建筑給排水工程中節(jié)能節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用

喬磊

陜西建工第八建設(shè)集團有限公司 陜西 西安 710068

引言

縱觀現(xiàn)階段我國水資源利用情況，已然與水資源浪費現(xiàn)象形成沖突，盡管我國大部分地區(qū)都能維持正常供水，但是整體呈現(xiàn)出水資源匱乏的現(xiàn)象。相關(guān)權(quán)威統(tǒng)計表明，建筑內(nèi)部用水在城市總用水量中的占比呈現(xiàn)出逐年增高的態(tài)勢。究其原因，在于建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計無法滿足其節(jié)能環(huán)保需求，水資源浪費的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，再加上給排水系統(tǒng)無法提升水資源利用率，使得建筑內(nèi)部用水量增大。因此，為進一步提升建筑內(nèi)部用水的利用率，需重視在建筑給排水設(shè)計中進行環(huán)保節(jié)能理念的貫徹，確保其建筑項目的建設(shè)符合綠色化、節(jié)能化需求。

1 概述

1.1 市政給排水工程的組成及其在技術(shù)應(yīng)用中的重要性

市政給排水工程主要是給排水系統(tǒng)?？刂戚斔艿篮捅谜镜乃畨汉退浚ＷC居民生活用水的實時和安全，滿足居民生產(chǎn)和生活用水，是供水系統(tǒng)正常運行的重要基礎(chǔ)。排水系統(tǒng)主要負責污水的系統(tǒng)運輸及處理，包括生活污水和工業(yè)廢水。為了維護城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，市政工作者必須解決好污水的凈化和排放，從根本上防止城市環(huán)境污染的擴大。給水排水工程中，節(jié)能觀念和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用十分重要。隨著經(jīng)濟的全球化發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，有限的水資源日益緊張。中國要走出國門，就必須大力推進城市化，努力滿足人民對水的需求。然而，城市建設(shè)的發(fā)展增加了能耗；供水系統(tǒng)設(shè)計并不是造成能耗增加的主要原因，但仍然需要解決。節(jié)約能源觀念和節(jié)能技術(shù)不僅可以優(yōu)化城市的生產(chǎn)效率和社會地位，而且可以體現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展的理念，實現(xiàn)能源利用率最大化，以最小的成本投入獲得最大的經(jīng)濟效益[1]。

1.2 建筑給排水的設(shè)計以及技術(shù)應(yīng)用原則

給排水工程對城市居民的影響和意義是十分重大的。①雨水排水工程中如何以最快的速度排出城市地面及系統(tǒng)管網(wǎng)的雨水，在一定程度上保護了居民的生活環(huán)境。城鎮(zhèn)給排水工程設(shè)計應(yīng)嚴格遵循以下原則：第一，管理體制合理，流域劃分清晰，排水流向和排水口設(shè)計科學(xué)；第二，熟悉城市道路情況，合理設(shè)計排水溝；第三，雨污分流工程設(shè)計，首先要對城市雨污分流及道路積水有一定的了解，然后根據(jù)徑流系數(shù)及相關(guān)公式進行給排水設(shè)計。在確定排水管埋深的基礎(chǔ)上，充分考慮坡度，進行排水管鋪設(shè)設(shè)計。充分考慮位移因素，根據(jù)施工要求和設(shè)計，結(jié)合城市的具體情況，做出最合理的設(shè)計，保證所設(shè)計的給排水工程不僅具有較強的可操作性，而且能達到理想的使用效果；②污水工程設(shè)計時，應(yīng)充分了解污水排放標準，并考慮管道的平均飽和度、流量以及黃金時間段最大飽和流量等因素，確定最合理管徑、最小設(shè)計坡度或埋深，以盡可能減少費用增大空間或者埋深空間利用率，縮短工期，達到最實用的設(shè)計及使用要求。③給水工程設(shè)計時，首先盡可能考慮到給水管網(wǎng)輸送介質(zhì)過程中的水體污染程度是否能夠滿足最遠端用水點水質(zhì)達到國家生活用水水質(zhì)標準，水體運輸過程中的介質(zhì)沿程阻力對整體輸送管材材質(zhì)有了更高程度的要求，新型材料在引進淘汰機制中是一股很好的催化劑，不僅能夠減緩管道密閉輸送過程中的介質(zhì)污染，又能夠更高效的滿足輸送要求。

