綠色建筑給水排水的節(jié)水途徑及技術分析

王春燕

（貴州省建筑設計研究院有限責任公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

綠色建筑是順應建筑行業(yè)發(fā)展、市場需求和國家綠色節(jié)能環(huán)保政策與目標的具體體現(xiàn)。建設綠色建筑需要加強對水資源的高效利用，在選擇材料上要以綠色、節(jié)能、環(huán)保性能為主，并通過科學設計，利用給水排水的節(jié)水技術，有效控制用水，并對排出的廢水經過系統(tǒng)處理進行回收利用，以此提高資源利用效率和建筑節(jié)水能力。

1 在綠色建筑給排水設計中加強節(jié)水設計的應用價值

從現(xiàn)實情況分析，我國雖然有著豐富的水資源，但是人口眾多，人均水資源占有量要遠遠低于世界水資源人均占有量，在水資源利用頻次不斷增加的基礎上，導致水資源占有量逐漸減少，加之全球生態(tài)變化和水污染問題的嚴峻化，必須要加強全民節(jié)約用水意識，加強對給排水的節(jié)水技術進行研究，采用有效的節(jié)水途徑加強對水資源的保護，從技術研究、材料選用、回收利用水資源系統(tǒng)設計等諸多方面來最大限度減少對水資源的浪費與生態(tài)環(huán)境污染，并且降低給排水工程建設成本，減少對周邊環(huán)境的影響，既滿足綠色建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的需求，同時又實現(xiàn)經濟效益與環(huán)境效益的同步提升[1]。

2 綠色建筑給排水節(jié)水設計中水資源浪費問題的原因分析

2.1 熱水系統(tǒng)設計缺少有效性，給排水壓力控制不合理

城市化進程的推進和市場經濟水平的提高，人們的生活水平有著質的飛躍，人們更注重建筑舒適性、環(huán)保性和安全性。但是現(xiàn)在綠色建筑給排水節(jié)水設計中存在諸多問題：①城市建筑物高度因土地資源緊缺和城市人口數(shù)量的增長而隨之增高，建筑物的給排水壓力的要求也日益復雜。因供水壓力設計在綠色建筑給排水設計中只占小部分，很多設計單位對供水壓力設計并沒有足夠的重視。②綠色建筑給排水設計中未能充分考慮熱水系統(tǒng)運行中的循環(huán)問題，造成取水點和熱水系統(tǒng)的連接距離的合理性不足。③綠色建筑給排水系統(tǒng)設計中采用給排水配件性能不足，像水管接頭、閥門等容易出現(xiàn)老化問題，在水壓控制處于非正常狀態(tài)時，容易造成出水量超出額定水量，影響綠色建筑給排水設計的節(jié)水效能。

2.2 中水利用率有待提高

中水利用是通過水處理的技術對排水進行科學化處理，將污水處理為中水后，回用至達標用水位置，通過水量平衡計算控制中水處理量及回用量，以此提升中水回用效率，滿足相關水質標準要求，在一定范圍內合理使用非飲用水[2]。在當前綠色建筑用水過程中，居民生活用水占有很大比例，這些生活用水都可以通過中水回用系統(tǒng)和專業(yè)的技術手段在經過科學處理后進行高效利用。但是現(xiàn)實給排水設計中，由于綠色建筑給排水設計人員對于中水回用缺少足夠的認識，并且行業(yè)內也缺少規(guī)范化和系統(tǒng)的政策和法律法規(guī)的約束，導致中水設計在給排水設計中應用較少，影響了綠色建筑水資源利用效率和對污水、雨水的回收利用。

