節(jié)水理念下建筑給排水技術(shù)及應(yīng)用研究

【摘要】文章系統(tǒng)分析了節(jié)水理念下建筑給排水的主要技術(shù)及應(yīng)用，包括構(gòu)建合理的給水系統(tǒng)、安裝節(jié)水衛(wèi)生器具、采取減壓措施、應(yīng)用廢水處理與再利用技術(shù)、正確設(shè)置并使用水表等。通過案例分析，闡述了這些技術(shù)在實際工程中的具體應(yīng)用方法及效果。研究結(jié)果表明，基于節(jié)水理念的給排水設(shè)計能有效降低建筑對水資源的依賴，減少水資源浪費，同時為建筑使用者帶來經(jīng)濟(jì)效益。文章指出，未來節(jié)水理念將成為建筑發(fā)展的新方向，節(jié)水器具將向智能化方向發(fā)展并在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】節(jié)水理念；建筑給排水；環(huán)境保護(hù)

【中圖分類號】TU82 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）09-0055-03

0 引言

近年來，隨著城市化進(jìn)程的加速，建筑行業(yè)的快速發(fā)展引發(fā)了一系列嚴(yán)峻的水資源管理挑戰(zhàn)。建筑給排水系統(tǒng)不僅承擔(dān)著供水、排水的基本功能，還與能源消耗和資源利用密切相關(guān)。然而，住宅建筑和商業(yè)建筑的迅速增加導(dǎo)致建筑行業(yè)的能源消耗和水資源消耗持續(xù)攀升，引發(fā)了嚴(yán)重的水資源浪費問題。當(dāng)前，建筑給排水領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)包括：水資源過度開發(fā)、環(huán)境污染加劇、建筑用水效率低下、廢水回收利用率不足等。這些問題不僅威脅著水資源的可持續(xù)利用，還對城市生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。因此，節(jié)水、節(jié)能已成為建筑行業(yè)發(fā)展亟須解決的重要問題。在這一背景下，節(jié)水理念在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用顯得尤為重要。通過引入先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)和管理方法，可以有效提高水資源利用效率，減少浪費，降低建筑對市政供水系統(tǒng)的依賴，同時減輕環(huán)境壓力。節(jié)水理念的應(yīng)用不僅能夠解決當(dāng)前面臨的水資源管理挑戰(zhàn)，還能推動建筑行業(yè)向更加可持續(xù)、環(huán)境友好的方向發(fā)展。因此，深入研究和應(yīng)用節(jié)水理念下的建筑給排水技術(shù)，對于提升建筑建設(shè)水平、實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義和長遠(yuǎn)價值。

1 節(jié)水理念在建筑給排水中運用的意義

探究節(jié)水理念下的建筑給排水技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要，例如通過廢水回收再利用技術(shù)可有效降低建筑對地表水資源、地下水資源的依賴，進(jìn)而保護(hù)水資源，有效緩解生態(tài)系統(tǒng)壓力[1]。通過節(jié)水衛(wèi)生器具可有效控制水資源的浪費，有效推進(jìn)建筑工程與環(huán)境保護(hù)之間的協(xié)調(diào)、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。另外，基于節(jié)水理念下的建筑給排水設(shè)計還能夠有效避免水資源的浪費，降低建筑工程成本，為使用者帶來經(jīng)濟(jì)效益。

以某商場建筑工程為例，項目包含商業(yè)、汽車庫設(shè)備用房，面積為33萬 m2，一期建設(shè)商場、辦公樓27萬 m2，在辦公樓層設(shè)計集中空調(diào)和冷卻塔，在地下一層設(shè)計制冷機(jī)，冷卻水循環(huán)流量為4 200 m3/h，所需補(bǔ)水量為63 m3/h。商場建筑經(jīng)改造后安裝節(jié)水器具并設(shè)計給水系統(tǒng)，有效減少建筑對市政供水、地表水資源等的依賴性，降低水費支出。同時還采取了凝結(jié)水回收措施，回收中央空調(diào)凝結(jié)水集中排放到地下一層，再借助補(bǔ)水泵提升至屋頂冷卻塔的補(bǔ)水箱。這些改造方案可以有效減少建筑維護(hù)成本，提高建筑使用壽命，從而證明節(jié)水理念的重要意義。

