建筑給排水技術(shù)及節(jié)水思路研究

摘 要：該文基于筆者多年從事建筑給排水設(shè)計的相關(guān)工作經(jīng)驗，以建筑給排水中的節(jié)水設(shè)計為研究對象，深度探討了如何在建筑給排水設(shè)計中加入節(jié)水設(shè)計理念。論文首先分析了我國水資源浪費的現(xiàn)狀，而后基于筆者長期工作實踐，詳細給出了給排水設(shè)計中加入節(jié)水設(shè)計思想的一些具體實現(xiàn)方法。全文是筆者長期工作實踐的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：給排水設(shè)計 建筑 節(jié)水 措施

中圖分類號：TU82 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0037-03

1 建筑節(jié)水形勢嚴峻

水是關(guān)系到人類生存發(fā)展、具有戰(zhàn)略意義的資源。聯(lián)合國的一項名為“綜合評估界淡水資源”的最新研究報告指出：目前，世界上約有1/3的人生活在淡水資源缺乏的環(huán)境中，而如果人們繼續(xù)像現(xiàn)在這樣不節(jié)制用水的話，則30年后貧水人口數(shù)將可能達到2/3。據(jù)稱地球上有97%的水屬于不可飲用的水，而余下的3%的水資源中又有2/3在冰川雪原，不能直接供人們使用，人們可利用的江、河、湖、泊及地下水的總量僅占地球總水量中極微小的比例。

當前中國日益嚴重的水資源短缺和水環(huán)境污染，不僅困擾國計民生，并已成為制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。據(jù)水利部統(tǒng)計，20世紀90年代以來，中國城市缺水范圍不斷擴大，缺水程度不斷加劇，全國670座建制城市中有400座不同程度的缺水，110座嚴重缺水。正常年份全國城市缺水60億萬m3。2000年由于中國北方地區(qū)春、夏連旱，嚴重影響了城市供水。據(jù)國家防總辦公室統(tǒng)計，今夏已有100多個縣級以上城市被迫限時限量供水，面對缺水的現(xiàn)狀，節(jié)約用水已成為中國的基本國策。建筑節(jié)水更是任重道遠。

2 水量浪費的隱患

如何實施節(jié)水的國策是值得我們每一個人認真思考并予以重視的問題。結(jié)合給排水的設(shè)計工作，經(jīng)過分析和統(tǒng)計，水量的浪費隱患主要有以下幾個方面。

2.1 超壓出流浪費水量巨大

衛(wèi)生器具給水額定流量是為滿足使用要求，衛(wèi)生器具給水配件出口，在單位時間內(nèi)流出的規(guī)定出水量。流出水頭是保證給水配件流出額定流量，在閥前所需的靜水壓。給水配件閥前壓力大于流出水頭，給水配件在單位時間內(nèi)的出水量超過額定流量的現(xiàn)象，稱超壓出流現(xiàn)象，該流量與額定流量的差值，為超壓出流量。給水配件超壓出流，不但會破壞給水系統(tǒng)中水量的正常分配，同時因超壓出流量未產(chǎn)生使用效益，為無效用水量，即浪費的水量。因它在使用過程中流失，不易被人們察覺和認識，屬“隱形”水量浪費，因而至今未引起足夠的重視。然而這種“隱形”水量浪費在各類建筑中不同程度地存在，其浪費的水量也是十分多的。

據(jù)某“建筑節(jié)水課題組”（以下簡稱“課題組”），2008—2009年對某市住宅、集體宿舍、綜合樓等1棟建筑，67個配水點先后安裝口徑15 mm的螺旋升降式水龍頭和陶瓷閥芯水龍頭（又稱節(jié)水龍頭），實測統(tǒng)計：以螺旋升降式龍頭和陶瓷閥芯水龍頭半開時出流量0.2 L/S為額定值，則水龍頭的超壓出流率前者為54%，后者為24%。因陶瓷閥芯水龍頭出口設(shè)有網(wǎng)板，出水斷面較螺旋升降式水龍頭明顯減少，為使出水流速不至過大，使用時獲得較好手感，若以0.16 L/S為半開時的額定值，也有52%的龍頭超壓出流。由此可見節(jié)水龍頭雖然可以起到減壓節(jié)流作用，但若給水系統(tǒng)設(shè)計不當，仍不能解決好超壓出流問題。同時據(jù)實測分析，這種“隱形”水量流失，絕不亞于“顯形”的漏水量。有關(guān)單位實測，口徑15 mm水龍頭每小時的滴漏量為3.6 L，則20個龍頭一天的滴漏量為1 728 L。而“課題組”實測該市某大學12層留學生樓的樓首層盆洗室口徑15 mm的螺旋升降水龍頭和陶瓷閥芯水龍頭半開時的出水量，分別達0.42 L/S和0.21 L/S，則理論無效用水量分別為 0.2 L/S和0.05 L/S。同樣以20個龍頭計，若每個龍頭每天平均使用15 min，則每天的理論無效用水量，前者為3 960 L，大于20個同類龍頭的滴漏水量，后者為900 L，相當于一天10個龍頭連續(xù)滴漏的水量。中國的建筑量大、面廣，若以其中配水龍頭每年超壓出流量累計，將是一個驚人的數(shù)字。

