建筑節(jié)水技術(shù)中的給水設(shè)備的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀

王海波，瞿碧蓮，王立娟

(寧波工程學(xué)院 建筑與交通工程學(xué)院，浙江 寧波 315211)

1 國內(nèi)外建筑給水設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 國外應(yīng)用現(xiàn)狀

近些年,建筑節(jié)水和衛(wèi)生可靠的給水設(shè)備越來越得到廣泛的關(guān)注。建筑給水設(shè)備的開發(fā)與應(yīng)用在歐美國家得到迅猛的發(fā)展。美國出臺(tái)了不少法律來限制衛(wèi)生器具的額定流量，政府免費(fèi)提供給居民各種節(jié)水裝置，例如節(jié)流器、節(jié)流水龍頭等，以此控制居民的用水量。此外，政府法律中還規(guī)定了新建建筑的給水裝置必須是節(jié)能產(chǎn)品。歐洲和美國的一些公司陸續(xù)研究出了各種節(jié)水裝置，例如廚房和浴室的淋浴噴頭、氣水混合龍頭以及無水小便器等，這些裝置可以使生活用水節(jié)約20%。研究表明，使用節(jié)水裝置可以讓民用建筑的生活節(jié)水率提高到20%，而公共建筑的節(jié)水率則可以從25%提高到60%。日本為了推廣節(jié)水裝置的使用，免費(fèi)向其居民發(fā)放節(jié)水率可以達(dá)到50%的節(jié)水閥芯。還大力推廣采用兩檔便器沖洗水箱，并且開發(fā)了多種浴室節(jié)水型淋浴器[1]。日本采用節(jié)水型坐便器，在馬桶的儲(chǔ)水箱上設(shè)置水龍頭，馬桶上的水龍頭流出的水使用后可以用于馬桶沖水使用，這種廢水再利用型的產(chǎn)品應(yīng)用極少。

1.2 國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

由于節(jié)水節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)較為新興的技術(shù)，具有較高的使用成本。經(jīng)濟(jì)條件的限制在一定程度上也就阻礙了該項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)實(shí)際生活中的使用，在給排水工程中真正能使用到給水設(shè)備的情況也很少。2018年起北京市實(shí)行財(cái)政補(bǔ)貼，推廣高效節(jié)水器具的使用。

當(dāng)前國內(nèi)在建筑給排水施工過程中應(yīng)用的大都是一些防水防腐性能并不好的普通材質(zhì)，投入使用后很快會(huì)出現(xiàn)腐蝕、老化等方面問題，造成人力、物力等方面資源的浪費(fèi)。當(dāng)前最常見的節(jié)能技術(shù)包括節(jié)能管道以及對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行二次增壓，使給水效率得到提高。

相對(duì)于落后的農(nóng)村區(qū)域，建筑給水設(shè)備的運(yùn)用還處于一片空白的初始階段，小部分農(nóng)村區(qū)域即使有節(jié)能節(jié)水意識(shí)，也還未取得突出成效。

