建筑給排水設(shè)計(jì)中節(jié)能減排設(shè)計(jì)分析

孫敏華

(揚(yáng)州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，江蘇省 揚(yáng)州 225002)

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，建筑的用水需求也在不斷增加。因此，在建筑設(shè)計(jì)中，引進(jìn)綠色節(jié)能概念可以減少建筑設(shè)計(jì)中對(duì)資源的浪費(fèi)和水源的損失[1]。隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和節(jié)能減排戰(zhàn)略性工作的不斷深入，建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)能減排設(shè)計(jì)已經(jīng)初見(jiàn)成效，因此，有必要加強(qiáng)對(duì)建筑給排水節(jié)能減排的設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步提高建筑對(duì)水源利用效率，通過(guò)此種方式提高建筑在投入使用后的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

1 建筑實(shí)例

所選的建筑實(shí)例為多層辦公樓建筑，建筑概況與建筑項(xiàng)目水文地質(zhì)條件見(jiàn)表1、表2：

表1 綠色建筑實(shí)例概況

表2 建筑項(xiàng)目所在地的水文地質(zhì)條件

該建筑預(yù)期在建成后以辦公為主，同時(shí)兼具住宿、餐飲等功能。

2 建筑給排水設(shè)計(jì)中節(jié)能減排設(shè)計(jì)

2.1 雨水資源收集與回收利用

針對(duì)上述建筑項(xiàng)目，對(duì)其進(jìn)行給排水節(jié)能設(shè)計(jì)。針對(duì)市政用水，采用0.15 MPa。在供水的地方，必須有“非飲用水”字樣的標(biāo)識(shí)。利用雨水進(jìn)行沖洗、綠化和道路沖洗，能有效地節(jié)約傳統(tǒng)的用水。在確定對(duì)建筑的供水模式后，對(duì)雨水資源的收集和回收利用進(jìn)行設(shè)計(jì)[3]。通過(guò)對(duì)上述建筑學(xué)項(xiàng)目所在地區(qū)的降水情況統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)日降水量約為52.3 mm，棄流量約為2 mm，一次降水可以采集到的雨水資源量為126 m3。根據(jù)該地區(qū)降水特點(diǎn)，設(shè)計(jì)如圖1所示的雨水資源回收利用系統(tǒng)圖。

該工程采用了流量式棄水設(shè)備，以達(dá)到初期棄水的目的，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際測(cè)量得到的雨水COD數(shù)值、SS數(shù)值和色度數(shù)值，確定雨水當(dāng)中污染物的具體濃度。針對(duì)建筑屋頂棄流應(yīng)當(dāng)采用徑流為2 mm，收集面積超過(guò)300平方米的集雨裝置。除此之外，對(duì)于雨水資源存儲(chǔ)應(yīng)當(dāng)按照下述內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置：根據(jù)《建筑與小區(qū)利用工程措施》的規(guī)定，雨水貯存設(shè)施的有效蓄水能力不能低于集水再生期1～2年的設(shè)計(jì)日雨量，并根據(jù)《建筑與小區(qū)利用工程措施》的規(guī)定，采用51.8 mm；雨水和雨水的日流量合計(jì)為134 m3。綠化澆灌水年使用天數(shù)應(yīng)當(dāng)按照125天計(jì)算，年用水量應(yīng)當(dāng)控制在1 200 m3以下。雨水庫(kù)的有效容量必須不低于24小時(shí)的下墊面降雨，而配套的供水網(wǎng)絡(luò)必須滿足一定的用水量。經(jīng)過(guò)棄流的雨水水質(zhì)雖好，但由于水量變化大，污水處理設(shè)施經(jīng)常閑置，因此雨水的處置要以“簡(jiǎn)單化”為原則?；厥盏挠晁奈廴疚镆曰瘜W(xué)污染物、 水質(zhì)中的懸浮物為主，通過(guò)雨水蓄水池進(jìn)行沉淀，經(jīng)簡(jiǎn)單過(guò)濾消毒后，不需要進(jìn)行深層處理[4]。針對(duì)上述建筑給排水設(shè)計(jì)，采用聚合氯化鋁作為混凝劑，有助于提升過(guò)濾的整體效果。在過(guò)濾環(huán)節(jié)采用全自動(dòng)濾網(wǎng)過(guò)濾器以及石英砂過(guò)濾器，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的兩道過(guò)濾。

