淺談建筑給排水節(jié)能技術(shù)與措施

曲迪

摘 要：節(jié)能環(huán)保是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措， 建筑給排水節(jié)能潛能很大，作為建筑給排水專業(yè)工程師應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，重點(diǎn)研發(fā)節(jié)水節(jié)能的新技術(shù)和新設(shè)備，不斷普及節(jié)水節(jié)能的相關(guān)知識(shí)，提高人們的節(jié)約意識(shí)，在不違反相關(guān)條例規(guī)范的情況下，盡量提高節(jié)能的程度。本文對(duì)建筑給排水節(jié)能技術(shù)與措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：建筑給排水；節(jié)水；節(jié)能

1 建筑給排水節(jié)能設(shè)計(jì)在節(jié)約水資源的重要性

我國(guó)水資源豐富，但我國(guó)人口眾多人均可用水資源并不多，地下水污染近年有加劇情況，水資源越來越貧瘠。因此，在社會(huì)的各方面做到節(jié)約利用水資源十分重要。我們不僅要提倡居民在使用過程中勤儉節(jié)約，在建筑施工的給排水設(shè)計(jì)中也要做到節(jié)能減排。

2 建筑給排水節(jié)能措施

2.1 減少各種污染

（1）水箱 -目前，我國(guó)民用建筑多采用高層建筑，這種建筑高度較高，市政給水壓力無法滿足正常居民用水，所以多采用分區(qū)供水的方式，即水箱儲(chǔ)水變頻泵向樓內(nèi)供水的方式。儲(chǔ)水池、水箱中水質(zhì)污染源主要有：附體、本體以及停留時(shí)間。傳統(tǒng)建筑水箱是由鋼筋混凝土堆砌而成，其表面粗糙并且極易滋生細(xì)菌、微生物、青苔；而鋼制水箱極易生銹。建議采用不銹鋼或玻璃鋼代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼板水箱，必要時(shí)在水箱內(nèi)加內(nèi)襯。另外，在日常使用過程中應(yīng)定期進(jìn)行清理和消毒殺菌工作，防止細(xì)菌的繁殖，確保人們的身體健康。

（2）管材 -自來水水質(zhì)大多可以腐蝕金屬管道，進(jìn)而導(dǎo)致自來水中氯離子減少，礦物質(zhì)元素（如鐵、鋅、錳等）以及溶解性固體，細(xì)菌數(shù)目明顯增多。金屬管道不僅會(huì)造成水質(zhì)下降，發(fā)生銹蝕后更容易出現(xiàn)露水和滲水的現(xiàn)象。所應(yīng)禁止使用鍍鋅鋼管輸送生活用水，要采用質(zhì)量的新型材料合成管道，如鋁塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管、聚丙烯管、聚氯乙烯給水管、納米聚丙烯管、交聯(lián)聚乙烯管、不銹鋼管、銅管等，以避免在輸送過程中污染水資源。

2.2 防滲漏及節(jié)水措施

就目前建筑給排水設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的最大問題是供水管道的滲漏。這與材料的選擇、工程的設(shè)計(jì)、施工工藝有直接關(guān)系。另外，周圍環(huán)境和溫度也可以造成管道的泄漏。因此建議使用高質(zhì)量的閥門和各種優(yōu)質(zhì)新型管材，這種材料能夠更好的減少管道的泄漏防止跑冒滴漏。

高層建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的減壓閥對(duì)供水系統(tǒng)耗水量的作用極為重要，它的損壞甚至?xí)鹫麄€(gè)供水系統(tǒng)的癱瘓，產(chǎn)生很大的水資源浪費(fèi)。因此要選取高質(zhì)量的減壓閥，同時(shí)，要定期對(duì)減壓閥等設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，對(duì)于受損的零件要及時(shí)更換。只有這樣，才能保證在供水過程中最大限度的節(jié)約水資源，做到建筑給排水設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排。