2 節(jié)水理念下建筑給排水技術(shù)及應(yīng)用

2.1 構(gòu)建合理的給水系統(tǒng)

首先，建筑單位應(yīng)當(dāng)利用市政管網(wǎng)的壓力，基于市政管網(wǎng)的完善建設(shè)，準(zhǔn)確掌握相應(yīng)水壓、水量資料，充分運用其中，設(shè)計好建筑管道，判定最不利配水點，并分別計算各個管路的壓力，其最大壓力值即為給水系統(tǒng)所需要的壓力值。其次，以最不利配水點為基礎(chǔ)進(jìn)行編號，劃分管路，確定管徑、核定給水方式，劃分給水系統(tǒng)為上下兩個供水區(qū)域，并將大量的供水設(shè)備設(shè)置于下區(qū)由給水外網(wǎng)直接供水，以此實現(xiàn)水資源的節(jié)約。同時合理設(shè)計減壓措施避免超壓問題的出現(xiàn)，緩解水資源浪費問題，貫徹節(jié)水理念到建筑設(shè)計中去。

具體而言，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)圍繞具體區(qū)域作出明確的劃分，比如給水壓力范圍為0.2～0.4 MPa時，壓力應(yīng)當(dāng)與建筑的距離、高度等保持正比例關(guān)系。工作人員在確定水壓之前，需要系統(tǒng)分析水量并進(jìn)行相應(yīng)的計算，以計算結(jié)果為依據(jù)實施加壓或者選擇常規(guī)供水模式。常規(guī)供水則無需二次加壓處理，反之則需要二次加壓處理[2]。

2.2 安裝節(jié)水衛(wèi)生器具

首先，在水龍頭方面，建筑單位可以選擇市面上的新型水龍頭還可以選擇智能化水龍頭、延時自閉式水龍頭等。新型水龍頭、智能化水龍頭等可以有效踐行節(jié)水理念發(fā)揮出節(jié)水作用。比如采用新型水龍頭可以在靜壓不斷變化的過程中節(jié)省大量的水資源；智能水龍頭即商場中常使用的感應(yīng)式水龍頭，產(chǎn)生感應(yīng)后自動出水，離開后則會停水，無需人力接觸水龍頭，有效節(jié)約了水資源。延時自閉式水龍頭，即地鐵站內(nèi)以及部分商場內(nèi)使用的水龍頭類型，即出水量達(dá)到相應(yīng)范圍后即自動關(guān)閉，不再出水，該水龍頭通過控制時間的方式避免了水資源的消耗，但是該水龍頭由于受到時間的局限，因此某種程度上無法滿足用戶的需求。

其次，在坐便器方面，建筑單位可以選擇儲水容量較小的坐便器。如現(xiàn)有市場通常運用6 L的坐便器，而基于節(jié)水理念，為了保障排水系統(tǒng)的正常運行，則可以采用容量較小的坐便器設(shè)備，或者是引進(jìn)國外較為流行的兩檔沖洗方式，通過該方式有效踐行節(jié)水理念，提高建筑給排水設(shè)計質(zhì)量進(jìn)而提高建筑質(zhì)量[3]。

2.3 采取合理的減壓措施

首先，運用減壓閥如圖1所示，即比例式減壓閥、動作型減壓閥。其中比例式即以面積為比值，按照參數(shù)比例設(shè)計的減壓閥；動作型即直接動作類型的減壓閥。用戶使用水資源后，水管內(nèi)的水壓將被直接控制，即通過預(yù)設(shè)壓力實施水壓的降低，以此實現(xiàn)動態(tài)、靜態(tài)減壓操作。

其次，運用減壓孔板（圖2）、節(jié)流塞。該裝置相比于減壓閥，體系較為簡便，在實際使用中管理方式較為簡便，且安裝成本較低，節(jié)水效果相對較為理想。但是該裝置也存在問題，即其并不具備靜態(tài)減壓能力，主要通過動態(tài)減壓方式操作，因此在使用中，穩(wěn)定性能并不理想。此外，在實際運用減壓措施時，減壓孔板還會出現(xiàn)堵塞問題，如水中出現(xiàn)大量雜質(zhì)，會對減壓孔板性能造成影響，因此該裝置通常被運用于供水壓力穩(wěn)定、波動較小的情況下。節(jié)流塞裝置與減壓孔板裝置性能相似，通常被運用于小管徑的給排水體系中。

