建筑給排水中節(jié)能型設(shè)計的探討

劉 熹

(江西省化學(xué)工業(yè)設(shè)計院)

近年來，隨著城市建筑業(yè)的突飛猛進的發(fā)展，在城市的總用水量中，建筑內(nèi)部用水占據(jù)的比例逐年增加，使得建筑給水排水工程的節(jié)水、節(jié)能問題不容忽略。在實際的建筑給排水設(shè)計中應(yīng)全面考慮，在滿足用水安全穩(wěn)定性以及經(jīng)濟性的前提下，盡量考慮到設(shè)計中的節(jié)水節(jié)能問題。

1 充分利用市政給水管網(wǎng)的可用水頭H0［1］

對于高層建筑，城市市政給水管網(wǎng)水壓一般難以完全滿足其供水要求，只能采用區(qū)域或獨立的升壓系統(tǒng)供水。某些工程設(shè)計中將管網(wǎng)進水直接引入貯水池中，白白損失掉了H0，尤其是當(dāng)貯水池位于地下層時，反而把H0全部轉(zhuǎn)化成負壓，更不經(jīng)濟合理。而在高層建筑的下面幾層常常是用水量較大的公共服務(wù)商業(yè)設(shè)施，如:公共浴室、洗衣房、汽車庫、餐廳、美發(fā)廳等，這部分用水量占建筑物總用水量相當(dāng)大的比例，如果全部由貯水池及水泵加壓供水，無疑是一個極大的浪費。

2 注意生活給水管道中減壓節(jié)流問題

生活給水系統(tǒng)按規(guī)定豎向分區(qū)后仍然存在著部分衛(wèi)生器具配水點水壓偏大的問題，而這一點常常被忽視。因為即使在分區(qū)后各區(qū)最低層配水點的靜水壓仍高達300～400kPa。而在進行設(shè)計流量計算時，衛(wèi)生器具的額定流量是在流出水頭為20～30kPa的前提條件下所得的。故而，若不采取減壓節(jié)流措施，衛(wèi)生器具的實際出水流量將會是額定流量的4～5倍。隨之帶來了水量浪費、水壓過高、漏水量增加的弊病，同時易產(chǎn)生水擊、噪聲和振動，致使管件損壞、破裂［2］。國外一些國家均采用在給水支管上安裝孔板、壓力調(diào)節(jié)閥或減壓閥等手段來避免部分供水點超壓，為用戶提供適宜的服務(wù)水龍頭，使豎向分區(qū)的水壓分布更加均勻。所以在高層建筑給水系統(tǒng)豎向分區(qū)后仍應(yīng)注意減壓節(jié)流的問題。

3 生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)兩者分別單獨設(shè)置

在高層建筑給水設(shè)計中宜把生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)兩者分別單獨設(shè)置，因為兩種給水系統(tǒng)對水壓的要求不同。按“高規(guī)”規(guī)定:生活給水系統(tǒng)按靜水壓力不大于300～400kPa分區(qū)為宜，消防給水系統(tǒng)按靜水壓力不大于800kPa分區(qū)為宜。故若按消防要求水壓值分區(qū)時，將使得生活給水管道超壓而造成超量供水等問題;若常年用減壓閥降壓節(jié)流，又勢必造成電能浪費;若按生活給水水壓要求分區(qū)，則會相對增加水泵機組數(shù)目。所以，無論從節(jié)能節(jié)流還是節(jié)約工程投資、運行管理方便的各個角度來看，均應(yīng)把生活、消防給水系統(tǒng)分開設(shè)置。

4 以區(qū)域集中消防加壓貯水系統(tǒng)取代各建筑物中的單個消防加壓貯水系統(tǒng)

對于高層建筑群或小區(qū)應(yīng)盡可能共用消防水池和加壓水泵，消防貯水量應(yīng)按其中最大的一座高層建筑需水量來計算。這樣，既可避免消防加壓給各建筑設(shè)計帶來的諸多技術(shù)問題，又可以節(jié)省工程建設(shè)和設(shè)備投資，降低運轉(zhuǎn)費用，便于集中管理，同時可避免多座貯水池的大量消防貯水及定期換水而造成的浪費。

5 合理設(shè)計水泵運行參數(shù)