2.3 缺少科學的水資源回收利用系統(tǒng)的設計

綠色建筑中排出的廢水是可以通過凈化系統(tǒng)和回收利用系統(tǒng)轉化為干凈的水資源，并提高水資源利用效率。但是現(xiàn)實中很多施工單位并沒有在項目建立初期階段加強對給排水節(jié)水設計，對廢水凈化處理、居民生活用水回收、雨水收集回用等方面缺少設計意識和重視程度。這樣造成了很多居民用水、雨水、工業(yè)廢水等未經凈化和消毒處理就進行排放，沒有形成中水，無法為不同區(qū)域差異化水質標準提供用水需求，像農田灌溉、廁所用水、城市花草用水等方面，只能利用大量的自來水來滿足城市用水需求。其中一部分原因是建筑施工單位為了節(jié)約成本，才沒有進行廢水回收利用系統(tǒng)的設計和考慮，也有部分開發(fā)商雖然設計了回收利用系統(tǒng)，但所使用的節(jié)水設備及相關配件的質量達不到行業(yè)標準要求，難以穩(wěn)定運行，并且回收系統(tǒng)設計以及用水設備的運行維護的成本較高，很多施工單位的資金有限，很少會利用系統(tǒng)來實現(xiàn)給排水系統(tǒng)節(jié)水目的，而是直接停用，降低運維成本。

3 綠色建筑給排水設計中節(jié)水措施和技術應用

3.1 加強給排水壓力設計，提升給排水節(jié)水效能

提升綠色建筑給排水整體系統(tǒng)設計水平，應在綠色建筑給排水設計中，從系統(tǒng)整體設計視角出發(fā)，從兩個維度加強對節(jié)水效能的把握，一方面，需要在綠色建筑給排水系統(tǒng)設計中加強對壓力設計的全面考量，減少因為壓力過大導致水資源使用超出額定水量、造成浪費的情況，并且也要注意壓力也不能過小，影響居民日常生活用水需求。另一方面，加強對熱水供應系統(tǒng)的優(yōu)化設計。熱水供應系統(tǒng)設計如圖1所示。

目前存在熱水供應系統(tǒng)性能不足而造成浪費，當熱水裝置開啟后，無法及時獲得相應溫度的水，需要放掉一些冷水，才能正常使用。造成這種情況的根源在于設計、施工和管理方面未能充分考慮多環(huán)路阻力的平衡問題，導致加熱系統(tǒng)的環(huán)路中出現(xiàn)斷流情況[3]。結合上述兩個方面設計問題，既需要學習和借鑒國外先進的技術，并結合當前給排水壓力設計存在的問題，研究技術與解決方法，同時針對熱水供應系統(tǒng)環(huán)路設計不合理的問題，可以選擇支管循環(huán)方式或者立管循環(huán)方式，有效減少無效冷水浪費問題。

3.2 加強中水回用系統(tǒng)設計，完善行業(yè)相關標準

一方面，統(tǒng)籌布局，全面布設。設計分流排水裝置，從以往單一排水管網(wǎng)轉變?yōu)槎喾N分流排放的方式，以當?shù)貐^(qū)域地質、氣候、排水管網(wǎng)設計等因素綜合考慮，合理收集和利用雨水，減少雨水對居民生活和交通運輸造成的不便影響，并將收集的雨水經過凈化和消毒處理后應用于不同非飲用水的供應處。如建筑施工、城市綠化、車輛沖洗、廁所用水等；另一方面，加強生態(tài)問題的重視，提升環(huán)境保護意識，將城市工業(yè)廢水、居民生活用水等資源，通過凈化處理方式和完善的排水管道排出，將達標的廢水與非飲用資源混合，減少廢水對自然環(huán)境的污染。同時結合外部環(huán)境條件和城市發(fā)展現(xiàn)狀，結合不同給排水要求，建立健全行業(yè)管理標準，采用收集回用技術、分流設備、安裝節(jié)水裝置、采用新的材料等方法，降低污水、廢水對周圍環(huán)境的影響指數(shù)[4]。中水回用系統(tǒng)設計如圖2所示。

圖2 中水回用系統(tǒng)設計

此外，要加強政府引導，出臺相應水資源利用政策，完善法規(guī)，補齊綠色建筑給排水節(jié)水系統(tǒng)存在的短板，其中要加強中水深度處理和利用，在中水提標上下功夫，先從城市河道生態(tài)補水做起，加快打造幾處樣板河道，發(fā)揮好示范引領作用，并要全面掌握區(qū)域用水結構，列出用水大戶清單，不斷擴大中水在企業(yè)生產、市政道路、園林綠化、公共場所保潔等領域的使用范圍，除飲用水外，凡是可以用中水替代的用水區(qū)域，都要將自來水轉變?yōu)橹兴?jié)約自來水資源。