2.4 廢水處理與再利用技術(shù)的應(yīng)用

建筑施工產(chǎn)生的污水主要包含基坑廢水、懸浮物沖洗廢水、車輛沖洗廢水、混凝土養(yǎng)護(hù)攪拌堿性廢水、生活污水等。主要涵蓋污染物質(zhì)有：磷、氨氮、懸浮物等。如建筑生活污水未經(jīng)處理時主要含有物質(zhì)，如表1所示。

因此為踐行節(jié)水理念，工作人員則需要控制水資源的濁度、化學(xué)物質(zhì)濃度、氨氮濃度等多種標(biāo)準(zhǔn)，以保障水質(zhì)，避免二次使用的水資源污染環(huán)境[4]。建筑施工中主要采取如下廢水處理技術(shù)。

首先，可以采取自然沉淀法處理，該方式主要適用于懸浮物質(zhì)含量較高的污染水資源，通過在沉淀池中自然沉淀的方式，排出清液。其次，可以采取絮凝沉淀法，該方式旨在處理砂石料產(chǎn)生的施工廢水，去除廢水中的沉沙之后，放入沉淀池，添加絮凝劑有效去除污染物質(zhì)。再次，靜置沉淀法。該方式主要處理基坑廢水，通過該方法處理可以有效降低廢水堿性濃度，通過加酸的方式促使廢水呈現(xiàn)出中性狀態(tài)。最后，對于混凝土用水、生活污水，主要采取間歇式自然沉淀法以及相應(yīng)技術(shù)處理法。如混凝土水主要采取歇式自然沉淀法，去除其中的砂粒，添加適度酸調(diào)節(jié)水質(zhì)酸堿度。而生活污水則將其于化糞池實施處理，再經(jīng)過管道流至生活污水處理中心，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后再投入使用。

經(jīng)由上述方式處理后的建筑廢水，水質(zhì)處于中性、懸浮物質(zhì)以及其余影響水質(zhì)質(zhì)量的物質(zhì)均大幅度減少，可以適用于水資源二次使用。通常處理后的水資源將投入到花園灌溉、廁所沖洗，減少建筑工程對外界水資源的依賴性。

2.5 正確設(shè)置并使用水表

水表作為建筑給排水系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，在實現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)中扮演著重要角色。通過正確設(shè)置和使用水表，可以有效結(jié)合給排水技術(shù)與節(jié)水理念，提高水資源管理效率。智能水表的應(yīng)用為用水管理帶來革新，實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析有助于及時發(fā)現(xiàn)問題并增強(qiáng)用水意識。大型建筑中，分區(qū)計量水表的設(shè)置可為針對性節(jié)水措施提供依據(jù)。水表的安裝位置和讀取方式也應(yīng)加以精心設(shè)計，以便管理和用戶查看。遠(yuǎn)程讀表技術(shù)可提高數(shù)據(jù)收集的效率和準(zhǔn)確性。將水表數(shù)據(jù)與階梯水價等收費制度結(jié)合，可有效激勵節(jié)水行為。

以光電直讀表為例，該水表主要綜合了光、機(jī)、電，以絕對式光電編碼器為使用原理，將其內(nèi)部的字輪作為獨立的碼盤對其所處的角度展開測量，最終給出數(shù)據(jù)。該水表的優(yōu)勢主要如下：可以識別數(shù)組且無需數(shù)據(jù)傳輸無需以外界電源作為支撐；觀測水表數(shù)據(jù)時工作人員只需要通過掌上機(jī)則可以完成數(shù)據(jù)的采集；該設(shè)備在抄錄表內(nèi)數(shù)據(jù)時需要通電，此外無需電源。

另外，還可利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，根據(jù)水表數(shù)據(jù)預(yù)測用水趨勢，制定科學(xué)節(jié)水策略，如調(diào)整供水壓力和實施需求側(cè)管理。通過技術(shù)創(chuàng)新和管理優(yōu)化，可以提高水資源利用效率，培養(yǎng)節(jié)水意識，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5]。

