建筑給排水設(shè)計的節(jié)能節(jié)水措施探討

魏忠毅（湖南方圓建筑工程設(shè)計有限公司，湖南　長沙　410000）

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建筑給排水設(shè)計的節(jié)能節(jié)水措施探討

魏忠毅（湖南方圓建筑工程設(shè)計有限公司，湖南長沙410000）

世界范圍內(nèi)出現(xiàn)的能源危機，提醒人們必須重視對于能源的節(jié)約，我國即提出了建設(shè)能源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的目標，建筑行業(yè)同樣響應(yīng)了國家號召，而給排水系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計是建筑工程項目的重要組成部分。本文探討了建筑給排水設(shè)計的節(jié)能節(jié)水措施，以供參考。

建筑；給排水；設(shè)計；節(jié)能節(jié)水

1　引言

我國水資源短缺和水環(huán)境污染問題并存，并且水資源南北分布極不均勻，采取全面的節(jié)水措施，提高水資源的利用率，是緩解目前緩水資源短缺的重要途徑。在城市總用水量中，建筑用水占很大的比例，因此在進行建筑給排水工程設(shè)計中，需要重視節(jié)水和節(jié)能問題，建筑節(jié)水節(jié)能具有重要的社會效益和經(jīng)濟效益。

2　建筑給排水現(xiàn)狀

（1）在城市總用水量中，建筑用水占很大的比重，雖然國家已經(jīng)頒布并實施《民用建筑節(jié)水設(shè)計標準》，但當前我國建筑給排水設(shè)計和使用中任然存在很多問題，節(jié)約用水仍然具有很大的潛力。

（2）超壓出流現(xiàn)象，為滿足建筑內(nèi)全部用水點的工作壓力，必須保證最不利點的工作壓力達到衛(wèi)生間器具的最低工作壓力，并保證還有足夠的水頭。當最不利點都滿足最低工作壓力時，其他位置的衛(wèi)生器具壓力高于最低工作壓力，實際使用時的流量都會大于額定流量，就會出現(xiàn)超壓出流現(xiàn)象，加劇了水的浪費。

（3）熱水系統(tǒng)設(shè)計不合理，浪費大量能源和水資源。由于造價的問題，熱水系統(tǒng)常常循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計比較簡單，有時戶內(nèi)都不設(shè)置熱水循環(huán)管道，當用戶在使用熱水時，開啟熱水系統(tǒng)后，常常需要放掉干管或支管中的冷水，這一階段短可能十幾秒，長的時間可能1～2min。

（4）水價計費方式，在水資源豐富的南方地區(qū)，民用水價較為低廉，許多城市并未包含污水處理費，自來水銷售價格和水的成本不相符，同時階梯水價在很多城市也并未實施，這些就更加重了水資源的浪費和無序無節(jié)制的使用。

3　建筑給排水的節(jié)能措施

隨著居民條件的提高，熱水暖氣供應(yīng)在建造設(shè)計中越來越重要。有數(shù)據(jù)表明，熱水供應(yīng)系統(tǒng)需要消耗大量的水、電，約占整個能耗的12～32%，熱水資源在生活方面的使用約占88%以上。因此，要想更大空間的實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能目的，充分利用熱水供熱系統(tǒng)的布局和設(shè)計，則顯得更為重要。

3.1充分利用太陽能提供熱水

我國現(xiàn)階段建筑的給排水中，人們對于熱水的需求是關(guān)鍵，利用電加熱水的方式，熱水供應(yīng)量往往是有限的，還容易造成電能的浪費。而太陽能作為一種清潔能源，利用太陽能制備生活熱水既能達到節(jié)能的目的，同時還能有效的保護環(huán)境。在建筑給排水工程中，利用太陽能，可以有效地節(jié)約能源，滿足人們對熱水的需求。例如在建筑中配置太能集熱板、太陽能水箱，并將太陽能供水系統(tǒng)連接到建筑給排水系統(tǒng)中，通過太陽能來加熱，來滿足用戶對熱水的需求，減少資源的損耗。

3.2雨水節(jié)能利用

雨水利用就是將雨天的雨水收集起來進行綜合利用。雨水作為一種資源，它可以有效地緩解用水緊張的局勢。但是雨水張含有許多雜質(zhì)和有害物質(zhì)，在利用雨水的時候，必須經(jīng)過加工處理，待雨水水質(zhì)合格后方可使用。

（1）雨水間接利用：人行道或小區(qū)路采用透水鋪裝路面，室外綠地低于道路100mm，暴雨時存儲一部分雨水，通過土壤慢慢下滲地下補充地下水源。屋面雨水排至室外雨水檢查井，再經(jīng)室外滲管滲入地下補充地下水源。