2 建筑節(jié)水設(shè)備的國內(nèi)外研究概況

1)在新型設(shè)備應(yīng)用方面。Djiby Racine Thiam等[2]使用了從南非開普敦465個(gè)具有代表性的家庭樣本中收集的數(shù)據(jù)來選擇模型框架，將潛類分析(LCA)與多項(xiàng)logit和條件logit模型進(jìn)行比較，表明不同家庭在采用節(jié)水設(shè)備方面存在差異，其節(jié)水率也不同。Young Han Moo等[3]以韓國國立首爾大學(xué)的衛(wèi)生間改造項(xiàng)目為例研究節(jié)水解決缺水問題的有效途徑，對(duì)節(jié)水型水龍頭數(shù)據(jù)研究表明，一個(gè)月的水流量從238.73 t減少到94.38 t。馬建清[4]針對(duì)綜合性學(xué)校建筑及其特點(diǎn)，提出了應(yīng)采取的節(jié)水對(duì)策，節(jié)水器具和降低漏損、選用高效低耗的設(shè)備及新型管材配件的合理配置、防止二次污染造成的浪費(fèi)、控制超壓出流、建筑中水回用等環(huán)節(jié)。鄭偉[5]以選擇紅外線控制的節(jié)能淋浴設(shè)備從而降低給排水系統(tǒng)中的水資源浪費(fèi)量為例，提出在能夠滿足建筑功能的前提下，應(yīng)選擇新型節(jié)能產(chǎn)品來達(dá)到節(jié)能節(jié)水目的。其中衛(wèi)生器具以及水龍頭等設(shè)備是實(shí)現(xiàn)節(jié)能接回技術(shù)應(yīng)用的主要設(shè)備。劉海洋[6]提出采用符合以下要求的設(shè)施：坐便器≤3/4.5 L/沖，小便器≤2 L/沖，洗手盆龍頭≤1.8 L/min，水壓為0.413 MPa，廚房水槽龍頭≤5.6 L/min，水壓為0.413 MPa，淋浴花灑≤6.8 L/min，水壓為0.551 MPa，可減少用水量約40%。張祥中等[7]對(duì)在不同壓力下的延時(shí)自閉式便器沖洗閥、感應(yīng)式自動(dòng)便器沖洗器的出流量進(jìn)行了研究，得出結(jié)果：便器沖洗閥(器)的出流量隨著壓力增大而增大，在適用壓力下，其出流量符合節(jié)水型生活用水器具要求。水壓于0.35 MPa，宜設(shè)減壓設(shè)施或調(diào)整沖洗時(shí)間。林端[8]提出可以使用變頻調(diào)速泵，采用陶瓷芯水嘴處設(shè)置節(jié)流裝置。趙宏偉[9]根據(jù)水泵揚(yáng)程的計(jì)算，分析提出在高層建筑中，變頻給水設(shè)備更高效節(jié)能，但也受到泵組揚(yáng)程的限制。李習(xí)群等[10]提出了對(duì)節(jié)能型腳踏式多用途水閥和注水嘴的應(yīng)用方式。

2)在防止給水管道漏損方面。任濤[11]在建筑材料的購買上指出，以建設(shè)項(xiàng)目的具體情況為前提，應(yīng)做好給水管道的防腐工作，給水管道的施工部分可采用新型建筑材料，并給水龍頭等零件涂上保護(hù)漆層，避免管道漏水、腐蝕和老化，導(dǎo)致漏水問題。宋杰[12]以傳統(tǒng)指數(shù)漏失模型為基礎(chǔ)，研究了對(duì)管道漏失量存在影響的因素，揭示了管道漏失的機(jī)理，并借助人工智能技術(shù)研究了漏點(diǎn)定位和漏失量預(yù)測(cè)技術(shù)。上海城市水資源開發(fā)利用國家工程中心有限公司[13]為克服聲學(xué)檢查供水管道漏損的普遍問題，發(fā)明并提供了一種可以實(shí)現(xiàn)作為聽漏儀、分析儀等以聲波為原理的供水管道檢漏設(shè)備的驗(yàn)證平臺(tái)。

3)在給水分區(qū)與設(shè)備布置方面。郭琦睿[14]通過給水超出壓力與流量的關(guān)系的計(jì)算，分析了改善給水系統(tǒng)超壓出流的方法，提出需考慮給水分區(qū)來減少對(duì)衛(wèi)生器具的耗損度。顏怡明[15]提出建筑給水系統(tǒng)中水表和管線的位置較為關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)不同的使用分區(qū)域性質(zhì)設(shè)置水表，同時(shí)要對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行合理的豎向分區(qū)，分區(qū)時(shí)對(duì)低層用戶的供水設(shè)置相應(yīng)的減壓設(shè)施，保證供水壓力的同時(shí)降低供水噪音。

