建筑給排水施工中的節(jié)能節(jié)水技術(shù)

白冰霜 北京市熱力工程設(shè)計(jì)有限公司大同分公司

1 前言

綠色建筑的節(jié)能節(jié)水主要包括三層含義：一是控制用水量；二是提高水資源利用率；三是最大程度的避免水資源漏損。人們?cè)谑褂盟倪^程中，有一些無(wú)意識(shí)的行為會(huì)導(dǎo)致水資源的大量浪費(fèi)，例如超壓出流，因?yàn)樗康牟痪鶆蚍峙?，在過大壓力下會(huì)導(dǎo)致水流增大，進(jìn)而形成一定浪費(fèi)；人們?cè)谑褂脽崴畷r(shí)，管道中的水溫?zé)o法滿足用戶的使用需求，這部分冷水就會(huì)被浪費(fèi)；管道與閥門在使用過程中會(huì)因?yàn)槔匣p產(chǎn)生泄漏，進(jìn)而導(dǎo)致水資源浪費(fèi)。所以建筑在進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)時(shí)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行節(jié)水節(jié)能處理：減少超壓出流、分質(zhì)供排水、雨水回收利用、使用節(jié)水器具等。

2 減少超壓出流

超壓出流是指因水壓過高而導(dǎo)致實(shí)際水流量超出了額定水流量。在我國(guó)現(xiàn)行的GB50015—2010《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確指出：在高層建筑和超高層建筑給水系統(tǒng)中必須存在豎向分區(qū)，并且各個(gè)分區(qū)的衛(wèi)生器具配水點(diǎn)的靜水壓要小于0.45MPa，如果情況特殊也盡量不要超過0.55MPa。我國(guó)所使用的衛(wèi)生器具最適合的水壓在0.20MPa～0.30MPa之間，這也就說(shuō)明絕大多數(shù)衛(wèi)生器具都處于超壓出流狀態(tài)。查閱大量資料可知，如果配水點(diǎn)的靜水壓力高于0.15MPa，水龍頭的流出量會(huì)顯著增加，所以在設(shè)計(jì)高層建筑給排水系統(tǒng)時(shí)，如果靜水壓力高于0.15MPa，就要采取必要的減壓措施，超壓出流的防治措施主要包括以下幾種。

一是，合理設(shè)置給水系統(tǒng)中的限定配水點(diǎn)的水壓。在GB/T 50378中明確規(guī)定：應(yīng)控制住宅入戶管的工作壓力在0.15MPa～0.20MPa之間，并保證靜水壓力要小于0.35MPa，利用合理分區(qū)以及安裝相應(yīng)的減壓裝置將水壓控制在合理范圍內(nèi)，避免因流量過大而導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)。

二是，采取一定的減壓措施。現(xiàn)代建筑的給排水施工過程中，通常會(huì)配置減壓裝置在水壓較高處來(lái)進(jìn)行必要的降壓處理，主要方法有：設(shè)置減壓閥、減壓孔板或者節(jié)流塞等。

①設(shè)置減壓閥：在建筑的入戶支管中安裝減壓閥并對(duì)出水量進(jìn)行測(cè)試，可發(fā)現(xiàn)在所測(cè)試的樓層中，超壓出流狀態(tài)明顯改善，高層用戶供水穩(wěn)定，并沒有出現(xiàn)水流飛濺、缺水或斷水的情況，同時(shí)出水流量也可以得到很好控制。

②設(shè)置減壓孔板：減壓孔板的工作原理是利用消能作用對(duì)給水配件前的剩余水壓進(jìn)行降壓處理，使給水系統(tǒng)內(nèi)的供水壓力得到平衡，如此可有效避免水資源浪費(fèi)。減壓孔的構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，并且在長(zhǎng)期的使用過程中已經(jīng)形成一定的標(biāo)準(zhǔn)，施工經(jīng)驗(yàn)也相對(duì)成熟，所以目前廣泛應(yīng)用于建筑的給排水施工中。但是不可否認(rèn)的是，減壓孔板只能對(duì)動(dòng)壓調(diào)整起到明顯作用，對(duì)靜壓的使用效果并不理想，而且減壓孔板在使用過程中的穩(wěn)定性有待提高，如果所使用的地區(qū)水質(zhì)較差，孔板就容易堵塞，需要技術(shù)人員在使用前對(duì)水質(zhì)和水壓進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)。

③設(shè)置截流塞：與減壓孔板相類似，節(jié)流塞主要安裝在配件和小管徑上，起到調(diào)節(jié)水壓、確保供水壓力平衡的作用。

三是，利用節(jié)水龍頭。在超標(biāo)水壓的供水點(diǎn)配備節(jié)水龍頭，可以有效的控制超出壓力，進(jìn)而保證水流平緩，因此可起到很好的節(jié)水效果。