2 建筑給排水工程中節(jié)能節(jié)水技術(shù)

2.1 太陽能技術(shù)

建筑所使用的熱水在制備過程中，可以直接采用太陽能加熱技術(shù)對低溫水進行加熱，與目前采用其他傳統(tǒng)可再生能源技術(shù)相比較，具有較大的效率優(yōu)勢，能夠在較大程度上有效節(jié)省大量傳統(tǒng)加熱能源。由于高層太陽能是一種完全能夠再生的新一代能源，對空氣來說不會造成任何污染，若是用于高層建筑中則可以在高層屋頂直接設(shè)置各種太陽能加熱裝置進行有效加熱，低層住宅建筑中則可以直接通過利用集中能源加熱技術(shù)來完成用水的有效加熱[2]。

2.2 清潔能源技術(shù)

在傳統(tǒng)給排水設(shè)計和施工過程中，大量使用傳統(tǒng)能源，導(dǎo)致生活資源枯竭和環(huán)境污染。與此同時，中國政府部門、官方機構(gòu)和公眾逐漸意識到節(jié)能減排的重要性。中國率先倡導(dǎo)使用清潔能源替代傳統(tǒng)能源的理念，這也對給排水工程領(lǐng)域產(chǎn)生了影響。為了順應(yīng)市場發(fā)展的新趨勢，給排水工程設(shè)計人員也可以將可再生能源應(yīng)用到給排水設(shè)計中。目前，太陽能、風(fēng)能、水能等清潔能源已在該領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但太陽能由于開采難度低、污染小、數(shù)量豐富，是使用頻率最高的能源，用戶可以直接使用太陽能，無須收集和運輸，無須考慮多余的影響因素。目前，給排水工程領(lǐng)域已逐漸適應(yīng)以太陽能替代傳統(tǒng)能源的進程。給排水工程設(shè)計人員可以將其應(yīng)用到給排水設(shè)計過程中，利用太陽能制作新型熱水器等節(jié)水設(shè)備，但這種方法更適合工程造價較高的給排水工程。為了實現(xiàn)資源的優(yōu)化利用，給排水工程的設(shè)計人員還可以結(jié)合多種清潔能源進行綜合利用，實現(xiàn)“1+1＞2”的效果，并開發(fā)出新型給排水系統(tǒng)，實現(xiàn)能源的最大利用。

2.3 合理選擇變頻水泵

城市需要合理利用雨水資源，按照城鄉(xiāng)供水管理條例規(guī)定，新建建筑需要配套建設(shè)雨水收集利用系統(tǒng)。目前，節(jié)能減排得到群眾的廣泛關(guān)注，建筑給排水設(shè)計需要深入節(jié)能減排理念，有關(guān)節(jié)能減排設(shè)計的研究較多。高層建筑中，低區(qū)給排水要重點考慮市政給水管網(wǎng)，重視生活給水管道減壓節(jié)流，管道出水壓力過大會突發(fā)超壓出水流問題，導(dǎo)致出現(xiàn)水壓過高引起水資源浪費。科學(xué)合理地選擇變頻水泵可以避免傳統(tǒng)供水系統(tǒng)帶來的不利影響，與普通供水設(shè)備相比，變頻調(diào)速裝置可以節(jié)約30%的能量。