4)在新興技術(shù)應(yīng)用方面。鄒宇亮等提到了噴灌和微管技術(shù)，采用了自動(dòng)控制微噴灌技術(shù)，節(jié)水效果明顯。任淑軍對(duì)比負(fù)壓給水設(shè)備與無負(fù)壓給水設(shè)備，認(rèn)為針對(duì)小流量情況，無負(fù)壓給水設(shè)備運(yùn)行效率較低，必須應(yīng)用小流量供水節(jié)能技術(shù)(即負(fù)壓給水設(shè)備)，但無負(fù)壓給水設(shè)備可以選擇變壓變流量控制方式來避免產(chǎn)生壓力波等弊端，不僅能減少能耗，而且可以提高運(yùn)行效率，做到節(jié)水節(jié)能，這為給水節(jié)能提供一個(gè)發(fā)展方向，也更好地滿足國家供水節(jié)能的需求。湖南鉅達(dá)程水務(wù)有限公司發(fā)明了一套對(duì)加壓給水設(shè)備的管控方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，避免了加壓給水設(shè)備在無人使用的時(shí)候處于開啟造成能源的浪費(fèi)。

3 節(jié)水節(jié)能措施

建筑節(jié)水已經(jīng)受到政府和人們的關(guān)注，人們的節(jié)水意識(shí)也日益提高。深化節(jié)水節(jié)能措施有三層含義：①減少用水量；②提高水的有效使用效率；③防止泄漏。針對(duì)建筑中給水設(shè)備，提出以下措施。

1)推廣節(jié)水器具技術(shù)，使用合格給水管件及配件。例如可以改變大、小便池通用，同一種水量進(jìn)行排泄物的清理模式，使用最新型大便池(大便使用9 L水，小便使用4.5 L水)；在用水、出水口安裝水流指示器，合理規(guī)劃水流分配；及時(shí)更換不同功率的水泵以便于不同流量間的轉(zhuǎn)換；針對(duì)給水管道泄露的問題，卡壓式連接中管道和連接件之間設(shè)有的O型密封膠圈存在安全隱患，應(yīng)采用可長久使用的不銹鋼新型水管連接件；采用定時(shí)控流自鎖式、延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉式水龍頭等。

2)重視設(shè)計(jì)所選水表的設(shè)置要求及水表和表前閥門的質(zhì)量要求。加強(qiáng)水表檢定裝置的技術(shù)改造，推動(dòng)水表檢定實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如液位自動(dòng)讀數(shù)等；市場(chǎng)上很多水表閥門都采用球閥，其作為控制器只能短期適用，在工藝保證的前提下，可以采用平面疊閥和機(jī)械密封組合，大大減弱水管網(wǎng)中水壓變化和電壓變化帶來的不利影響；各給水點(diǎn)均設(shè)置閥門調(diào)節(jié)或支管減壓閥，保證其供水壓力合理。

3)要對(duì)建筑給水施工進(jìn)行綠色化管理。專業(yè)給排水施工人員的匱乏，尤其是給排水管道的安裝和管道維修技術(shù)的不精，導(dǎo)致工程質(zhì)量伴有隨意性，也是造成能源浪費(fèi)的一部分原因。因此，確保工作人員的綜合素質(zhì)，保證工作人員的技術(shù)水平，優(yōu)化施工質(zhì)量，也是建筑節(jié)水節(jié)能技術(shù)中的一項(xiàng)不可忽視的要求。

4 結(jié) 語

給排水工程與人們的生活息息相關(guān)，同時(shí)對(duì)人們的生活環(huán)境和水平有很重要的意義。建筑行業(yè)中，用水量非常大。如若不能很好地將節(jié)能節(jié)水技術(shù)融入到工程中，必將對(duì)我國節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)目標(biāo)產(chǎn)生阻礙。當(dāng)然，生活給水設(shè)備可以帶來的節(jié)能不是無限制的，應(yīng)因需而供，才能最有效地節(jié)能。目前由于我國水資源分配存在的顯著差異，導(dǎo)致城市大多數(shù)居民對(duì)水的需求急速增長的現(xiàn)狀認(rèn)識(shí)不夠，對(duì)水資源緊缺的嚴(yán)峻形勢(shì)認(rèn)識(shí)不足。因此，需要向全社會(huì)廣泛宣傳節(jié)水的重要性、必要性和緊迫性，使群眾認(rèn)識(shí)到“水荒”已經(jīng)到來，真正做到人人高度重視，個(gè)個(gè)動(dòng)手節(jié)水。

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