圖1 雨水資源回收利用系統(tǒng)圖

2.2 透水地面設(shè)計(jì)

為了減少地面徑流，在部分行人路面、地上停車場(chǎng)等區(qū)域采取透水路面，其主要表現(xiàn)為：透水混凝土路面、透水植草磚、透水磚鋪地，而透水混凝土路面則是利用集料碎石、膠結(jié)料、外加劑、水泥、水等進(jìn)行均勻攪拌后，鋪砌而成的路面[5]。其強(qiáng)度高于普通水泥路面，具有較好的耐用性和較長(zhǎng)的使用壽命；防水效果好，與周邊環(huán)境和諧，可美化環(huán)境。透水地面整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 透水地面整體結(jié)構(gòu)示意圖

透水地面對(duì)建筑節(jié)能減排有著極大影響，在下雨的時(shí)候，雨水會(huì)快速滲入土壤，降低地表徑流量，降低雨水管道的壓力，并能有效地補(bǔ)充地下水，快速地滲入會(huì)帶走大量的熱量，在夏天可以有效緩解建筑整體溫度升高的問(wèn)題[6]。采用透水地面不僅能有效地解決道路積水所帶來(lái)的衛(wèi)生和安全問(wèn)題，而且還能有效地改善居民居住的環(huán)境。通過(guò)上述論述，可以實(shí)現(xiàn)建筑室外透水地面面積在50%以上。

2.3 選用節(jié)水器具

針對(duì)上述建筑工程項(xiàng)目，為進(jìn)一步體現(xiàn)節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)，對(duì)節(jié)水器具進(jìn)行合理選用。圖3為一次加壓減壓給水裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖3 一次加壓減壓給水裝置結(jié)構(gòu)圖

利用上圖中給水裝置可進(jìn)一步提高雨水資源收集與回收利用效果，除此之外，針對(duì)建筑公共部分采用自動(dòng)感應(yīng)沖洗控制閥和3 L/6 L兩檔節(jié)水型虹吸式排水裝置，以此能夠進(jìn)一步節(jié)約水資源。

在對(duì)建筑內(nèi)的節(jié)水龍頭進(jìn)行選擇時(shí)，首先，應(yīng)當(dāng)選用具有抗腐阻垢性能的材料，以此能夠大幅度降低水龍頭的漏水率以及結(jié)垢速度。其次，將氣加壓技術(shù)應(yīng)用到水龍頭使用當(dāng)中，通過(guò)在水龍頭的出水口位置上增加一個(gè)充氣穩(wěn)流器裝置，能夠使其水束更大，并且水壓越大時(shí)節(jié)水效果越理想[7]。最后，根據(jù)實(shí)際條件，可選用感應(yīng)龍頭、延時(shí)龍頭或定時(shí)關(guān)閉龍頭，并增加吸氧艙和增壓器的使用，以此不僅可以減少過(guò)流量，同時(shí)還能夠使水流當(dāng)中富含氧氣。針對(duì)建筑內(nèi)給排水系統(tǒng)中的普通噴頭而言，在停止使用噴頭時(shí)一般噴頭都會(huì)存在水滯留的現(xiàn)象。在長(zhǎng)時(shí)間作用下會(huì)積攢大量水垢，而將傳統(tǒng)噴頭替換為多功能噴頭后，由于這一噴頭機(jī)構(gòu)特殊，不存在容水腔，因此水流可以直接噴射出來(lái)，以此能夠有效減少水垢產(chǎn)生，在一定程度上提升節(jié)能減排效果[8]。在完成對(duì)各類節(jié)水裝置的選擇后，還需在建筑內(nèi)部設(shè)置中水回用系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用可以進(jìn)一步降低水資源的浪費(fèi)。對(duì)于雨水的收集與回用，需要特殊標(biāo)注回用管道的顏色和標(biāo)注，并在雨水取水口加鎖，確保供水水質(zhì)的衛(wèi)生安全。