3 案例分析

案例以杭州市某大型商業(yè)綜合體為研究對象。項目總建筑面積約30萬 m2，包含商場、辦公樓、酒店和地下停車場。項目位于城市核心區(qū)，日均用水量大，對水資源的需求較高。為響應(yīng)城市節(jié)水政策，項目在設(shè)計和建設(shè)階段全面采用節(jié)水理念，實施了一系列節(jié)水措施。

項目采用分區(qū)供水方式，將建筑分為高、中、低三個供水區(qū)域。低區(qū)（1—8層）由市政管網(wǎng)直接供水，中區(qū)（9—20層）和高區(qū)（21—35層）采用變頻調(diào)速加壓供水。通過精確計算，確定最不利配水點，合理設(shè)置減壓閥，有效避免超壓導(dǎo)致的水資源浪費。項目全面采用節(jié)水型衛(wèi)生器具，在公共衛(wèi)生間安裝感應(yīng)式水龍頭和延時自閉式水龍頭，有效控制出水量和使用時間。所有坐便器采用6 L/3 L雙檔節(jié)水型沖水裝置，比傳統(tǒng)9 L坐便器節(jié)水50%以上。通過上述節(jié)水措施的綜合應(yīng)用，項目在投入使用一年后取得顯著的節(jié)水效果：總用水量比同類型建筑降低約30%；中水回用系統(tǒng)和雨水利用系統(tǒng)年均節(jié)水量達(dá)到7.3萬 m3；項目獲得綠色建筑三星認(rèn)證，其中水資源利用指標(biāo)獲得滿分評價。節(jié)水措施的實施雖然增加初期投資約200萬元，但年均節(jié)省水費約146萬元?？紤]到設(shè)備維護(hù)成本，項目的靜態(tài)投資回收期約為1.8年，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié)語

研究深入探討節(jié)水理念在建筑給排水技術(shù)中的應(yīng)用及其重要性。然而，研究在技術(shù)層面仍存在局限性，比如對于節(jié)水政策、管理措施等方面的探討相對不足。案例分析僅限于單一類型的建筑，對于不同類型、規(guī)模建筑的適用性有待進(jìn)一步驗證，對節(jié)水技術(shù)的長期效果和維護(hù)成本缺乏深入分析等?；谘芯康慕Y(jié)果和局限性，未來研究可從以下幾個方向展開：深入研究智能化節(jié)水技術(shù)在建筑給排水系統(tǒng)中的應(yīng)用，如基于物聯(lián)網(wǎng)的實時監(jiān)測和控制系統(tǒng)；探討節(jié)水技術(shù)與其他綠色建筑技術(shù)的集成應(yīng)用，以實現(xiàn)建筑整體性能的提升；開展不同類型建筑的節(jié)水技術(shù)適用性研究，為不同建筑提供更有針對性的節(jié)水解決方案；研究節(jié)水技術(shù)的長期效果和全生命周期成本，為建筑節(jié)水決策提供更全面的依據(jù)。

總之，隨著當(dāng)前水資源壓力的不斷增加，節(jié)水理念將成為建筑行業(yè)發(fā)展的重要方向。通過不斷創(chuàng)新和完善節(jié)水技術(shù)，建筑給排水系統(tǒng)將朝著更加智能、高效、環(huán)保的方向發(fā)展，為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會作出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 范莉莉.綠色建筑給排水設(shè)計中的節(jié)水節(jié)能技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用[J].佛山陶瓷，2023，33（11）：93-95.

[2] 胡海燕.建筑給排水施工中節(jié)水節(jié)能技術(shù)應(yīng)用探究[J].水上安全，2023（13）：95-97.

[3] 田夢迪.某民用建筑給排水設(shè)計中節(jié)水節(jié)能設(shè)計要點[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2023（21）：65-67.

[4] 顏仁驍.綠色建筑給排水設(shè)計中的節(jié)水措施應(yīng)用：以永川職業(yè)教育中心的遷建工程為例[J].智能建筑與智慧城市，2023（4）：114-116.

[5] 鄒飛.裝配式綠色建筑給排水設(shè)計管窺：以上海浦東新區(qū)某地塊住房項目為例[J].建筑節(jié)能，2019（11）：123-126.

[作者簡介]左鵬（1993—），男，安徽六安人，碩士研究生，工程師，研究方向：給排水工程。