純屬無功消耗。
對于水泵在晚上或間隔時間較長時段的小零流量狀態(tài)，若場地空間允許，宜采用關(guān)閉變頻器及其它泵，直接啟動輔助小泵的控制供水，或者采用變頻泵自動睡眠和自動喚醒控制供水，以維持系統(tǒng)運行的效率較高，達到節(jié)能的目的。同時水泵的選型，應(yīng)選用制造工藝較好的水泵，盡量保證在合理的調(diào)速范圍內(nèi)，效率變化不大。
供水管網(wǎng)中，水泵的壓力是用來克服供水系統(tǒng)管線的沿程水頭損失以及提供管網(wǎng)的壓力的。因此，變頻供水系統(tǒng)適用于管網(wǎng)壓力變化越大越好，用水量規(guī)模越大，沿程水頭損失就越多，變頻供水的綜合性能就越明顯，越利于系統(tǒng)的節(jié)能。所以變頻供水不是對所有的供水系統(tǒng)都適用。例如，對于1～2棟住宅的供水不宜于采用變頻給水。
變頻供水系統(tǒng)與普通供水系統(tǒng)對同一供水管網(wǎng)而言，變頻給水通過水泵調(diào)速直接供水到戶，水泵的工況點是變化的；而后者水泵的工況點是固定的。因為變頻給水的水泵在調(diào)速運行后的大部分時間內(nèi)效率都比工頻運行時有所下降。因此，普通供水系統(tǒng)在同樣的供水量下的能耗應(yīng)該比變頻恒壓供水系統(tǒng)小。
結(jié)束語
節(jié)約型建設(shè)勢在必行。供水方案的確定應(yīng)根據(jù)供水可靠性、投資和能耗、運行和維護管理、外網(wǎng)供水能力等因素綜合評估，因地制宜，選擇恰當?shù)墓┧绞?，真正實現(xiàn)經(jīng)濟、合理、安全的目的。
