節(jié)能減排理念下建筑給排水設(shè)計分析

傅錦茵

（廣東博意建筑設(shè)計院有限公司，廣東佛山 528311）

0 引言

城市化發(fā)展進(jìn)程下，隨著居民數(shù)量的增加，其用水量也在劇增，這對水源總量與用水質(zhì)量產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，同時也提高了環(huán)境污染治理的難度?，F(xiàn)階段建筑施工已經(jīng)普遍應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，在降低施工成本的同時，延長建筑使用壽命。將節(jié)能減排的發(fā)展理念與給排水設(shè)計相融合，有利于進(jìn)一步提高水資源利用率，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。

1 建筑給排水中節(jié)能減排設(shè)計的作用

水資源對于社會發(fā)展與人類生存有著無可替代的作用，在建筑給排水設(shè)計環(huán)節(jié)引入節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展理念，這對改善國內(nèi)人口數(shù)量眾多與水資源分布不均衡的情況有著現(xiàn)實意義。給排水部分的節(jié)能減排設(shè)計作用一般體現(xiàn)如下。

（1）節(jié)能減排理念的推廣有利于促進(jìn)社會和諧發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開水源的大力支持，但是工業(yè)生產(chǎn)與居民生活中經(jīng)常會遇到水資源的浪費情況，所以有必要確立節(jié)能的環(huán)保理念，積極解決水資源的不必要浪費問題。

（2）貫徹并落實節(jié)能減排發(fā)展理念，有利于提升居民生活水平，提高其生活質(zhì)量，在滿足人們物質(zhì)生活需求的同時，豐富其精神世界，強(qiáng)化人們的節(jié)能減排意識，迎合時代發(fā)展需要。

（3）節(jié)能減排理念的應(yīng)用有利于保護(hù)環(huán)境，使給排水施工可以節(jié)約水資源，維護(hù)周圍生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)城市化發(fā)展[1]。

2 基于節(jié)能減排理念下的建筑給排水設(shè)計

2.1 解決超壓出流問題，對給水管道節(jié)流減壓

一直以來，超壓出流都是引發(fā)水資源浪費的主要原因，建筑給排水設(shè)計的要點就是解決該問題。引發(fā)超壓出流的原因有很多，比如給水系統(tǒng)設(shè)計不合理，導(dǎo)致水資源輸送環(huán)節(jié)壓力較大而超出預(yù)期流量限制，給水資源利用帶來額外流出的浪費問題。對此，在建筑給排水設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)明確以下要點。

（1）合理設(shè)置給水系統(tǒng)的供水壓力，按照高層建筑或普通建筑實際特點，利用市政管道水壓，以分區(qū)供水與合理分壓為基礎(chǔ)，防止大面積高壓供水，保證給水系統(tǒng)水壓穩(wěn)定。將給水系統(tǒng)的供水壓力設(shè)置在0.2MPa之內(nèi)，同時安裝減壓孔板或者節(jié)流塞等減壓裝置，實現(xiàn)對系統(tǒng)水壓的有效限制。

（2）對建筑給水管道采取節(jié)流減壓措施。為節(jié)約水資源，目前建筑給排水設(shè)計已經(jīng)限制了給水管道壓力值，但也要按照用戶實際情況確定管道壓力值，如果用戶用水量超過最大壓力值，此時用戶家中將會遇到供水不足的情況。對此，應(yīng)以用戶的實際用水量為參考，對污水集中處理，再將污水統(tǒng)一在一個管道內(nèi)實施集中排放，減輕環(huán)境污染[2]。

2.2 改進(jìn)熱水系統(tǒng)，推廣智能化節(jié)水設(shè)備

以原有熱水系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對系統(tǒng)加以改造，比如新增循環(huán)設(shè)計，讓沒有加熱的水資源可以從回水管道再次流入儲水池，謹(jǐn)防水資源不必要浪費。靈活使用支管循環(huán)與立管循環(huán)等設(shè)計方式，按照用戶需求使用設(shè)計成本偏低的立管循環(huán)方式，及時回收水資源，并在熱水系統(tǒng)內(nèi)安裝加熱與保溫裝置，防止水溫下降之后造成水資源浪費[3]。