配水器具和衛(wèi)生器具方面推廣采用節(jié)水的衛(wèi)生器具，作為供水系統(tǒng)的終端，尤其要注意器具的節(jié)能效果，這是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。如采用充氣水龍頭，腳踏開關(guān)淋浴器、節(jié)水延時(shí)自閉閥、限制衛(wèi)生器具的流出水頭、紅外線感應(yīng)龍頭和便器等，不應(yīng)采用無控制花灑、長(zhǎng)流水的小便槽。

2.3 選用合理的供水方式

合理利用市政管網(wǎng)余壓，采用分區(qū)給水方式及新型供水節(jié)能設(shè)施。

城市供水中，根據(jù)供水規(guī)模大小不同，一般市政給水管網(wǎng)壓力均在0.2MPa ～0.4MPa 之間，只能滿足三～五層多層建筑供水壓力，現(xiàn)在城市城區(qū)土地利用率均較高，城區(qū)住宅高層建筑增多，且一般多層住宅樓層均在五層以上，供水壓力要求采用二次加壓。合理利用市政管網(wǎng)壓力，采用分區(qū)供水方式并采用新型供水設(shè)施，可以減少二次加壓能耗。如市政管網(wǎng)壓力為0.3MPa，則五層及以下樓層可采用市政管網(wǎng)直接供水，五層以上采用無負(fù)壓變頻供水設(shè)備供水。這樣即不浪費(fèi)市政管網(wǎng)余壓又不至于使低樓層管網(wǎng)壓力過高，造成能耗及水量浪費(fèi)。

使用無負(fù)壓給水設(shè)備加壓與傳統(tǒng)二次加壓方式比較（傳統(tǒng)加壓方式為市政管網(wǎng)供水至水池，然后由水泵供應(yīng)至屋頂水箱）有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可減少投資；傳統(tǒng)加壓方式需要建水箱，使用無負(fù)壓給水設(shè)備可取消水箱。（2）可減少污染；自來水在水箱內(nèi)增加停留時(shí)間，水中余氯余量低，微生物含量高，使用新型設(shè)備后水質(zhì)同自來水。（3）可節(jié)省大量能源；傳統(tǒng)二次加壓方式是將自來水直接放入水箱中，使原有壓力全部為零，再從零重新加壓供水；而無負(fù)壓變頻設(shè)備完全利用原有市政管網(wǎng)壓力供水，與供水管網(wǎng)直接串接，差多少，補(bǔ)多少。（4）可減少水資源浪費(fèi)，水箱滲水、跑水、漏水、蒸發(fā)不可避免，而且水箱需定期清洗，需要大量清洗水。采用變頻供水設(shè)備可以通過用水量的大小來改變變頻設(shè)備輸出電壓的頻率進(jìn)而改變水泵的功率大小，從而節(jié)約電能。由此可見新型的無負(fù)壓給水方式更加的環(huán)保，有效防止污染更有利于使用者的安全健康。同時(shí)，供水效率顯著提高，而耗電量反而更低，從而大大的節(jié)約了能源，有利于節(jié)能減排。

3 加強(qiáng)水資源循環(huán)利用

3.1 中水的概念及分類

循環(huán)再利用的水，是各種排水經(jīng)處理后，達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。中水水源應(yīng)該包括：冷卻排水、淋浴排水、盥洗排水、廚房排水、廁所排水、城市污水處理廠尾水等。一般不宜采用工業(yè)污水作為中水水源，嚴(yán)禁將具有傳染性和放散性的污水作為中水水源。對(duì)于住宅可考慮除廁所生活污水外其余排水作為中水水源；對(duì)于大型的公共建筑、旅館、商住樓等，采用冷卻排水、淋浴排水、盥浴排水作為中水水源；公共食堂、餐廳的污水水質(zhì)污染程度較高，處理比較復(fù)雜，不宜采用；大型洗衣房的排水由于含有各種不同的洗滌劑，能否作為中水源須經(jīng)試驗(yàn)確定。