3.3 利用雨水收集回用技術，開發(fā)第二水資源

雨水收集回用技術可以有效改善水資源浪費現(xiàn)狀，降低資源損耗，并優(yōu)化配置水資源，針對建筑物用水、城市美化用水、農田灌溉等方面，將收集的雨水經過系統(tǒng)處理后通過供水管道輸送到不同區(qū)域，滿足用水需求的同時，實現(xiàn)水資源重復利用。首先，進行雨水收集回用之前，應做好實地考察，基于實際情況設計雨水收集系統(tǒng)，結合當?shù)貧夂?、地質、環(huán)境等因素，確立短期建設目標與長期建設目標，在合理和允許的范圍內，收集雨水，以維護生態(tài)、滿足用水需求為核心目標，采用技術手段對雨水徑流合理控制，重復使用和節(jié)約資源。其次，運用分流關鍵技術，在大幅改動原有城市排水管網(wǎng)整體樣式的基礎上，針對管網(wǎng)設計中不合理的地方、管口銜接處以及細節(jié)做好改良與優(yōu)化，并根據(jù)分流技術理念，設置分流裝置，做好排水管網(wǎng)的銜接。分流裝置如圖3所示。

圖3 分流裝置

最后，在具體實施過程中，為了提高雨水利用效率，需要與綠色建筑給排水設計和節(jié)能要求相結合，設計雨水沉沙池，將收集到的雨水引入到沉沙池中進行再次利用，并存儲到蓄水池中，經過消毒處理，將其引入到中水管道內，實現(xiàn)對雨水的高效利用。

3.4 加強新型材料運用，合理選用管道加壓設備

在綠色建筑給排水設計環(huán)節(jié)，為了有效體現(xiàn)節(jié)水理念，可以在選材用料上進行改良，具體如下。

（1）利用太陽能系統(tǒng)。太陽能是清潔、安全、環(huán)保的新能源，在熱水供應系統(tǒng)中具有廣泛的應用價值。利用太陽能加熱設備，采用真空管式和熱管式兩種方式，提高集熱效率，增強保溫性能，減少對無效冷水的浪費，達到節(jié)約用水的目的。

（2）采用節(jié)水型用水器具和相關配件。在選擇給水管道材料時，應注意考慮材料的經濟性、環(huán)保性。目前，市面上可以選擇鋼塑管、聚氯乙烯管等管材，有效代替普通鍍鋅鋼管，確保用水節(jié)水效能。聚氯乙烯管材如圖4所示。

圖4 聚氯乙烯管材

（3）使用優(yōu)質管材和閥門。一般鍍鋅管在長時間放置后容易生銹，污染水資源，甚至在管口銜接處容易發(fā)生銹蝕，引發(fā)滲水和漏水問題。針對這一問題，可以采用鋁塑復合管、不銹鋼管、鋼塑復合管、PVC-U管等具有性能優(yōu)良的環(huán)保管材。同時在選用閥門時，應注意閥門質量和類型，如果質量不達標，選擇的類型不合理，也會影響供水效率和質量。通常以50mm作為選擇標準，對于不超過50mm管徑的給水管采用截止閥控制調節(jié)水量，而大于50mm管徑的給水管使用閘閥調節(jié)更為合適。此外，還要合理選擇管道加壓設備，在綠色建筑給排水管道設計中，常常因為水壓問題導致水資源浪費。其原因是給排水管道設計不合理、管道材料及相關配件在長期使用中出現(xiàn)老化問題。為了解決上述問題，達成水資源高效利用和減少資源浪費的目的，應該選擇適合的管道加壓設備，改善管道水壓不足的問題。例如：采用無負壓供水設備，不需要設計施工水箱設備，減少管道設備安裝復雜性，減少管道多余壓力消耗。

4 結語

綜合上述分析，綠色建筑是建筑行業(yè)發(fā)展的主流形式，為了落實國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保的發(fā)展理念，解決當前水資源日益緊張和生態(tài)環(huán)境愈加嚴峻的問題，應在綠色建筑施工過程中加強對給排水節(jié)水系統(tǒng)設計，采用雨水收集利用技術、分流技術、采用管道加壓裝備和優(yōu)質新型環(huán)保材料等方法，做好給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的平衡，合理配置和利用水資源，達成綠色建筑給水排水的節(jié)水目的。