3 分質(zhì)供排水

3.1 常規(guī)供水系統(tǒng)

我國(guó)建筑工程中最常用的供水系統(tǒng)通常包括共用低壓供水系統(tǒng)、分散加壓供水系統(tǒng)和集中加壓供水系統(tǒng)三大類。

a)共用低壓供水系統(tǒng)：建筑工程中的生活用水和消防用水通常與市政供水系統(tǒng)直接相連，并不需要單獨(dú)設(shè)置泵房和高位水箱。值得注意的是，如果在某一時(shí)段內(nèi)市政供水系統(tǒng)的用水量突然變大，就會(huì)導(dǎo)致建筑工程供水系統(tǒng)中的水量和水壓下降，會(huì)影響供水系統(tǒng)的供水效果。

b)分散加壓供水系統(tǒng)：分散加壓供水系統(tǒng)需要在加壓泵站的作用下才能完成供水，并按照樓層具體劃分供水對(duì)象。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是對(duì)于高層房屋建筑，低層用戶的用水需求可以直接通過市政供水系統(tǒng)來(lái)滿足，但是對(duì)于中高層用戶必須經(jīng)過加壓泵站的加壓，才可以確保水量和水壓穩(wěn)定，才可以滿足用戶的具體生活需求。

c)集中加壓供水系統(tǒng)：集中加壓供水系統(tǒng)通常用來(lái)為特定區(qū)域進(jìn)行供水，在房屋建筑的建設(shè)高度確定的前提下，技術(shù)人員需要根據(jù)最不利給水點(diǎn)的實(shí)際需求水壓來(lái)明確供水區(qū)域的供水壓力，然后在建筑內(nèi)部修建加壓泵站。

在過去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，我國(guó)的建筑供水都是按照飲用標(biāo)準(zhǔn)提供，并不區(qū)分用途和目的。但是隨著人口數(shù)量的不斷增加，水資源日益匱乏，所以為了最大程度的提高水資源的利用率，在現(xiàn)代建筑的給排水施工過程中，就逐漸拋棄了傳統(tǒng)的供水方式而采用分質(zhì)供水代替。分質(zhì)供水主要包括飲用水、市政供水和中水三種，在使用過程中需要充分考慮使用者的用途來(lái)提供相應(yīng)水質(zhì)。市政供水是人們?nèi)粘Ｉ钪邢匆伦鲲?、洗漱盥洗的重要保證，高品質(zhì)飲用水則是對(duì)市政供水進(jìn)行深度處理，使之變成可以直接飲用的水。中水不可以飲用，中水按品質(zhì)分為三類，一類以水質(zhì)較好的空調(diào)冷卻水、雨水和浴室排水為主；二類以人們?cè)谏钪挟a(chǎn)生的雜排水為主，多為廚房排水；三類的水質(zhì)最差，主要包括廁所排水。

3.2 常規(guī)排水系統(tǒng)

我國(guó)現(xiàn)有的公共建筑和住宅在進(jìn)行給排水施工時(shí)，排水系統(tǒng)通常為污廢水合流，由同一管道最終流入市政排水管，但是這樣會(huì)直接加大市政排水管道的排水壓力，同時(shí)存在著嚴(yán)重浪費(fèi)的情況，因?yàn)橐恍┥钗鬯哂泻艽蟮目衫脙r(jià)值，在后期回收處理時(shí)會(huì)增大污水處理廠的處理難度。

所以為了實(shí)現(xiàn)污水資源的最大利用，現(xiàn)如今的建筑給排水系統(tǒng)在施工過程中也充分應(yīng)用了分質(zhì)排水理念，也就是按照水的污染程度進(jìn)行分別收集與排放，因此需要在建筑內(nèi)部分別設(shè)置獨(dú)立的排水系統(tǒng)，對(duì)糞便污水和生活雜排水進(jìn)行分別排放，經(jīng)過處理的雜排水可以用于道路清潔、消防供水、園林綠化等；糞便污水在經(jīng)過化糞池處理后流入市政排水管道。

4 中水回收利用

建筑中水系統(tǒng)主要包括：原水收集、存儲(chǔ)系統(tǒng)、處理系統(tǒng)和供給系統(tǒng)等幾個(gè)部分，由上述子系統(tǒng)共同構(gòu)成建筑的中水回收系統(tǒng)。中水系統(tǒng)是綜合了給水、排水、建筑環(huán)境、水處理等各種技術(shù)要素的整體工程。根據(jù)服務(wù)范圍的大小中水系統(tǒng)分為建筑內(nèi)中水系統(tǒng)和建筑小區(qū)中水系統(tǒng)。