（2）雨水直接利用：匯總的雨水經(jīng)棄流設(shè)置棄流初期雨水后，進入到雨水回用蓄水池中，經(jīng)機械過濾消毒等處理達到中水水質(zhì)標準后，進入雨水貯水池，可用于水景補水、園林綠化的給水以及道路的沖洗。

例如可以再建筑屋頂上建立一個蓄水池，并利用管道連接到給排水系統(tǒng)中，在蓄水池中配置相應(yīng)的水處理裝置，待雨水經(jīng)過處理后在流入到給排水系統(tǒng)中，供建筑使用。

3.3地源熱泵

有數(shù)據(jù)顯示，目前，地?zé)豳Y源在我國并沒有被較好的利用起來，但是隨著地源熱泵的推廣，使用也將慢慢普及。地源熱泵能夠?qū)⒌責(zé)徂D(zhuǎn)化成4倍的能量，可以大大節(jié)約現(xiàn)有資源的浪費。地源熱泵已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)一臺多用，供水、供熱、空調(diào)、熱水等設(shè)備同時使用，發(fā)展前景和節(jié)能降耗效果明顯。

4　建筑給排水的節(jié)水措施

4.1中水回用

建筑的中水主要包括建筑排水和居民生活排水，將這些水源收集起來并加以處理后，可以替代原本該被使用的自來水，從而可以有效節(jié)約水資源。而要想充分利用起中水，必須要解決如下兩個問題：

（1）要調(diào)節(jié)水量平衡。原水和中水用量不可能一直相等，因此，處理設(shè)備需在均勻水量負荷的條件下運行。

（2）要重新制定回用水水質(zhì)標準?，F(xiàn)有中水工程無法達到標準，限制了中水工程的推廣和普及。因此，必須盡快制定新的指標體系，充分發(fā)揮中水回用技術(shù)的效用，解決水資源浪費問題。

4.2使用節(jié)水材料與器具

（1）建筑可中應(yīng)充分利用市政給水管網(wǎng)的可用水頭。用水量大的低層商業(yè)及低層住戶，在滿足使用最低壓力的條件下，盡量采用市政直供，在市政壓力大部分的樓層采用變頻供水或者無負壓供水。

（2）根據(jù)不同用水性質(zhì)的用戶，分別設(shè)置水表計量收費，避免不必要的損耗及浪費。綠化用水可采用微噴、滴灌等節(jié)水方式澆灑，并設(shè)置單獨用水計量水表。

（3）優(yōu)化系統(tǒng)，合理分區(qū)，減少管網(wǎng)系統(tǒng)中的壓力損失。給水系統(tǒng)采用豎向分區(qū)方式，以控制最不利處用水器具的流出水頭，不僅可節(jié)約用水而且增加使用舒適感。

4.3提倡變頻供水方式

變頻供水泵組的運用，能夠避免傳統(tǒng)供水系統(tǒng)中，按照供水最不利情況計算所導(dǎo)致的水量、電能等方面的浪費問題，在用水單位較少的情況下，能夠在低功率運行。在熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，由于水泵自控技術(shù)以及各種監(jiān)測儀表、新型感溫傳感器的應(yīng)用，結(jié)合循環(huán)水泵的運行，采用變流量變揚程的自動控制系統(tǒng)，根據(jù)熱水用水量的變化，水泵在不同工況下運行都能在高效區(qū)間內(nèi)，從而節(jié)省電耗。

4.4完善熱水供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計

給排水系統(tǒng)設(shè)計中，熱水循環(huán)方式的選擇直接關(guān)乎著無效冷水量的大小。在日常生活中人們使用熱水供應(yīng)裝置時，初始水源無法滿足規(guī)定水溫要求，每次都要放掉很多冷水，造成水資源無法得到有效利用，浪費現(xiàn)象嚴重。因此，當前很多城市為避免用水量超標，開始實施計劃用水，采取了各種措施對城市熱水系統(tǒng)進行改造。具體而言，在建筑給排水設(shè)計中，應(yīng)該有效改良集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，立足設(shè)計、施工及使用管理等多方因素，選用立管循環(huán)或支管循環(huán)模式，從而有效規(guī)避無效冷水浪費情況的出現(xiàn)。此外，在公共浴室等用水量較大的建筑給排水設(shè)計時，管道應(yīng)采用雙管供水，且應(yīng)采用帶恒溫控制與溫度顯示功能的冷熱水混合淋浴器。