3 實(shí)證分析

給水排水系統(tǒng)是城市建筑設(shè)計(jì)中不可或缺的、獨(dú)特的組成部分，其與城市給水排水、工業(yè)給水排水系統(tǒng)共同構(gòu)成了一個(gè)完整的給水排水系統(tǒng)。建筑給水與排水工程是建筑的一個(gè)有機(jī)部分，可以認(rèn)為優(yōu)化此方面設(shè)計(jì)，對(duì)于保證建筑正常運(yùn)轉(zhuǎn)、降低建筑供水能耗、節(jié)約水資源等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。

從發(fā)展至今，建筑給排水系統(tǒng)在建筑中的覆蓋范圍越來(lái)越廣，涉及的設(shè)計(jì)內(nèi)容也越來(lái)越多?？稍谠O(shè)計(jì)中，將建筑給排水工程可以看作是一個(gè)整體系統(tǒng)，整體系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)高效的連接設(shè)備相互聯(lián)系而形成的。各個(gè)子系統(tǒng)之間相互配合，并與外部系統(tǒng)進(jìn)行合理的對(duì)接。技術(shù)特征包括：各子系統(tǒng)之間是相對(duì)封閉的，由連接設(shè)備或與外部環(huán)境相連。

由于建筑物的給排水管網(wǎng)連通范圍較大，在輸水管線中流動(dòng)的水量較大，水質(zhì)也比較復(fù)雜。假如給排水管道的質(zhì)量達(dá)不到要求，抗氧化、耐腐蝕、耐高溫等方面存在缺陷，那么在工程建設(shè)中很可能會(huì)出現(xiàn)管道被水沖刷，從而造成給排水管道出現(xiàn)裂縫或缺陷的問(wèn)題，此種問(wèn)題極易造成水源的損失。所以，必須加強(qiáng)對(duì)建筑給排水設(shè)計(jì)中材料的選擇，增強(qiáng)設(shè)計(jì)方對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保的認(rèn)識(shí)，選擇輕質(zhì)、高強(qiáng)的材料作為給排水管道設(shè)計(jì)材料，并在必要的時(shí)候，請(qǐng)專家對(duì)給排水設(shè)計(jì)的節(jié)能減排進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)不完善之處進(jìn)行修正，以實(shí)現(xiàn)對(duì)給排水節(jié)能減排設(shè)計(jì)的深化。

當(dāng)前我國(guó)的能源形勢(shì)不容樂(lè)觀，能源緊缺是當(dāng)前我國(guó)能源發(fā)展?fàn)顩r的一個(gè)重要問(wèn)題。為了合理利用新能源，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排，必須結(jié)合不同項(xiàng)目的區(qū)域特征，開(kāi)展新能源的開(kāi)發(fā)工作。在發(fā)展新能源方面，我國(guó)已在發(fā)展和利用太陽(yáng)能方面取得了一些成績(jī)，但是由于某些地區(qū)的發(fā)展和使用條件有限，不能完全滿足整個(gè)建筑物的供熱需求，所以必須采取多種形式的綜合能源發(fā)展，比如利用太陽(yáng)能和電力來(lái)保證建筑的供熱能力等，以此為參照，優(yōu)化建筑給排水的節(jié)能設(shè)計(jì)工作。對(duì)比節(jié)能減排設(shè)計(jì)前后此建筑的給排水電氣運(yùn)行能耗，見(jiàn)表3。

表3 節(jié)能減排設(shè)計(jì)前后建筑的給排水電氣運(yùn)行能耗

4 結(jié) 論

通過(guò)上述研究，得到如下幾個(gè)方面的結(jié)論：

(1) 節(jié)能減排設(shè)計(jì)后，此建筑的節(jié)水量增加且顯著高于節(jié)能減排設(shè)計(jì)前的節(jié)水量，說(shuō)明該方法可以提高建筑節(jié)水量。

(2) 節(jié)能減排設(shè)計(jì)后建筑的給排水電氣運(yùn)行能耗顯著下降，證明該方法可以起到控制建筑給排水電氣運(yùn)行能耗的作用。

綜上所述，本文提出的設(shè)計(jì)方法可以在建筑中起到節(jié)能減排的良好效果。