4.1 建筑內(nèi)部中水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

建筑內(nèi)部的中水系統(tǒng)主要處理來(lái)自于建筑內(nèi)部的優(yōu)質(zhì)雜排水，不包括第三類中水，也就是糞便污水。這一中水系統(tǒng)具有成本低、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，十分適合于賓館、酒店、商業(yè)辦公等大型公共建筑，但是在使用過程中面臨著較高的處理費(fèi)用。

4.2 建筑小區(qū)中水系統(tǒng)

建筑小區(qū)的中水系統(tǒng)主要的服務(wù)對(duì)象為整個(gè)小區(qū)，在此系統(tǒng)的作用下，建筑小區(qū)內(nèi)所產(chǎn)生的各種生活廢水都會(huì)被進(jìn)行收集與處理，待水質(zhì)達(dá)標(biāo)后通過供水系統(tǒng)為用戶提供不同的使用需求。建筑小區(qū)的中水系統(tǒng)具有施工規(guī)模大、管道鋪設(shè)復(fù)雜、處理費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，因此十分適合于居民區(qū)、學(xué)校、企業(yè)等大型公共建筑使用。

5 雨水回收利用

現(xiàn)代建筑給排水設(shè)計(jì)中的雨水回收利用，經(jīng)常選擇如下三種方式：一是利用特殊面進(jìn)行收集，然后經(jīng)過處理成為消防用水和園林綠化用水等；二是利用天然水體或人工蓄水池對(duì)雨水進(jìn)行收集，成為城市的水資源儲(chǔ)備；三是利用植被樹木等加速雨水滲入，補(bǔ)充地下水源。現(xiàn)代建筑的雨水回收利用大多通過道路、屋面與綠化帶完成。綠地中的雨水通常會(huì)快速滲入地下不利于收集，而且在下雨的初始階段，雨水的污染程度較大，以路面為例，通過對(duì)道路初期雨水進(jìn)行分析可知，此時(shí)雨水的COD值接近4000mg/L，而且雨水的水質(zhì)也受諸多因素影響，例如空氣質(zhì)量、降雨間隔與強(qiáng)度、溫度等，所以技術(shù)人員在設(shè)計(jì)建筑給排水系統(tǒng)時(shí)，一定要充分考慮到雨水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在的一系列因素。

在建筑的給排水系統(tǒng)中，雨水主要是回收屋面雨水，因?yàn)槲菝嬗晁奈廴境潭雀筒⑶乙子谑占?，如果雨水收集量無(wú)法達(dá)到滿足建筑的使用需求，那么也可以收集路面雨水，通常會(huì)選擇用濾網(wǎng)過濾掉雜質(zhì)，并在水落管上加裝雨水罩以去除小型碎片，如果雨水的污染程度較重，還需要進(jìn)行必要的沉淀、隔渣處理。經(jīng)過處理的雨水可以滿足建筑物的廁所沖洗、綠化用水等需求，不僅可節(jié)約出大量的飲用水資源，同時(shí)雨水已經(jīng)被充分回收利用所以不會(huì)進(jìn)入城市的排水系統(tǒng)，因此對(duì)于城市的防洪排澇工作也有一定意義，并且也可在一定程度上降低污水處理廠的工作負(fù)荷。

6 使用節(jié)水器具

根據(jù)具體測(cè)試可知，直徑為15mm的普通水龍頭，如果供水壓力大于0.2MPa，那么滴漏量為3.6L/h，線漏量為17L/h，全流量為670L/h。與普通的水龍頭相比，節(jié)水型龍頭的節(jié)水功能十分明顯，在CJ/T 164—2014《節(jié)水型生活用水器具》中對(duì)節(jié)水型水龍頭的水流量作出了明確規(guī)定：以管徑為15mm的水龍頭為例，如果水壓為0.1MPa，那么水龍頭的全流量應(yīng)小于0.15L/s；感應(yīng)式水龍頭的自動(dòng)止水時(shí)間要控制在2s之內(nèi)，而且能夠在供電電壓不穩(wěn)定時(shí)自動(dòng)斷水。綠色建筑的給排水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中也要充分考慮使用節(jié)水便器，以壓力流防臭節(jié)水便器為例，不僅安裝方便同時(shí)密封性良好，不會(huì)存在漏水問題，而且還擁有自動(dòng)分檔沖水功能，可以更好的控制沖水量。

此外，在設(shè)計(jì)二次增壓的操作流程中，通常會(huì)應(yīng)用市政供水方式，但是采取這個(gè)方法首要的步驟是在地下室的生活水箱內(nèi)引入市政供水，之后再應(yīng)用變頻加壓裝備，保證水能夠輸送到對(duì)應(yīng)的位置區(qū)域。例如無(wú)負(fù)壓式供水裝備，這個(gè)設(shè)備能夠與市政管網(wǎng)直接連接，不僅能夠進(jìn)行余壓疊加操作，還能夠取消掉原先水箱的設(shè)置，確保節(jié)能節(jié)水效果實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，也相應(yīng)節(jié)約成本的投入。