在不設(shè)調(diào)節(jié)水箱的供水方式中應(yīng)選用高效、節(jié)能的變速水泵。變速水泵的應(yīng)用可避免傳統(tǒng)供水系統(tǒng)中按供水最不利情況計算所引起的水、電的浪費問題，在各類資源緊缺的今天有著廣闊的前景。同樣，在熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，隨著水泵自控技術(shù)及各種監(jiān)測儀表和新型感溫材料的出現(xiàn)，循環(huán)水泵的運行也可采用變流量變揚程的自動控制系統(tǒng)?？梢钥紤]在配水龍頭處裝設(shè)簡易的水流指示器或在最遠配水點處裝設(shè)感溫元件，把信號傳遞至循環(huán)水泵的控制系統(tǒng)，根據(jù)熱水的不同配水工況命令水泵時停時轉(zhuǎn)隨機改變其運行參數(shù)，從而節(jié)省電耗。采用變頻調(diào)速裝置比一般供水設(shè)備節(jié)電20% ～40%［3］。

6 采用優(yōu)質(zhì)生活廢水和糞便污水分流體制，發(fā)展

建筑中水系統(tǒng)對于用水量較大的高層或公共建筑物，從節(jié)水節(jié)能的長遠利益來考慮，其排水系統(tǒng)宜采用優(yōu)質(zhì)生活廢水和糞便污水分流體制。這樣有利于優(yōu)質(zhì)雜排水的收集、處理以實現(xiàn)建筑內(nèi)部生活污水的重復(fù)利用。實際經(jīng)驗表明，每人每日直接用于飲食的水量一般不超過5L，絕大部分的用水量是消耗在食物、衣物的洗滌、沖洗便所、清洗地面和車輛。其中不直接接觸人體的各種雜用水，約占總用水量的50%以上。也就是說，采用中水回用系統(tǒng)，在保證同樣生活質(zhì)量的前提下，現(xiàn)有的自來水供水量可節(jié)約30% ～50%，可見節(jié)水潛力很大［4］。深圳市規(guī)定建筑面積大于2萬平方米的商住區(qū)，4萬平方米以上的辦公建筑，日排水量250m3以上須設(shè)置中水設(shè)施。1992年符合此規(guī)定的有200項，可節(jié)水312m3/d［5］。因此，在缺水城市，以生活污水作為原水加以適當(dāng)?shù)奶幚?，使之水質(zhì)達到中水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，回供于各類雜用水系統(tǒng)，這是一條開源節(jié)流的有效途徑，將成為城市建筑給排水的發(fā)展趨勢。中水系統(tǒng)設(shè)計和施工時應(yīng)防止中水污染上水。中水管道與上、下水管道平行埋設(shè)時，水平凈距應(yīng)大于0.15m;交叉埋設(shè)時，中水管道應(yīng)位于上、下水管道的中間。為了防止中水處理系統(tǒng)故障，應(yīng)設(shè)以上水作為中水水源的切換裝置。

7 采用節(jié)水節(jié)能型衛(wèi)生器具和設(shè)備

對生活飲用水來說，節(jié)水就是節(jié)能。據(jù)資料統(tǒng)計，在高層建筑中，生活用水的比例是:飲食用水占4% ～5%，大便器沖洗用水占37% ～39%，洗澡用水占34%～37%，其它用水占22%左右。其中大便器用水和洗澡用水占全部生活用水70%以上，因此高層住宅節(jié)水，主要著眼于這兩部分用水。節(jié)約用水不能影響衛(wèi)生器具本身功能要求和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。這里所提倡的節(jié)約用水，必須在滿足使用功能的前提下節(jié)約，而不是簡單地減少水量。建筑中主要的節(jié)水器具和設(shè)備包括水龍頭、淋浴器、廁所沖洗設(shè)備及自來水管道等。

(1)龍頭節(jié)水

水龍頭是應(yīng)用范圍最廣、數(shù)量最多的一種盥洗用水器具。目前節(jié)水型水龍頭大多為陶瓷閥芯水龍頭。這種水龍頭密閉性好、啟閉迅速、使用壽命長，而且在同一靜水壓力下，其出流量均小于普通水龍頭的出流量，具有較好的節(jié)水效果，節(jié)水量約為20% ～30% 。充氣水龍頭是國外使用較廣泛的節(jié)水龍頭，在水龍頭上開有充氣孔，由于吸進空氣，體積增大，速度減小，既防濺水又可節(jié)約水量，據(jù)報道可節(jié)約水量25%左右。

