節(jié)水節(jié)能技術(shù)在高層建筑給水排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

丘增鴻

（廣東建青工程勘察設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，廣東 東莞 523000）

1 建筑給排水系統(tǒng)與節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用價(jià)值

1.1 建筑給排水系統(tǒng)概述

隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口流入城市，城市住宅區(qū)的建筑風(fēng)格逐漸演變成以高層建筑和超高層建筑為主的大型建筑群落。為了滿(mǎn)足功能性用水與水資源循環(huán)的需求，此類(lèi)建筑會(huì)擁有專(zhuān)門(mén)的給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)。一般情況下，城市建筑的給水系統(tǒng)使用加壓泵抽取蓄水池中的水，經(jīng)過(guò)加壓泵將水源輸送到居民區(qū)，根據(jù)不同功能進(jìn)行相應(yīng)層次的凈化處理，作為生活用水、人畜可飲用水以及消防用水等。

城市建筑工程中排水系統(tǒng)的功能主要為實(shí)現(xiàn)城市污水的匯集與定向輸送，最終將污水輸送到污水處理站或儲(chǔ)罐內(nèi)。城市給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到居民的用水安全，排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量也會(huì)在一定程度上影響城市水循環(huán)的潔凈度，不合理的城市排水系統(tǒng)可能會(huì)造成水源的二次污染，影響城市水資源的整體利用率[1]。

1.2 建筑給排水節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用價(jià)值

建筑工程給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)在功能方面具有一定獨(dú)立性的同時(shí)還具有高度的相關(guān)性，只有同步加強(qiáng)建筑工程給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，強(qiáng)化給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)的功能協(xié)同，才能實(shí)現(xiàn)建筑給排水工程的效益最大化。對(duì)于建筑給排水工程的節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)，應(yīng)在實(shí)現(xiàn)建筑給排水工程既有功能的基礎(chǔ)上滿(mǎn)足城市綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的理念，進(jìn)一步提高水資源的循環(huán)利用效率及附屬經(jīng)濟(jì)效益。

（1）建筑工程給排水節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)有助于推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展。目前，我國(guó)仍是世界上人口最多的國(guó)家，由于可供使用的淡水資源總量不多，我國(guó)人均淡水資源占有量?jī)H為2007m3左右，相當(dāng)于世界平均水平的25%。就中西部地區(qū)而言，很多城市巨大的水資源缺口嚴(yán)重限制了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展與居民生活水平的提高。因此，通過(guò)實(shí)施建筑工程的節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)有助于提高水資源的綜合利用率，弱化缺水對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展[2]。

（2）建筑工程給排水節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)能夠?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)奠定基礎(chǔ)并提供助力。近幾年興起的綠色環(huán)保建筑理念，其宗旨就是減少能源消耗并降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)的影響。我國(guó)人口基數(shù)大，人均可支配水資源極其有限，針對(duì)建筑給排水工程實(shí)施節(jié)水節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)有助于減少水資源浪費(fèi)，通過(guò)提高循環(huán)水的凈化質(zhì)量改善城市生態(tài)。

（3）建筑工程給排水節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)可改善城市居民的生活品質(zhì)。實(shí)施建筑給排水工程的節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)可提高水資源的綜合利用率，幫助企業(yè)與居民減少在用水方面的支出。同時(shí)，建筑工程給排水的節(jié)能節(jié)水設(shè)計(jì)還有助于減少企業(yè)與居民家庭的用水量，提高用水品質(zhì)，起到改善居民生活質(zhì)量的作用。

2 節(jié)水技術(shù)在高層建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在高層建筑給排水設(shè)計(jì)中，節(jié)水技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于減少用水總量、增加供水來(lái)源。在日常生活中，人們的節(jié)水意識(shí)不強(qiáng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水資源浪費(fèi)問(wèn)題，所以，必須從設(shè)計(jì)方面著手，這樣能夠獲得全面的節(jié)水效果。