2.4 節(jié)能型衛(wèi)生器具的應(yīng)用

①水龍頭節(jié)水。為進一步提升水資源利用率，可選擇陶瓷閥芯水龍頭來提升節(jié)水效果。該類型水龍頭的應(yīng)用，可以在節(jié)約20%～30%用水量的同時，具有良好的密閉性。此外，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能感應(yīng)型水龍頭、自閉式龍頭等類型的應(yīng)用，均能起到一定的節(jié)能效果。例如在該工程中，水龍頭采用1.9L/min的感應(yīng)式水龍頭，實現(xiàn)對水資源的合理節(jié)約。②淋浴節(jié)水。淋浴所消耗的水量相對較大，若不加以進行水量調(diào)節(jié)，會產(chǎn)生大量的水資源浪費。所以，設(shè)計人員需選擇節(jié)水型淋浴器，例如冷熱水混合栓式淋浴器，相較于普通淋浴器的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度的快速調(diào)節(jié)，減少水資源浪費。③廁所節(jié)水。廁所節(jié)水設(shè)計可以分為兩方面，一方面可以通過優(yōu)化排水設(shè)計，通過中水沖廁來達到水資源節(jié)約的目的；另一方面則是采用節(jié)能型坐便器。如雙沖洗量坐便器的應(yīng)用，能夠進一步提升其節(jié)水效果，并且款式新穎，符合現(xiàn)代人審美。以該工程為例，為達到節(jié)水的目的，在衛(wèi)生間分別采用1.5L/3.8L的兩檔式節(jié)水型坐便器，并設(shè)置延時自閉式腳踏沖洗閥[3]。

3 建筑給排水工程中節(jié)能節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用措施

3.1 在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

建筑給排水工程應(yīng)用節(jié)能給水技術(shù)，首先要充分把握城市發(fā)展和水資源需求，通過數(shù)據(jù)分析，有效地估算城市的用水量，并根據(jù)實際需要合理規(guī)劃給水方式。城市供水方式主要有：①利用市政管網(wǎng)壓力直接供水，由于方便、經(jīng)濟、方便而被廣泛采用；②采用平衡水壓分區(qū)法降低水壓；③采用儲罐供水，促進新能源的高效利用。為了更好地實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國近年來加大了對新能源的開發(fā)利用力度，越來越多的新能源被應(yīng)用到各個領(lǐng)域。供水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實際情況合理選用新能源，以提高節(jié)能環(huán)保的效果。太陽能作為應(yīng)用最廣泛的一種新能源，對供水系統(tǒng)中的熱水供應(yīng)起著重要作用。在供水系統(tǒng)中，高效利用太陽能提供熱水，不僅可以達到節(jié)能環(huán)保的效果，而且可以減少其他能源的消耗，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。不同的城市有所不同，供水系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)不同城市的實際情況而定。一些人口快速增長的城市，住宅建筑以高層建筑為主。為保證生活用水的順利供應(yīng)，高層建筑應(yīng)選擇適當?shù)亩喂┧?。為了避免浪費水資源，必須進行節(jié)能設(shè)計，合理地控制城市管網(wǎng)壓力可以控制供水，也可采用不同樓層供水，以滿足不同樓層用戶用水需求。

3.2 調(diào)整工業(yè)用水結(jié)構(gòu)

工業(yè)對水資源的需求較高，工業(yè)用水也關(guān)系到工業(yè)建筑給排水工程，節(jié)水節(jié)能設(shè)計項目的實施效果。環(huán)保政策的推動和相關(guān)科學(xué)技術(shù)的引入，更新了許多工業(yè)生產(chǎn)者的觀念。但是，要想充分發(fā)揮節(jié)水節(jié)能理念的優(yōu)勢，不能止步于當下，而要意識到調(diào)整工業(yè)用水結(jié)構(gòu)的重要性。目前，工業(yè)用水結(jié)構(gòu)不合理仍是我國大部分地區(qū)水資源短缺的主要原因，因此，當前的重要任務(wù)是調(diào)整工業(yè)用水結(jié)構(gòu)。為了更好地調(diào)整工業(yè)用水結(jié)構(gòu)，相關(guān)人員必須實施以下措施：一是在規(guī)劃工業(yè)建筑給排水工程發(fā)展規(guī)劃時，設(shè)計方案的核心內(nèi)容必須包括節(jié)水節(jié)能設(shè)計。因為設(shè)計方案最終還是要回歸實踐的，所以設(shè)計師需要在項目區(qū)進行實際的考察，做好詳細數(shù)據(jù)的收集工作。二是設(shè)計師要綜合考慮項目周邊區(qū)域的用水需求，保證區(qū)域內(nèi)水資源合理分配，不影響周邊居民的正常生活。第三，設(shè)計師要將其應(yīng)用于各種新興技術(shù)，確保工程方案能夠促進中國產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4]。