4.5控制超壓出流

在進行綠色建筑給排水設(shè)計時，按照GB50015-2003建筑給排水設(shè)計規(guī)范要求，目前生活給水系統(tǒng)設(shè)計已經(jīng)進行了完善，但部分衛(wèi)生器具依舊存在水壓過大的情況。為減少超壓出流現(xiàn)象的出現(xiàn)，在具體的給排水設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)當充分重視給排水系統(tǒng)中的壓力設(shè)定，保證各處用水點的水壓均不高于0.2MPa。此外，還要合理安裝減壓閥、減壓孔板和節(jié)流塞等減壓裝置，以將建筑用水中的水壓控制在限值要求之內(nèi)，有效避免水資源的浪費。

4.6雨水、污水收集利用設(shè)計

4.6.1綠色屋頂

花園式屋頂綠化可截留雨水64.6%；簡單式屋頂綠化可截留雨水21.5%，屋頂綠化平均可截留雨水43.1%，在排水工程中可以相應(yīng)的減小下水管道、溢洪管及儲水池的尺寸，節(jié)省建材費用。除此之外，屋頂綠化還能節(jié)能、降噪、固碳、空氣清潔。國家博物館、廈門市海滄區(qū)政府、廈門海峽國際社區(qū)、福建省建設(shè)廳等均采用了屋頂綠化。

4.6.2下沉式綠地

下沉式綠地能夠匯集周圍硬化地表所產(chǎn)生的降雨徑流，因此可利用植被、土壤、微生物等的作用，截留并凈化小流量雨水徑流，對于超過綠地蓄滲容量的雨水，可經(jīng)過雨水口排入雨水管網(wǎng)。下沉式綠地則不僅能夠起到削減徑流量、減輕城市洪澇災(zāi)害的作用，對于下滲雨水，還可以起到增加土壤水分含量，減少綠地澆灌用水量，補充地下水資源量的作用。同時，徑流攜帶的氮、磷等污染物可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹脖凰璧臓I養(yǎng)物質(zhì)，促進植物的生長。

4.6.3城市污水回收再利用

（1）分散式回收

即選擇城市大型建筑、住宅小區(qū)等作為污水回收點，在其位置設(shè)置小型中水處理站，將建筑物內(nèi)產(chǎn)生的污水作為處理對象，通過有效收集與集中處理，最終回利用于城市生態(tài)綠化澆灌與建筑沖廁等。此種方法所需設(shè)備多樣化程度高，且處理工藝比較簡單，應(yīng)用形式靈活多變，可以更好地適應(yīng)待處理區(qū)域?qū)嶋H要求，系統(tǒng)供給與需求量吻合度高。且工程所需投資小，具有較高操作性，更容易實現(xiàn)，避免了大規(guī)模污水收集與再生水回用管網(wǎng)的建設(shè)，應(yīng)用后短時間內(nèi)便可見效，可以在很大程度上降低市政排水設(shè)施與污水處理廠壓力。

（2）集中式回收

即通過建立大中型污水再生回用水廠的方式，對城市生活污水進行統(tǒng)一收集、處理以及再利用，一般回水應(yīng)用方向為農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)景觀以及城市雜用水等方面。與分散式方法相比，集中式回收最大的特點就是對污水進行統(tǒng)一處理，最終實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。此種方法在實際應(yīng)用中具有規(guī)模效應(yīng)，一次性投資較大，但是處理廠單位水量投資與運行費用較低，且可以大規(guī)模處理污水。

5　結(jié)語

節(jié)水節(jié)能逐漸成為給水排設(shè)計工作中的重要任務(wù)，各種節(jié)水節(jié)排措施的使用，也逐漸成為國內(nèi)外考評綠色建筑的重要因素。為了改善給排水的綠色設(shè)計，使其能偶符合日益嚴格的節(jié)能節(jié)水要求，應(yīng)當在建筑設(shè)計階段，就采取相應(yīng)的節(jié)水節(jié)能設(shè)計措施，從而改善建筑的節(jié)能效果。

［1］羅永海.淺談建筑給排水施工技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（13）：133.

［2］宋靜艷.淺談建筑給排水管道滲漏問題［J］.科技視界，2014（2）：135.

［3］韓 勇，邢鳳波.試論建筑給排水中的節(jié)能設(shè)計［J］.黑龍江科技信息，2015（25）：317.

魏忠毅（1978-），男，工程師，本科，主要從事給排水設(shè)計工作。

TU82

A

2095-2066（2016）19-0127-02

2016-6-20