某項(xiàng)目規(guī)劃總用地規(guī)模為35768.73m2，總建筑面積為117459.86m2，其中，地上建筑面積71512.66m2，地下建筑面積45947.2m2，結(jié)構(gòu)類(lèi)型為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑群主要由研發(fā)測(cè)試樓、生產(chǎn)樓、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)樓、綜合樓、地下用房及附屬設(shè)施組成。5 棟地上建筑圍合而建，形成中心庭院，地下車(chē)庫(kù)含人防部分，人防設(shè)置在地下2 層，研發(fā)測(cè)試樓地上共13 層，建筑高度為60m。本文將針對(duì)本項(xiàng)目高層建筑給排水設(shè)計(jì)中的節(jié)水節(jié)能技術(shù)應(yīng)用展開(kāi)探討，為以后的項(xiàng)目建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)、提供參考。

2.1 解決超壓出流問(wèn)題

在相關(guān)給排水設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)最大使用水壓做了明確的規(guī)定，只要不超過(guò)規(guī)范限值即可，所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)中往往會(huì)出現(xiàn)超壓出流的現(xiàn)象。用水時(shí)，由于水壓太大，會(huì)造成水花四濺、嚴(yán)重浪費(fèi)的問(wèn)題。在水龍頭開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)，會(huì)存在管道振動(dòng)和水擊現(xiàn)象，不利于管道、配件的正常使用，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)管道損壞、配件磨損等問(wèn)題，既造成了水資源的浪費(fèi)，縮短了給水管網(wǎng)的使用壽命，又增加了后期的使用成本。面對(duì)超壓出流問(wèn)題，在給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要合理限定配水點(diǎn)的水壓，根據(jù)相關(guān)研究表明，住宅入戶(hù)管適宜的工作壓力應(yīng)該控制在0.15MPa~0.25MPa，根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019）中的相關(guān)規(guī)定，入戶(hù)管表前壓力不要超過(guò)0.2MPa，如果水壓較大，要注意采取一定的減壓措施，比如，設(shè)置減壓閥、減壓孔板、節(jié)流塞等，另外，使用節(jié)水龍頭也能夠有效減少出水流量，達(dá)到控制超壓出流、減少用水浪費(fèi)的效果[3]。

2.2 應(yīng)用中水利用系統(tǒng)

建筑中水主要指的是將生活優(yōu)質(zhì)雜排水經(jīng)收集、處理達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)后用于建筑工程的雜用水。水質(zhì)比不上飲用水，但是優(yōu)于城市污水，主要用于綠地灌溉、道路清洗、景觀用水、沖洗廁所、消防用水等，不與人體直接接觸。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，建筑中水的應(yīng)用已經(jīng)成為建筑節(jié)水的重要手段。中水水源不包括廁所排水和廚房排水。主要的處理方法有生物處理和膜分離工藝，生物處理工藝主要利用了生物的過(guò)濾、吸附、降解作用，能夠?qū)崿F(xiàn)自然凈化的效果，而膜分離工藝則充分利用了膜處理作用，可以有效降低懸浮顆粒固體含量。如果回用水的用途不同，那么對(duì)水質(zhì)的要求也不一樣，必須保證用水安全，滿(mǎn)足相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目在給排水設(shè)計(jì)中同樣采用了中水利用系統(tǒng)，中水水源為優(yōu)質(zhì)的生活廢水，其管道獨(dú)立設(shè)置，并采取了防止誤接、誤用、誤飲的措施。中水池內(nèi)的自來(lái)水補(bǔ)水管需要做好防污染措施，只能在系統(tǒng)缺水時(shí)補(bǔ)水，避免水位浮球閥式的補(bǔ)水，應(yīng)采用水位控制電動(dòng)閥補(bǔ)水。為了避免誤接、誤飲、誤用問(wèn)題的出現(xiàn)，中水管網(wǎng)所有組件和附屬設(shè)施都應(yīng)該在顯著位置設(shè)置中水標(biāo)識(shí)。將中水管道涂成淺綠色；對(duì)于暗敷、埋地中水管道，應(yīng)該設(shè)置連續(xù)耐久標(biāo)志帶；中水管道取水口處需要設(shè)置“中水禁止飲用”的耐久標(biāo)識(shí)；在公共場(chǎng)所及綠化、道路、噴灑等雜用中水用水口處，應(yīng)該設(shè)置帶鎖裝置。中水管道設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好檢查，防止出現(xiàn)錯(cuò)接問(wèn)題，將中水系統(tǒng)作為綠地灌溉水源時(shí)，不得采用噴灌，而應(yīng)該采用滴灌、微灌等方式，并且設(shè)置具有土壤濕度感應(yīng)器和氣象站的灌溉控制系統(tǒng)，室外道路沖洗應(yīng)該采用節(jié)水高壓水槍。