中水系統(tǒng)按規(guī)模分為建筑、建筑小區(qū)和城市中水系統(tǒng)。建筑中水系統(tǒng)是針對(duì)單幢建筑物或相鄰幾幢建筑物而言的，實(shí)施容易。但由于規(guī)模小，其投資及處理運(yùn)行費(fèi)用較高；建筑小區(qū)中水系統(tǒng)指的是在一個(gè)較小的范圍內(nèi)的中水系統(tǒng)，其管理集中，處理運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低，供水水質(zhì)較穩(wěn)定；城市（區(qū)域）中水系統(tǒng)是指以城市污水處理廠二級(jí)處理出水為中水原水，經(jīng)深度處理后提供城市中水使用。其處理運(yùn)行費(fèi)用低，但是由于規(guī)模大，實(shí)現(xiàn)難度較大。中水系統(tǒng)由原水收集系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)和中水供水系統(tǒng)組成。原水收集系統(tǒng)主要是采集原水，包括室內(nèi)中水采集管道、室外中水采集管道和相應(yīng)的集流配套設(shè)施。中水處理設(shè)備是用來處理原水使其達(dá)到中水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。中水供水系統(tǒng)通過室內(nèi)外和小區(qū)的中水給水管道系統(tǒng)向用戶提供中水。

3.2 中水的收集

中水原水收集有部分集流和全部集流兩種方式。結(jié)合供水回用情況 ，可分為3種：①全集流全回用方式，即將建筑物或小區(qū)所排放的全部污水集流，處理后全部回用。該方式將室內(nèi)外的排水管道與中水收集系統(tǒng)合二為一，降低中水收集系統(tǒng)造價(jià)，但是由于水質(zhì)污染大，處理成本高，適用于已建成的建筑或小區(qū)及城市中水系統(tǒng)。②分質(zhì)集流和部分回用方式，即只收集優(yōu)質(zhì)雜排水或雜排水，處理后供回用，這種方式需要室內(nèi)外具備兩套排水管道，即單獨(dú)敷設(shè)中水原水管道和污水管道，基建投資高，但由于中水原水水質(zhì)好，運(yùn)行處理費(fèi)用低，適用于新建建筑、小區(qū)。③全集流部分處理回用方式，即將中水收集系統(tǒng)與建筑物排水系統(tǒng)合并，但不全部處理回用，多余排水排放到城市排水管網(wǎng)中，這種方式適用于已建成地區(qū)或建筑的中水系統(tǒng)分期建設(shè)或改擴(kuò)建的工程。

3.3 中水的處理

中水因使用的用途不同處理方式有兩種：一種是將其處理到飲用水的程度而直接回用到日常生活中，即實(shí)現(xiàn)水資源直接循環(huán)利用，這種處理方式用于水資源極度缺乏的地區(qū)，而且投資高，工藝復(fù)雜，一般地區(qū)不采用，目前我國(guó)中水系統(tǒng)普遍未達(dá)到飲用水水質(zhì)要求；另一種方式是將其處理到非飲用水的程度，主要用于不與人體直接接觸的用水，如建筑中便器的沖洗，地面、汽車清洗，綠化澆灑，空調(diào)冷卻以及消防等方面。這是我們通常所采用的中水處理方式。其中用于廁所沖洗、綠化、清潔灑水和沖洗汽車等雜用的中水水質(zhì)須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ2511-89），用于水景、空調(diào)冷卻等用途的中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)有所提高。

3.3.1 城市中水處理和建筑中水處理

以物化處理為主，適合中水原水為優(yōu)質(zhì)雜排水。采用混凝沉淀，過濾及活性炭吸附，臭氧處理等。工藝特點(diǎn)適用于?。停┓渴褂寐什▌?dòng)較大，水源質(zhì)量變化較大或間歇性使用的公共建筑的水中處理，可除磷等有害物，運(yùn)行方便。缺點(diǎn)：對(duì)水中的溶解性有機(jī)物和表面活性劑去除效果不佳。工藝流程：雜排水→預(yù)處理（調(diào)節(jié)池）→物化處理（混凝沉淀或氣?。^濾→消毒（消毒劑）→中水。

