住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能優(yōu)化探討

高龍龍（大慶油田水務(wù)公司）

我國城市住宅小區(qū)的生活給水系統(tǒng)具有用水量大且不均勻、系統(tǒng)能耗高等特點，這一直制約著我國城市的發(fā)展。在水資源日益緊缺的今天，對住宅小區(qū)的節(jié)水節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)進行研究，對住宅小區(qū)的生活給水系統(tǒng)進行優(yōu)化，對節(jié)約自來水、降低給水能耗、推進我國節(jié)水節(jié)能型城市建設(shè)的進程，實現(xiàn)水資源與能源的最優(yōu)化利用等方面具有重要作用，并為未來住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和改造提供借鑒。

1 影響節(jié)水節(jié)能成效的重要因素

1.1 節(jié)水節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

住宅小區(qū)節(jié)水節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)不是單一的技術(shù)，它主要包括中水的處理及回用和雨水的收集與利用，以及配套的節(jié)水保障技術(shù)等。應(yīng)用時必須根據(jù)小區(qū)建筑物的實際特點，選擇合理的節(jié)水方式組合。例如，生態(tài)污水處理系統(tǒng)和中水回用技術(shù)的結(jié)合就是非常成功的[1]。當前的住宅小區(qū)生活節(jié)水工作往往存在著顧此失彼的問題：要么是在小區(qū)生活給水系統(tǒng)的設(shè)計過程中徹底忽視節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，造成資源的不必要浪費；要么就是盲目追求節(jié)水的形式，損害了生活給水系統(tǒng)設(shè)計的基本功能。要解決這個問題必須從節(jié)水節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)的合理使用著手，在滿足住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)設(shè)計基本功能要求的前提下，根據(jù)不同的小區(qū)建筑特點和不同地區(qū)的實際情況來使用最恰當?shù)墓?jié)水節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)。

1.2 經(jīng)濟因素

住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能優(yōu)化需要一定的經(jīng)濟支出，尤其是在系統(tǒng)投入使用的初期，這種支出相對較大。如果生活給水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能優(yōu)化不具有經(jīng)濟性，則必然會對節(jié)水節(jié)能工作帶來不利影響。因此，經(jīng)濟問題是必須考慮的，節(jié)水節(jié)能優(yōu)化措施應(yīng)該從住宅小區(qū)整體的經(jīng)濟效益出發(fā)，至少在給水系統(tǒng)運營一段時間后能實現(xiàn)經(jīng)濟回報。在實際工程中，如果有適應(yīng)該工程且節(jié)水節(jié)能效果顯著的優(yōu)化方案，則可以對其進行必要的經(jīng)濟技術(shù)分析，若優(yōu)化方案被證明確實有效，則應(yīng)用該優(yōu)化方案。

1.3 住宅小區(qū)的運營管理

生活給水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能效果受小區(qū)運營管理的影響很大，如果在日常使用中，對給水系統(tǒng)缺乏必要的管理和維護，對需要置換的零部件不能及時更換，系統(tǒng)存在的故障不能及時解決，則不但不能起到節(jié)水節(jié)能的作用，還有可能造成大量的能源消耗。因此，加強對小區(qū)生活給水系統(tǒng)的維護和管理，使整個給水節(jié)能系統(tǒng)始終運行在一個較佳的狀態(tài)下，才能真正發(fā)揮節(jié)水節(jié)能優(yōu)化措施的作用。

2 給水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 合理利用市政管網(wǎng)余壓

各城市給水管網(wǎng)供水壓力受地形、距離、管徑、管材等多種因素的影響而有所不同，但一般市政管網(wǎng)供水壓力均在0.2～0.4MPa，基本上可以滿足3～5層建筑的供水壓力要求。隨著我國城市化進程的不斷推進，住宅小區(qū)內(nèi)建筑樓層在5層以上的建筑明顯增多，供水壓力要求必須采用二次加壓。在滿足使用要求的前提下，充分利用市政供水壓力供水以盡量降低二次供水加壓的能耗，對小區(qū)給水節(jié)能具有重要意義。例如，建筑物的較低樓層可以直接采用市政管網(wǎng)供水，而超出市政管網(wǎng)供水壓力的樓層則可采用無負壓變頻供水設(shè)備進行二次加壓。

2.2 采用節(jié)水型管材、衛(wèi)生器具及配水器具

通過比較常用給水管材的性能可知，傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管在防腐能力方面的性能較差，極易生銹，若閑置一段時間后再使用，則會有銹水流出；并且這些管道隨著使用時間的推移，會因為接頭處的生銹造成不同程度的漏水、滲水現(xiàn)象。因此，選用優(yōu)質(zhì)管材，尤其是承壓性能優(yōu)良、接口可靠的PE管、PVC管等能在很大程度上杜絕管道滲水、漏水現(xiàn)象，進而起到節(jié)水節(jié)能的效果[1]。

衛(wèi)生器具及配水器的節(jié)水性能會對住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)的節(jié)水成效產(chǎn)生直接影響。因此，衛(wèi)生器具和配水器材的選擇應(yīng)該在滿足使用功能的前提下，盡量采用具有節(jié)水效果的產(chǎn)品，如陶瓷閥芯水龍頭、充氣水龍頭、腳踏開關(guān)淋浴器、節(jié)水型便器等。該類器具能在不同程度上起到節(jié)水的效果，進而可以有效減少輸送水過程中的能源消耗，達到節(jié)能的目的。