2.3 應(yīng)用雨水收集利用系統(tǒng)

雨水從天而降，水質(zhì)較好，不需要經(jīng)過(guò)太復(fù)雜的處理就可以使用。從節(jié)水的角度出發(fā)，高層建筑的給排水系統(tǒng)應(yīng)該充分做好雨水收集利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要從滲透系統(tǒng)和收集系統(tǒng)兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。在不同的雨水收集面，水質(zhì)也不同，如果對(duì)水質(zhì)要求比較高，如用于飲用水，那么對(duì)收集面的要求也比較高，不能含有黏土、混凝土、金屬等有害物質(zhì)，而且需要通過(guò)各種系統(tǒng)凈化處理后才能實(shí)現(xiàn)有效利用。本項(xiàng)目在雨水收集利用方面主要采用了儲(chǔ)存利用和就地入滲等因地制宜的處理措施。屋面雨水既可以通過(guò)收集系統(tǒng)收集起來(lái)，也可以從屋面排至散水，引入就近綠地或可下滲地面下滲利用。在人行道、停車(chē)場(chǎng)、庭院等地方，采用透水路面或透水磚鋪裝，采用下凹式綠地滯留利用雨水，并且采用節(jié)水灌溉方式。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，計(jì)算雨水調(diào)蓄設(shè)施需求量，本項(xiàng)目需設(shè)置的雨水調(diào)蓄容積應(yīng)該不小于775m3，通過(guò)下凹式綠地雨水調(diào)蓄和雨水調(diào)蓄池設(shè)計(jì)，雨水調(diào)蓄總?cè)莘e為1126.56m3，雨水收集利用系統(tǒng)與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、施工、投入使用[4]。

2.4 使用節(jié)水型用水器具

生活用水器具的節(jié)水性能直接影響著建筑整體的節(jié)水效果，在給排水設(shè)計(jì)中，節(jié)水型用水器具的應(yīng)用也是非常重要的內(nèi)容。本項(xiàng)目采用的用水器具和相關(guān)配件均滿(mǎn)足相關(guān)節(jié)水型產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用水效率等級(jí)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)。其中，作為數(shù)量最多、使用最頻繁的用水器具，水龍頭必須具備良好的節(jié)水性能，不管是手動(dòng)控制還是自動(dòng)控制，都要實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)水效果。節(jié)水型水龍頭主要是通過(guò)限制出水流量、縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間、減少滴漏問(wèn)題來(lái)滿(mǎn)足節(jié)水要求。常見(jiàn)的有陶瓷閥芯水龍頭、感應(yīng)式水龍頭、銅質(zhì)節(jié)水龍頭等，它們各自有不同的特點(diǎn)和適用環(huán)境，需要根據(jù)實(shí)際情況合理選用。相對(duì)而言，陶瓷閥芯水龍頭價(jià)格比較便宜，更適合大范圍推廣應(yīng)用；感應(yīng)式水龍頭環(huán)保衛(wèi)生，能夠滿(mǎn)足高品質(zhì)生活要求，在公共場(chǎng)所應(yīng)用較多；節(jié)水型便器主要有直沖式和虹吸式，本項(xiàng)目建筑采用了虹吸式便器，充分利用沖洗水頭和負(fù)壓作用，使用較少水量就可以將污物沖洗干凈。另外，節(jié)水型沐浴器、節(jié)水型洗衣機(jī)等設(shè)施的應(yīng)用也可以獲得良好的節(jié)水效果。本項(xiàng)目公用浴室采用帶恒溫控制和溫度顯示調(diào)節(jié)功能的淋浴器，洗衣機(jī)采用節(jié)水型專(zhuān)業(yè)洗衣機(jī)，集中空調(diào)加濕系統(tǒng)采用用水效率高的設(shè)備[5]。

3 節(jié)能技術(shù)在高層建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 積極引入新型清潔能源技術(shù)