2.2 熱水干管循環(huán)浪費水量巨大

中國熱水供應(yīng)系統(tǒng)的水量浪費也較為嚴重，主要表現(xiàn)在開啟配水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，往往要放掉不少冷水后，熱水設(shè)備才能正常使用。這部分流失的冷水，未產(chǎn)生使用效益，可稱無效冷水，也即浪費的水量。以哈爾濱建筑大學新區(qū)的一個浴室為例：共有龍頭約30個，因采用干管循環(huán)，首次開啟時都得放掉支管內(nèi)的冷水，以首次開啟放掉的冷水約2.0 L計算，浴室每周開放3次，則每周浪費水量為30×2.0×3=180 L，每月浪費水量7.2 t。以1棟設(shè)有定時供應(yīng)熱水系統(tǒng)的6層招待所為例，采用干管循環(huán)，有16根立管，以每根平均管徑32 mm，長18 m計，每天供應(yīng)1次熱水則每年約流失無效冷水105 m3，那么全國同類建筑熱水系統(tǒng)年浪費水量的累計值，也將是十分可觀的。顯然，干管循環(huán)浪費水量最多。

2.3 管道及閥門泄露

管道銹蝕、閥門的質(zhì)量等導致大量的水消失于無形。經(jīng)常都能看到路邊的給水管道在管子接縫處及法蘭、閥門連接處往外冒水。埋在地下的看不見的更不知道有多少。用戶們經(jīng)常反映浮球閥經(jīng)常損壞、漏水，不論是用于水池、水箱的還是馬桶上使用的，其質(zhì)量的低劣直接導致大量水從溢流管流出。據(jù)調(diào)查，滴漏的水龍頭每天就可耗水70 L一些第三世界國家城市中有60%的飲用水管道蝕損嚴重，及干線違規(guī)分流等原因流失了許多水量。菲律賓首都馬尼拉市供水管網(wǎng)的漏耗水量以近其總供水量的58%，即使在管理措施較好的新加坡，也存在著8%的管網(wǎng)漏耗率，但人們認為無足為怪。據(jù)聯(lián)合國的一項調(diào)查，美、英兩國管網(wǎng)漏耗率均為12%。

3 建筑節(jié)水采取的一些措施

建筑節(jié)水有3層含義：一是減少用水量；二是提高水的有效使用效率；三是防止泄漏。針對以上水資源浪費隱患，提出以下解決辦法以供商榷（見圖1）。

3.1 控制超壓出流

明確提出控制超壓出流的要求，以減少“隱形”水量浪費，促進科學、有效用水，控制超壓出流的有效途徑是控制給水系統(tǒng)中配水點的出水壓力，在20世紀80和90年代所建建筑中有的也較好地解決了控制給水系統(tǒng)超壓出流的問題。經(jīng)筆者調(diào)查研究，認為做好防超壓應(yīng)從以下幾方面考慮。

3.1.1 首先應(yīng)遵循規(guī)范

合理分區(qū)“規(guī)范”第2.3.4條規(guī)定高層建筑生活給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)，應(yīng)根據(jù)使用要求、材料設(shè)備性能、維修管理、建筑物層數(shù)等條件，結(jié)合利用室外給水管網(wǎng)的水壓合理確定。分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓，住宅、賓館、醫(yī)院宜為300～350 kPa，辦公樓宜為350～450 kPa?！睂τ谝粋€具體工程來說，最佳給水分區(qū)壓力值可以通過優(yōu)化設(shè)計確定，必須考慮建筑物的層數(shù)、層高，水泵的性能，室外管網(wǎng)的壓力。

3.1.2 供水方式建議采用水箱供水方式

筆者認為在市政管網(wǎng)不能滿足用戶供水的情況下，盡量采用水箱供水方式。無論是水箱獨立供水，還是各種聯(lián)合水箱供水方式，比如：水泵-水箱供水方式、水池水泵供水方式等，它不但供水可靠，而且水壓穩(wěn)定，因而各配水點的壓力波動很小，有利于節(jié)水。