7 減少無(wú)效冷卻水量

建筑內(nèi)部，熱水管道系統(tǒng)存在著大量的無(wú)效冷卻水，這一部分水資源被嚴(yán)重浪費(fèi)，因?yàn)樵跓崴堫^啟動(dòng)后不可能立即達(dá)到人們所需要的溫度，必須釋放掉一部分冷水，這部分冷水被稱為無(wú)效冷卻水。無(wú)效冷卻水產(chǎn)生的原因眾多，例如冷熱水系統(tǒng)分區(qū)不合理、熱水系統(tǒng)局部管線過長(zhǎng)、溫控裝置性能不理想、施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等，所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑的給排水系統(tǒng)時(shí)，一定要采取有效措施最大程度的降低無(wú)效冷卻水量。

首先，要選擇適合的熱水循環(huán)系統(tǒng)。對(duì)于有集中供熱的建筑要設(shè)置循環(huán)管道，確保立管和干管擁有良好的循環(huán)熱水，同時(shí)為了最大程度的滿足用戶的熱水使用需求必要時(shí)需要加設(shè)支管循環(huán)；其次，為了最大程度的保證熱水系統(tǒng)水壓平衡，一定要進(jìn)行合理分區(qū)，并且做到給排水系統(tǒng)的豎向分區(qū)保持一致，以此保證冷熱水具有相同的壓力，并且在供給水加熱器的冷水管上不應(yīng)該有其他供水分支；最后，合理布置熱水管線，避免管線過長(zhǎng)，以此來(lái)降低無(wú)效冷卻水的排出量。

8 使用可持續(xù)再生能源

作為清潔能源中的一個(gè)類型，太陽(yáng)能本身也屬于可再生能源，通過高效利用太陽(yáng)能，不僅能夠達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目標(biāo)，同時(shí)也是目前建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用較為普遍的方式，如最常見的太陽(yáng)能熱水器。其構(gòu)造主要由配水管、循環(huán)泵、集熱器與給水箱等組裝元件構(gòu)成，依據(jù)集熱器形式上的差異，能夠?qū)崴鞣譃閮煞N：即真空管型和平板型。通過分析真空管型熱水器，其具體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格也比較便宜，能夠直接在玻璃管內(nèi)加熱，通過落水法來(lái)獲取熱水，并且全年都能夠保持使用狀態(tài)，表現(xiàn)出絕佳的耐冷熱沖擊和抗凍等性能。平板型熱水器其實(shí)在結(jié)構(gòu)還有成本等方面與真空管型熱水器是差不多的，但能力表現(xiàn)卻有些不足。一般情況下應(yīng)用于建筑中都是小型熱水器，并且都是單循環(huán)這一形式，通過集熱器進(jìn)行加熱操作，之后水會(huì)被運(yùn)送到蓄水箱內(nèi)以供使用。

9 科學(xué)選用水表

建筑物的各個(gè)區(qū)域可通過安裝不同型號(hào)的水表在最大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能的目標(biāo)，安裝水表不僅能夠有效提升水表計(jì)量的精確度，也能夠強(qiáng)化用戶節(jié)水的意識(shí)。事實(shí)上，水表型號(hào)、失靈或者計(jì)量誤差等一系列問題在一定程度上會(huì)影響計(jì)量的精準(zhǔn)性。例如，一些建筑物中某些區(qū)域所安裝的水表型號(hào)相對(duì)較大，但是水量卻比較小，這一情況對(duì)水表的精準(zhǔn)度也會(huì)造成影響，使得水資源產(chǎn)生浪費(fèi)問題。此外，水資源一般會(huì)存在一些雜質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行積累會(huì)堵塞水表濾網(wǎng)的進(jìn)水孔，導(dǎo)致水表指針精準(zhǔn)性不足?；诖?，相關(guān)工作人員需要安裝與建筑各個(gè)區(qū)域過濾器相對(duì)應(yīng)型號(hào)的水表，并且定期清理水中雜質(zhì)，從而最大限度提升水表計(jì)量精準(zhǔn)度。

10 總結(jié)

綜上所述，在節(jié)能減排的施工理念下，現(xiàn)在建筑在設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)時(shí)，一定要充分利用水資源，避免水資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。這不僅需要國(guó)家出臺(tái)相關(guān)的政策法規(guī)進(jìn)行支持與限制，同時(shí)也需要技術(shù)人才用過硬的專業(yè)素質(zhì)，充分發(fā)揮出節(jié)水節(jié)能技術(shù)的最大價(jià)值，推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。