普通生物處理與物化處理并用。適合中水原水為主生活污水或優(yōu)質(zhì)雜排水，對(duì)水溶解性有機(jī)物和表面活性劑有效。工藝流程：原水→預(yù)處理（調(diào)節(jié)池）→普通生物處理→物化處理過濾（沉淀）→后處理（過濾）→消毒（消毒劑）→中水。

采用MBR為主的處理工藝，適用于中水原水為生活污水或優(yōu)質(zhì)雜排水。用超濾膜替代常規(guī)的二沉池和后置的過濾工藝，在較大程度上節(jié)省處理建筑的占地和提高活性污泥法的排水水質(zhì)和優(yōu)化處理工藝。占地面積小，出水水質(zhì)穩(wěn)定，排泥量少，自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是，成本高，容易發(fā)生膜堵塞，導(dǎo)致水體發(fā)黑，發(fā)臭，有異味，增加了后續(xù)預(yù)防處理的麻煩和投資經(jīng)費(fèi)。工藝流程：原水→調(diào)節(jié)池→預(yù)處理→膜分離（MBR）→消毒（消毒劑）→中水。

3.3.2 景觀環(huán)境排水用水及處理

景觀水通常指用于視覺觀賞的水體，通常分為兩類：一類是自然水景，像天然的湖泊、等；另一類是人工水景，像噴泉、人工湖、城市小型河道等，都是露天地表水，自凈能力非常低，并且非常容易受到污染。景觀排水處理原則：一.統(tǒng)一協(xié)調(diào)；二.目的明確；三.位置恰當(dāng)；四.安全可靠；五.風(fēng)格獨(dú)特；六.量力而行；七.其他多方面考慮。在處理中要模擬自然界水動(dòng)態(tài)，使水可以流動(dòng)起來，增加水體溶解氧、鮮化、活化的特點(diǎn)。讓水力浮選，這樣可以徹底除去水中有機(jī)無機(jī)物。處理工藝有如下兩種方法可供參考：

脫氮生物處理與物化處理聯(lián)合處理法，適用于中水為生活污水或優(yōu)質(zhì)排水。采用脫氮功能的前置反硝化接觸氧化法，講解水中有機(jī)物，氨氮，總氮，磷等。優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，安全可靠，效果好，投資運(yùn)營(yíng)經(jīng)費(fèi)小。工藝流程：原水→預(yù)處理→脫氮生物處理→物化處理→后處理→中水。

硝化生物處理與人工濕地結(jié)合處理法，適用于中水原水為生活污水或優(yōu)質(zhì)排水，采用接觸氧化法，曝氣生物濾池等高負(fù)荷工藝。優(yōu)點(diǎn)：具有水質(zhì)穩(wěn)定，排泥量少，投資成本小，運(yùn)行費(fèi)用低等。缺點(diǎn)：占地面積大，需長(zhǎng)期進(jìn)行人工維護(hù)。

3.4 中水供水方式

中水給水管網(wǎng)的水量和水壓能滿足觀及園林用水，采用直接供水方式，其供水可靠，投資少，能耗低。 另外對(duì)于多層和高層建筑而言，宜采用分區(qū)供水方式，低層由中水供水管網(wǎng)直接供水，高層通過加壓方式供水，這樣既可以節(jié)省能源，又能充分利用室外中水給水管網(wǎng)的水壓。

4 采暖及熱水系統(tǒng)中的節(jié)能措施

根據(jù)工程實(shí)際情況，若具備條件的應(yīng)當(dāng)至少選擇一種可再生能源（指風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿确腔茉矗?，用于建筑物的熱水供?yīng)。熱水水源的利用可采用太陽能、水源熱泵、地源熱泵技術(shù)。在采用水源熱泵、地源熱泵技術(shù)時(shí)，不得對(duì)水體和土壤造成污染和浪費(fèi)。如利用地下地溫地源自動(dòng)供暖制冷系統(tǒng)，就是通過表層地下水為載體，或?qū)⒈P管埋在土壤中以盤管內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)為載體，將這些地溫?zé)嵩摧斔偷剿礋岜眠M(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，冬季輸出45℃～65 ℃的熱水。