3.1.3 設(shè)備減壓裝置

“規(guī)范”第2.3.4條規(guī)定“建筑物內(nèi)的生活給水系統(tǒng)，當衛(wèi)生器具給水配件處的靜水壓超過本規(guī)范第2.3.4條規(guī)定時，宜采取減壓限流措施。除浴盆的流出水頭為5～10 m外，其他各用水配件的流出水頭不超過5 m，因此進戶壓力10 m、最不利點壓力為5 m即可滿足各住戶要求，超過10 m即形成超壓出流。筆者認為可在進戶管處，水表前裝設(shè)調(diào)壓孔板或節(jié)流塞實施減壓，減少超壓出流量。而規(guī)范要求“分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓，住宅、賓館、醫(yī)院宜為30～350 kPa；辦公樓宜為350～450 kPa，大部分都超壓。到底多少米開始減壓，應(yīng)綜合考慮各種因素；根據(jù)某“課題組”對某市11棟建筑，67個配水點，螺旋升降式水龍頭和陶瓷閥芯龍頭半開時，水壓和水量的有關(guān)數(shù)據(jù)研究，得出配水點處靜壓大于0.15 MPa時，水龍頭流出水量開始迅速上升。他們建議在“高層分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處靜水壓，不宜大于0.45 MPa，最大不得大于0.55 MPa”的基礎(chǔ)上，采取“配水點處靜壓大于0.15 MPa時”，采取減壓措施，值得大家借鑒。

3.2 熱水循環(huán)方式的選擇

造成這一問題的原因是多方面的，既有施工、管理的不當，也有設(shè)計的不足。就設(shè)計而言，熱水循環(huán)方式的選擇，是影響無效冷水量多少的主要因素之一。目前，“規(guī)范”中提出了3種熱水循環(huán)方式，即干管循環(huán)，立管、干管循環(huán)和支管、立管、干管循環(huán)。根據(jù)以上分析結(jié)果，顯然干管循環(huán)浪費水量最多。改變這種“先天不足”的現(xiàn)象，當前已成為用戶迫切的要求。

由于目前中國不少城市實施了計劃用水，不少單位為控制用水，避免超標，紛紛改造供水系統(tǒng)，采取多種有效的節(jié)水措施。如，北京某大學對學生浴室的無循環(huán)熱水系統(tǒng)進行改造，增設(shè)了回水管，取得了每月節(jié)水50 m3成效。雖然，采用支管、立管、干管的熱水循環(huán)方式最為省水，但受經(jīng)濟條件的制約，目前要求全部熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用這種供水方式，還難以實現(xiàn)，但對多層定時供應(yīng)熱水系統(tǒng)采用立管、干管循環(huán)方式是有必要也是有條件做到的。為此建議設(shè)計集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)時應(yīng)保證干管、立管中的熱水循環(huán)，有經(jīng)濟條件的可做到支管循環(huán)。

3.3 廢水再利用

建筑中水工程是節(jié)約用水的好措施，既保護了環(huán)境，又極大地提高了水資源的利用效率。建筑中水工程設(shè)計應(yīng)做到安全使用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進。但對于小型建筑等可實行一些簡單可行的廢水再利用措施。

擁有1.46萬余人的天津大學夏季每個學生每月平均用水3 m3。他們以33號樓作為試點，通過改造洗漱用水的下水管道，收集廢水送至樓頂?shù)乃洌鳛閹鶝_洗用水。3樓過去每月用水量為2 000 t，安裝這一裝置后，每月可回收廢水100余m3，節(jié)水50%以上，這也算作簡單的節(jié)水工程。

3.4 重視設(shè)水表和表前閥門的設(shè)計要求

水量平衡測試是用水單位對本單位用水體系進行實際測試，根據(jù)其輸入水量與輸出水量之間的平衡關(guān)系進行分析的工作。目前各城市節(jié)水法規(guī)中對開展合理用水分析和水量平衡測試工作均有明確的要求。而增加小區(qū)進戶總水表，通過與各戶水表進行水量平衡分析，有利于查出漏水隱患。如，上海交通大學徐匯分部，進行水量平衡測試后，查出了不少漏水隱患，經(jīng)整治給水系統(tǒng)，取得了每月節(jié)水3萬m3，每年少繳10萬元水費的顯著成效。

4 結(jié)語

建筑業(yè)作為我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，正在飛速發(fā)展，隨著人民生活質(zhì)量的提高，對供水量和質(zhì)的要求不斷擴展，同時實施水的可持續(xù)利用和保護，使水資源不受破壞，并能進入良性的水質(zhì)、水量再生循環(huán)，也已成為政府和廣大人民群眾關(guān)注的焦點。這一切都給建筑給排水工程的設(shè)計提出了許多新的要求，供水技術(shù)先進化的步伐急待加快。而目前節(jié)水最關(guān)鍵的不是建筑節(jié)水技術(shù)，而是人們節(jié)水的意識，人們的用水習慣。據(jù)調(diào)查目前這種觀念尚未真正有效樹立。應(yīng)倡導人們將淡水資源當作一種珍稀資源，節(jié)制使用，呼吁全民節(jié)水。

參考文獻

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