在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求，積極采用清潔無(wú)污染的新能源技術(shù)，減少可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的施工方式，降低對(duì)自然環(huán)境的影響，維持生態(tài)平衡。在實(shí)踐中已得到相對(duì)成熟應(yīng)用的清潔能源主要有太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)以及污廢水凈化回收技術(shù)等，這些不僅可顯著提高水資源利用率，且有助于減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。此外，在建筑工程中，還可以引入風(fēng)能、水能以及空氣能等清潔能源技術(shù)用于發(fā)電或水加熱，也能達(dá)到不錯(cuò)的節(jié)能效果。

3.2 合理利用變頻技術(shù)

城市居民生活用水時(shí)段與用水量具有明顯的規(guī)律性，不同的季節(jié)與時(shí)間段，用水量與熱水需求量存在較大差異。夏季城市用水量相較于冬季明顯要高，熱水需求量則相對(duì)較少。同時(shí)，7：00—9：00 和18：00—20：00往往是用水高峰期，居民用水較為集中。因此，應(yīng)根據(jù)以上規(guī)律采用變頻技術(shù)靈活調(diào)節(jié)水壓與冷熱水供應(yīng)比例，既可避免泵類(lèi)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間無(wú)用高負(fù)載運(yùn)行，又能保證居民用水需求得到充分滿(mǎn)足。此外，靈活的供水方式還可以起到保護(hù)供水管網(wǎng)的作用[6]。

3.3 建設(shè)真空節(jié)水排水系統(tǒng)

真空排水技術(shù)是在重力排水技術(shù)的基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的一種排水方式，但是這種排水方式又有別于先前的重力排水技術(shù)，其是利用真空設(shè)備使給排水管道內(nèi)的壓力低于大氣壓，利用大氣的失衡以空氣為動(dòng)力實(shí)現(xiàn)水的輸運(yùn)。目前，真空排水技術(shù)在污水匯集方面已經(jīng)得到了一定應(yīng)用并取得了不錯(cuò)的成果。作為一類(lèi)新型的建筑工程排水技術(shù)，真空排水技術(shù)的應(yīng)用不僅能起到節(jié)能作用，還具有一定的清潔管理效果?，F(xiàn)階段，真空排水技術(shù)已應(yīng)用于城市寫(xiě)字樓、居民建筑以及商業(yè)中心等建筑工程中。

3.4 利用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是建筑給排水設(shè)計(jì)中清潔能源應(yīng)用的典型代表，能夠有效減少傳統(tǒng)常規(guī)能源的消耗，增加清潔能源的使用比重。本項(xiàng)目綜合樓及食堂生活熱水采用了太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，并且設(shè)置了燃?xì)獗趻鞝t作為熱水輔助熱源。太陽(yáng)能集熱器設(shè)置于綜合樓屋頂上，設(shè)有挑檐，入口處有雨棚，建筑周?chē)芯G化，防止集熱器損壞墜落傷人。熱水系統(tǒng)水箱及設(shè)備設(shè)置在熱水機(jī)房或水箱間內(nèi)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了儲(chǔ)熱水箱、即熱系統(tǒng)循環(huán)泵等設(shè)備設(shè)施，當(dāng)太陽(yáng)能熱水溫度不能達(dá)到要求時(shí)，可以采用電輔助加熱。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)該具備較高的安全系數(shù)，內(nèi)置加熱系統(tǒng)必須帶有保證使用安全的裝置，能夠獲得良好的防過(guò)熱、防凍、防電擊、抗風(fēng)、防雷等防護(hù)效果[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，節(jié)水節(jié)能技術(shù)在高層建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分重要，是環(huán)保節(jié)能理念的具體體現(xiàn)，能夠從源頭上緩解水資源浪費(fèi)的問(wèn)題。根據(jù)建筑特點(diǎn)和實(shí)際條件，采用先進(jìn)技術(shù)手段，引入成熟的節(jié)水節(jié)能系統(tǒng)，優(yōu)先選用節(jié)水型用水器具，在保證高層建筑用水需求的同時(shí)，提高水資源的綜合利用效率，減少傳統(tǒng)常規(guī)能源的消耗，增加清潔能源的使用比重，從而實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，推動(dòng)建筑工程行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。