2.3 利用太陽能制備生活熱水

太陽能作為清潔能源，取之不盡，用之不竭，利用它制備生活熱水既節(jié)約能源又保護環(huán)境，對于有效地減少傳統(tǒng)能耗需求，實現(xiàn)住宅小區(qū)生活給水節(jié)能具有重要的意義。我國大部分地區(qū)均處于北緯40°以北，日照時間較長，均適合推廣太陽能熱水器，如可在住宅小區(qū)內(nèi)低層建筑的樓頂給每戶安裝一臺家用太陽能熱水器，或者在高層住宅的每戶朝南陽臺墻壁安裝一套超導熱管集熱器，以用于水的加熱[2]。

2.4 推廣中水回用技術(shù)

中水回用技術(shù)是將人們?nèi)粘Ｉ钪信懦龅纳钗鬯蜕顝U水進行集中處理，這些水在處理后可以達到一定的水質(zhì)標準，從而能夠替代等量的自來水以用于住宅小區(qū)的廁所沖洗、城市綠化、景觀用水等，這樣相當于減少了供水量，是節(jié)水節(jié)能的有效途徑。

2.5 充分利用雨水

雨水作為一種上天賜予的自然資源，其水質(zhì)一般較好，水中有機物較少，總硬度小，經(jīng)過一定的設(shè)施和藥劑處理后，就可以得到適應(yīng)于中水水質(zhì)標準的用水，是最好的雜用水水源之一。當前我國的大多數(shù)住宅小區(qū)都將建筑屋頂?shù)挠晁吐访嬗晁苯优湃胧姓晁艿?，這是對水資源的一種浪費。為了實現(xiàn)對雨水的充分利用，住宅小區(qū)內(nèi)可以利用一些構(gòu)筑物對屋頂和路面的雨水進行收集、處理及利用，如可建立屋頂雨水收集系統(tǒng)和路面雨水收集系統(tǒng)等對雨水進行收集和存儲，并經(jīng)調(diào)蓄、凈化處理后直接作為雜用水使用[3]。

3 給水系統(tǒng)節(jié)水節(jié)能優(yōu)化分析

3.1 選取合適的節(jié)水用水定額

用水定額是在一定期限內(nèi)和在一定范圍內(nèi)的用水水量限額，它的大小與給水系統(tǒng)工程規(guī)模的大小密切相關(guān)。住宅小區(qū)生活用水定額的合理確定對給水工程成本以及水資源的利用程度有著重要影響。如何選取合適的用水定額成為了住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵。選值過小無法滿足居民生活的基本需求，選值過大則造成水資源和能源的浪費。因此，應(yīng)當根據(jù)當?shù)厮诘貐^(qū)的氣候地理條件、人口規(guī)模及用水狀況等情況選擇一個合理的節(jié)水用水定額。具體而言，可參照2010年頒布實施的《民用建筑節(jié)水設(shè)計標準》進行選取。

3.2 采用節(jié)水的給水系統(tǒng)

在進行住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)優(yōu)先采用節(jié)水的給水系統(tǒng)，而節(jié)水的給水系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵是給水方式的選擇。目前所采用的住宅小區(qū)生活給水方式主要包括高位水箱給水方式、氣壓罐給水方式、變頻泵無水箱給水方式和管網(wǎng)疊壓給水方式。這些給水方式的節(jié)水性能不一，具體選擇時應(yīng)根據(jù)小區(qū)所在城市的市政水壓特點并結(jié)合小區(qū)住宅建筑的實際特點來靈活判斷，同時需要高效給水設(shè)備的配合，最終達到節(jié)水節(jié)能的目的。由于相對于其他幾種給水方式而言，管網(wǎng)疊壓給水方式能夠?qū)κ姓畨簩崿F(xiàn)充分利用，所以在節(jié)能要求較高時，這種方式應(yīng)當作首選[4]。

3.3 優(yōu)化給水系統(tǒng)的壓力

給水系統(tǒng)的超壓現(xiàn)象是由多種因素造成的，雖然國家對給水壓力進行了規(guī)范，但超壓出流問題卻并沒有得到根本解決，而超壓出流現(xiàn)象則在很大程度上造成了水資源和能源的浪費。因此，有必要采取措施對超壓出流現(xiàn)狀進行改善，例如，可在現(xiàn)有的生活給水系統(tǒng)中增加減壓裝置進行減壓。目前常用的減壓裝置有減壓水箱、減壓閥、節(jié)流閥等，這些裝置的減壓效果和作用并不一致，應(yīng)根據(jù)不同的住宅小區(qū)建筑特點，進行具體的超壓出流試驗和減壓計算，從而為選擇合適的減壓裝置提供理論依據(jù)，實現(xiàn)真正的減壓目的。

4 結(jié)束語

雖然我國近年來對住宅小區(qū)節(jié)水節(jié)能工作的重視度越來越高，也研究、提出并應(yīng)用實施了一系列節(jié)水節(jié)能措施，但整體效果并不理想，住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)的水資源和能源浪費現(xiàn)象依然嚴重。因此，還需要對住宅小區(qū)的節(jié)水節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究，并在此基礎(chǔ)上對生活給水系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計和改造。

[1]潘志軍.住宅給排水設(shè)計中節(jié)能和節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用[J].浙江建筑,2006,23(9):76-77.

[2]張勤,寧海燕.高層住宅小區(qū)生活給水方式的選擇和能耗分析[J].中國給水排水,2007,23(12):85-89.

[3]蔣龍.住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能優(yōu)化研究[D].重慶:重慶大學,2012.

[4]趙宏波.淺議小高層住宅小區(qū)給水設(shè)計[J].安徽建筑,2004,9(5):97-98.