在太陽能的利用上，有條件的可采用太陽能蓄熱技術(shù)，太陽熱水系統(tǒng)的工程參數(shù)應(yīng)結(jié)合建筑所處的地理位置確定。太陽能熱水器的循環(huán)可采用強(qiáng)迫式、自然式循環(huán)太陽能熱水器和直流式太陽能熱水器。太陽能熱水器應(yīng)有溫控裝置，并應(yīng)合理控制和設(shè)定熱水的溫度。太陽能熱水系統(tǒng)的熱能再利用與節(jié)水技術(shù)還應(yīng)相互結(jié)合。太陽能熱水器可作為熱水供應(yīng)的預(yù)加熱措施，可設(shè)在其他熱交換器的前端。熱水系統(tǒng)宜機(jī)械循環(huán)以滿足用水點(diǎn)的節(jié)水要求。合理設(shè)計(jì)熱水供應(yīng)系統(tǒng)。

利用太陽能用作住宅熱水加熱的使用范圍及太陽能熱水器分類：①太陽能作為清潔能源，取之不盡，用之不竭。是節(jié)能的重要途徑，太陽能熱水器是由集熱器、儲(chǔ)水箱、給水箱、循環(huán)管、循環(huán)泵、配水管等組成。我國(guó)大部分地區(qū)均處北緯40度以北，日照時(shí)間較長(zhǎng)，均適合推廣太陽能熱水器。②根據(jù)現(xiàn)在使用的太陽能熱水器技術(shù)，按集熱器形式可分為平板型和真空管型。使用太陽能熱水器的選擇方式及節(jié)能效果具體應(yīng)用太陽能熱水器應(yīng)根據(jù)工程具體情況及住宅小區(qū)物業(yè)管理情況確定，在土建施工階段預(yù)留熱水器進(jìn)出水管及管道井，在管理?xiàng)l件許可的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用第一種供水方式，根據(jù)現(xiàn)有太陽能熱水器技術(shù)，使用全玻璃真空管比較經(jīng)濟(jì)合理。

加強(qiáng)余熱的回收和利用（包括工業(yè)余熱、廢熱、煙氣余熱、蒸凝結(jié)水、熱風(fēng)能量的回收和梯級(jí)利用），有條件的地區(qū)可采用城市熱網(wǎng)或區(qū)域性鍋爐房的熱水或蒸氣作熱源?？刹捎脤Ｓ玫恼魵饣驘崴仩t制備熱源，也可采用燃油、燃?xì)鉄崴畽C(jī)組制備熱源或直接供應(yīng)生活熱水。

從技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)適用的角度出發(fā)，應(yīng)合理配置組合各種不同熱源的比例關(guān)系。對(duì)集中熱水系統(tǒng)遠(yuǎn)距離的少量供熱點(diǎn)可采用局部加熱方式；對(duì)不同場(chǎng)所可采用不同的熱源形式。熱水供應(yīng)系統(tǒng)儲(chǔ)水溫度宜控制在55℃～60 ℃。應(yīng)合理確定熱水用水量定額、耗水量、耗熱量、供水水溫、水質(zhì)等熱水系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)。熱水供應(yīng)管網(wǎng)宜采用同程回水的給水方式。

當(dāng)采用電作為熱源時(shí)，宜采用儲(chǔ)熱式電熱水器，以降低耗電功率。熱水供應(yīng)系統(tǒng)宜縮短熱水的給水時(shí)間，增加機(jī)械循環(huán)，并平衡冷熱水的水壓。對(duì)于適合熱電聯(lián)供技術(shù)的工程，應(yīng)優(yōu)先考慮。

5 結(jié)語

總之，建筑給排水工程中的節(jié)能減排對(duì)于保護(hù)環(huán)境和減少污染有著十分重要的意義。但僅憑設(shè)計(jì)者的努力仍然不夠，還需增強(qiáng)全民環(huán)保意識(shí)，設(shè)計(jì)優(yōu)化為主，使用者合理利用為輔，兩者結(jié)合才能真正實(shí)現(xiàn)建筑給排水的節(jié)能。

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