3.3 提高技術(shù)能力，加強管理

好的設(shè)計需要靠先進的施工來完美實現(xiàn)。建筑給排水工程的施工也要采用先進的施工器械和工藝，定期對管理和作業(yè)人員進行培訓(xùn)和指導(dǎo)，確保技術(shù)上的先進?，F(xiàn)場管理人員要認真負責，對進場的材料要仔細查驗，對施工的每個過程要認真檢驗。不達標的材料嚴禁使用，不合格的工序嚴禁驗收，整改到位后方可進行下一道工序?，F(xiàn)場管理要加強新技術(shù)的使用，比如BIM技術(shù)。隨著行業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的建設(shè)單位和施工方愿意將BIM技術(shù)利用到項目的設(shè)計、施工和系統(tǒng)運行的全過程中，用來優(yōu)化設(shè)計、指導(dǎo)施工、方便運維。通過專業(yè)的BIM工程師對建筑結(jié)構(gòu)、水氣暖電等各專業(yè)管線進行三維立體的整合設(shè)計，能夠更加直觀地將整個工程立體地呈現(xiàn)出來，從而對每個預(yù)留孔洞的位置以及孔洞規(guī)格更加直觀的掌握。通過有效的建模和分析，對二維圖紙上看不出來的管線交叉、碰撞、標高等問題能夠及時發(fā)現(xiàn)及時解決。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓現(xiàn)場管理人員擁有預(yù)判能力，更加合理地安排工作，優(yōu)化施工方案，做到技術(shù)一流、合理施工、方便驗收等。通過新技術(shù)的利用來革新我們的現(xiàn)場管理方式，提高現(xiàn)場管理水平和施工質(zhì)量，提升建筑給排水的科技含量。為項目的完美實施包括竣工后整個建筑給排水系統(tǒng)的運維，帶來積極的意義。

3.4 合理選擇優(yōu)質(zhì)節(jié)能節(jié)水設(shè)施

在日常的建筑給排水設(shè)計中，居民使用水資源的需求量巨大，在很大程度上造成優(yōu)質(zhì)水資源的浪費，在這種狀況下，建筑設(shè)計者應(yīng)該積極使用優(yōu)質(zhì)水資源的節(jié)能節(jié)水設(shè)備。新型復(fù)合材料本身具有先進性的特點，受到建筑領(lǐng)域的廣泛使用與喜愛，復(fù)合材料的材質(zhì)一般不會伴隨時間發(fā)生腐蝕變化，因此可以對水資源排水管道的腐蝕情況加以緩解。此外，還可以使用磁芯優(yōu)質(zhì)的水孔頭設(shè)施，以此來減少水龍頭設(shè)備不完善引發(fā)的水資源浪費問題，加強水量的節(jié)約。節(jié)能性能好的優(yōu)質(zhì)設(shè)施效果顯著，在很大程度上順應(yīng)環(huán)保節(jié)能的建筑理念，還能夠快速地達到減少能源污染的效果[5]。

4 結(jié)束語

建筑給排水是建筑工程的重要組成部分，是建筑工程施工的基礎(chǔ)工程之一，對建筑工程的發(fā)展有著重要的意義。在國家大力提倡綠色環(huán)保、節(jié)能減排的政策背景下，建筑給排水作為建筑的血脈，在環(huán)境保護和綠色建筑的發(fā)展過程中功不可沒。這就要求我們建筑給排水的施工管理人員，必須堅持兢兢業(yè)業(yè)、實事求是的工作態(tài)度，大膽創(chuàng)新，運用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，不斷提升自身的技術(shù)水平和管理能力，讓我們所做的每個項目都能真正的安全、高效、節(jié)能、經(jīng)濟。用我們工程人員的小進步為建筑給排水帶來大發(fā)展。