(2)淋浴節(jié)水

淋浴時因調(diào)節(jié)水溫和不需水擦拭身體的時間較長，若不調(diào)節(jié)水量會浪費很多水?，F(xiàn)在研制使用的節(jié)水型淋浴器包括帶恒溫裝置的冷熱水混合栓式淋浴器，按設(shè)定好的溫度開啟板手，既可迅速調(diào)節(jié)溫度，又可減少調(diào)水時間。帶定量停止水栓的淋浴器，能自動預(yù)先調(diào)好需要的冷熱水量，如用完已設(shè)定好的水量，即可自動停止，防止浪費冷水和熱水。

(3)廁所節(jié)水

廁所沖洗設(shè)備的節(jié)水是建筑節(jié)水的重點。除了利用中水做廁所沖洗之外，目前已開發(fā)研制出許多種類的節(jié)水設(shè)備。美國研制的免沖洗(干燥型)小便器，采用高液體存水彎襯墊，無臭味，不用水，免除了用水和污水處理的費用，是一種有效的節(jié)水設(shè)備。還有一種帶感應(yīng)自動沖水設(shè)備的小便器，比一般設(shè)備日節(jié)水13L。在瑞士及德國，公共衛(wèi)生間的小便器幾乎100%采用了這種設(shè)備。還有各種節(jié)水型大便器，如雙沖洗水量坐便器，這種坐便器每次沖洗水量為9L，小便沖洗為4.15L，節(jié)水效果顯著。我國大、中城市住宅中嚴禁采用一次沖洗水量在9L以上的坐便器。此外，利用壓縮空氣或真空抽吸的氣動大便器，每次僅需2L的沖洗水量。

(4)管道節(jié)水

節(jié)水的前提是防止管道滲漏，自來水的管道漏損率一般都在10%左右。為減少管道漏損，在管道鋪設(shè)時要采用質(zhì)量好的管材，并采用橡膠圈柔性接口。另外，還應(yīng)增強日常的管道檢漏工作。瑞土喬治費謝爾公司研制開發(fā)的聚丁烯(PB)管在建筑上的全面應(yīng)用引起了人們的廣泛關(guān)注。首先在材料上選用了化工產(chǎn)品中尖端產(chǎn)品——聚丁烯具，有耐高溫、無滲漏、低噪音、保障衛(wèi)生的優(yōu)點，是世界上最先進的給水系統(tǒng)。連接方法有熱熔、電熔和帶O型的擠壓式等，使其系統(tǒng)能夠完美地連接在一起，而且極利于施工安裝。這種管材已在西歐北美等國得以廣泛使用，節(jié)水顯著［6］。

(5)采用節(jié)水型配水器材

對淋浴器采用腳踏控制開關(guān)，大便器采用延時自動沖洗閥沖洗，給水管道中安裝節(jié)流塞或減壓孔板等，也能不同程度地起到節(jié)水節(jié)能效果。

(6)采用節(jié)能供水設(shè)備

市政給水管網(wǎng)水壓滿足不了高層建筑供水要求，需要設(shè)置水泵升壓供水。在合理選擇水泵時，首先要破除一個習(xí)慣概念，即總想在需要的流量及揚程基礎(chǔ)上，留較大的富余量。這樣做既浪費功率又降低效率。在考慮上述問題時，應(yīng)盡可能選擇節(jié)能新產(chǎn)品。

［1］胡夢玲.高層建筑給排水工程的節(jié)能［J］.低溫建筑技術(shù)，1996，(1):41 －42.

［2］付婉霞，吳俊奇.建筑節(jié)水技術(shù)與中水回用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［3］余海靜.室內(nèi)給水排水工程的節(jié)水節(jié)能措施［J］.河南城建高專學(xué)報，1998，7(3):6 －7.

［4］陳文輝.大有發(fā)展前途的開源節(jié)水技術(shù)——中水道技術(shù)［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，1998，(10):29 －31.

［5］郭衛(wèi)宏，周勤，肖錦.中水道應(yīng)用——建筑給排水的發(fā)展趨勢［J］.給水排水，1999，25(12):41 －45.

［6］蘇桂榮.建筑中的節(jié)水技術(shù)［J］.河北水利，2004，(7):37－38.