使用太陽能熱泵熱水系統(tǒng)，發(fā)揮太陽能清潔能源的優(yōu)勢，將太陽能技術(shù)用于排水設(shè)計環(huán)節(jié)，充分利用太陽能熱泵的供熱性能，突出系統(tǒng)對太陽能可再生資源的吸收作用，使熱能在經(jīng)過循環(huán)系統(tǒng)后被輸送到集熱水箱，實現(xiàn)熱水保溫功能。太陽照射時會產(chǎn)生輻射，當(dāng)照度充足時可對太陽能集熱器內(nèi)的熱水進(jìn)行存儲，使其存儲于蓄水箱內(nèi)，以此達(dá)到建筑熱水使用需求。沒有太陽的時候可啟動空氣源熱泵，兼顧建筑給排水的熱水供應(yīng)。圖1為太陽能工作原理。

圖1 太陽能工作原理

應(yīng)用智能化節(jié)水設(shè)備，現(xiàn)代化建筑給排水設(shè)計一般需要從配水裝置和用水裝置構(gòu)成，為達(dá)到節(jié)能減排的設(shè)計效果，有必要推廣智能節(jié)水設(shè)備。一方面，合理配置水表，選用智能IC卡水表，對水量進(jìn)行自動化記錄，確保水資源計量準(zhǔn)確，防止出現(xiàn)超量用水的現(xiàn)象；另一方面，加強(qiáng)水量管理，合理利用節(jié)水器，比如在家中安裝節(jié)水坐便器與淋浴噴頭，謹(jǐn)防漏水與滴水現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 循環(huán)利用雨水生活廢水，優(yōu)化供水系統(tǒng)

2.3.1 循環(huán)利用生活廢水

以可循環(huán)利用水資源的理念為引導(dǎo)，在給排水設(shè)計時還應(yīng)做好生活廢水的回收利用，如圖2所示?？梢栽谂潘O(shè)計環(huán)節(jié)安裝循環(huán)利用系統(tǒng)，對生活中的中水回收利用，使其用來廁所沖洗與道路清潔。安裝雨水收集系統(tǒng)，采集自然雨水，將其用來小區(qū)綠化灌溉，避免對清潔的水資源造成浪費[4]。

圖2 生活廢水回收利用

2.3.2 雨水回收利用

雨水作為水資源的部分，人們經(jīng)常忽略這類水資源，充分利用雨水可以節(jié)約水資源，收集雨水后需要對其消毒滅菌處理，再將其投入在生活用水中。設(shè)計給排水系統(tǒng)時，在樓頂區(qū)域設(shè)計雨水收集池，隨后設(shè)置專門的管道用來將雨水引入沉淀池，雨水沉淀之后再將其集中處理，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。循環(huán)利用雨水的時候應(yīng)意識到下雨前的幾分鐘雨水不能利用，收集到的雨水應(yīng)用來及時補(bǔ)充地下水或小區(qū)灌溉綠化。圖3為雨水回收系統(tǒng)。

圖3 雨水回收系統(tǒng)

為強(qiáng)化建筑給排水設(shè)計的節(jié)水效果，結(jié)合項目實際特征，在小區(qū)內(nèi)設(shè)置多個雨水回用處理裝置，負(fù)責(zé)采集屋面與室外的雨水，再將雨水進(jìn)行統(tǒng)一消毒處理后，將這部分水資源用于小區(qū)綠化灌溉、道路清洗。以實際項目為例，某項目的總用地面積有80296.70m2，其中屋面面積有20074.00m2，屋面種植面積有160259.20m2，綠地面積有20074m2，室外道路面積和地庫面積分別為40148m2和7438m2，表1記錄了園區(qū)內(nèi)各項設(shè)施的日用水與年用水量的大致情況[5]。

表1 各項日用水量與年用水量統(tǒng)計

項目內(nèi)雨水收集區(qū)域和蓄水池的位置已經(jīng)確定，蓄水池可收集510m3的水，位置與市政接口十分接近，方便溢流處理。表2為該區(qū)域年均水量的平衡計算結(jié)果，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)雨水收集系統(tǒng)運行下的總收集量可以達(dá)到室外綠化灌溉與道路清洗的要求，水量可以保持平衡。

表2 年均水量平衡計算結(jié)果

創(chuàng)建專門的雨水回用系統(tǒng)，采取PLC控制模式，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制，控制柜應(yīng)具備設(shè)備監(jiān)控與故障預(yù)警兩方面功能。對于清水池采取內(nèi)液自動控制方式，水位在較低的時候，控制柜內(nèi)將會顯示詳細(xì)信息，此時回用水泵將會停止向設(shè)備供水，隨后又對其補(bǔ)水；處于中水位的時候，雨水提升泵將會對設(shè)備供水；高液位狀態(tài)下，雨水向清水池供水的同時也會將補(bǔ)水閥及時關(guān)閉，如果內(nèi)液位置偏高，控制柜將會發(fā)出警報。

2.3.3 對管材與閥門嚴(yán)格控制

無論是管材，還是閥門，這些都是給排水系統(tǒng)設(shè)計的重要材料，一旦材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，后期管材與閥門在使用時都會遇到滲漏污染的問題，從而造成水資源浪費。如圖4所示，需按照排水系統(tǒng)的分類情況進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，加強(qiáng)對材料質(zhì)量的科學(xué)控制，優(yōu)選耐用性材料，特別是在高層建筑中管道豎向距離比較長，選擇管材的時候必須關(guān)注管道間的銜接性與管材的抗腐蝕特性，比如使用HDPE塑鋼管，憑借管材較高的強(qiáng)度，突出管材的排水優(yōu)勢。排水管道設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)充分意識到排水管道旨在排放生活污染，管道設(shè)置的是否合理，這將直接影響人們的生活。排水立管應(yīng)設(shè)置在污水聚集的區(qū)域，方便污水在最短時間內(nèi)成功排除，由于排水時會有噪音出現(xiàn)，因此管道設(shè)置還應(yīng)規(guī)避居民臥室部分，可以在外墻周圍埋藏管道，立管之間應(yīng)在間隔10m的區(qū)域設(shè)置檢查口。

圖4 建筑排水系統(tǒng)分類

2.4 合理設(shè)計用水定額，加強(qiáng)水泵參數(shù)設(shè)置

為更好達(dá)到節(jié)能減排效果，應(yīng)盡可能的提高水資源利用率，對用水定額展開優(yōu)化設(shè)計，比如選擇直接供水或分區(qū)供水的方式，將管道與市政管網(wǎng)相連接，保證各個區(qū)域管道給水壓力的平衡。將水泵安裝在不同的供水區(qū)，實現(xiàn)管道并聯(lián)，降低減壓閥的壓力，以此實現(xiàn)對管道給水壓力的合理控制。

在設(shè)計建筑給排水系統(tǒng)時，可以采用變速水泵控制水資源，突出裝置的節(jié)能效果。采用自動化方法控制水泵，調(diào)整其流量與能量，將自動控制系統(tǒng)和給水設(shè)備連在一起，比如在給水設(shè)備上安裝溫度感應(yīng)器，或者在水龍頭位置安裝指示儀器，這類感知部件可以將收到的輸送信號傳遞給水泵，水泵再根據(jù)信息調(diào)整自身參數(shù)，以此達(dá)到節(jié)水減排的目的。

2.5 加強(qiáng)中水循環(huán)處理設(shè)計，優(yōu)化屋頂水箱浮球閥

在建筑中水系統(tǒng)循環(huán)處理設(shè)計環(huán)節(jié)，將廢水與雨水經(jīng)過處理后達(dá)到水質(zhì)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，以此實現(xiàn)水資源的回收再利用。充分利用中水，改善生態(tài)環(huán)境，在建筑給排水設(shè)計前提前為中水循環(huán)處理設(shè)施預(yù)留位置，再對生活廢水與雨水分類處理，定期檢驗生活廢水，一旦發(fā)現(xiàn)有毒有害物質(zhì)，應(yīng)立即將水源隔離，集中處理有害物質(zhì)后才能將水資源排放至市政管網(wǎng)內(nèi)。對于無毒的水源，應(yīng)完成相應(yīng)質(zhì)檢工作，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行凈化處理。

采用先進(jìn)的技術(shù)完成建筑屋頂水箱浮球閥的優(yōu)化設(shè)計，目前主要采用液壓式浮球閥或者流量控制閥，將這類新型閥門用于建筑給排水設(shè)計環(huán)節(jié)，有利于減少建筑用水量。此外，應(yīng)根據(jù)周圍環(huán)境與現(xiàn)場施工條件，做好屋頂水箱浮球閥的優(yōu)化設(shè)計，聯(lián)合新型衛(wèi)生器具，提高設(shè)備的耐用性，強(qiáng)化裝置密封性。

3 結(jié)語

總而言之，城市化發(fā)展進(jìn)程下，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，居民對于用水的需求日益增加。在給排水系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)充分借鑒節(jié)能減排的發(fā)展理念，優(yōu)化設(shè)計供水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)，做好生活污水的集中排放與雨水的回收利用，完善排水管道設(shè)計，以提高水資源利用率。