建筑給排水專業節能措施及再生水資源的利用

張玉平

國家發展和改革委員會相關領導 2010年 11月 24日表示,發改委正在研究制定“十二五”節能減排的專項規劃。“十二五”期間,將把大幅度地降低能源消耗強度、二氧化碳排放強度和主要污染物的排放總量作為重要的約束性指標。

在“十五”期間,我國年均能源消費增長約 10%,支撐了年均9.8%的經濟增長,而在“十一五”期間,國家實行了節能減排的重大措施,在“十一五”前四年,年均能源消費的增長在 6.8%左右,支撐了 10%的經濟增長,節能效果非常明顯,但也有一些地方在最后階段為了實現節能減排的目標,采取了拉閘限電的節能手段,給人們的生活帶來了不便。正確的節能減排方式應從源頭抓起。

1 從給排水專業角度簡述節能減排的措施

1)充分利用市政給水管網的壓力,采用管網疊壓供水設備,節能減漏。

建筑物的給水系統應綜合考慮采用分區給水的方式,低區完全利用市政管網壓力直接供水,高區采用管網疊壓的供水設備,在市政管網壓力的基礎上差多少,補多少。給水泵的能耗在給排水系統的能耗中占有很大的比重,因此給水泵的選擇應在管網水力計算的基礎上進行,從而保證水泵選型正確,工作在高效區;降低供水能耗智能型無負壓供水設備在節能及節約資源方面有明顯的優點:a.初期投資低,無需水箱;b.運行成本低,由于利用了市政管網壓力,壓力在其基礎上,差多少,補多少;c.安裝簡便,節省占地面積;d.避免水的二次污染;e.功能全、智能化程度高,管理方便。無負壓供水設備的使用應根據當地的市政水管網壓力及自來水公司的要求來選擇。

避免管道滲漏的措施:管道應采取管道涂襯、管內襯軟管、管內套管道等以及選用性能高的閥門、零泄漏閥門等措施。

2)熱水熱源選擇太陽能,減少電能及其他能源的損耗。在能源危機和環境污染的雙重壓力下,為適應人居環境的可持續發展,順應世界低碳經濟發展趨勢,發展太陽能建筑一體化無疑是將建筑業與科技的有機結合,實現節能降耗的解決方案和發展方向。根據有關專家對 2001年按終端用途分的建筑能耗資料,其中城鎮采暖占37.4%,農村采暖占6.44%,空調制冷占 11.5%,照明、家電占7.0%,炊事、熱水占37.7%。其中:熱水和采暖空調占到建筑能耗的大部分。太陽能作為一種干凈的可再生的清潔能源,已受到世界各國的重視;我國在太陽能熱水器的利用上,已有很成功的經驗,據預測我國太陽能熱水器到 2015年保有量將達到3.1億m2(相當于217 000MW th),2020年保有量將達到6億m2(相當于420 000MW th)。山西省晉北地區的太陽能資源較豐富,年日照時數在 3 000 h～3 200 h,水平面上年太陽輻照量在5 400MJ/(m2?年)～6 700 MJ/(m2?年),太陽能保證率為50%～60%,利用太陽能熱水器提供生活熱水,按每平方米太陽能熱水器年替代標煤150 kg計,其節能效果非常顯著。

3)熱水設備及管道應做好保溫。設有集中熱水供應的系統,應采取有效的保溫措施減少熱水輸送和循環過程中的熱量損失,要求水加熱站供水溫度與最不利用水點處出水溫度差小于10℃,并應設完善的熱水循環系統,使得用水點開啟后 10 s內出熱水。同時水加熱器、貯水罐等均應有良好的保溫措施;公共場所的熱開水器應采用保溫型。

4)衛生器具選用節水型。公用洗手間應選用延時自動關閉、停水自動關閉水龍頭;住戶水龍頭應選用加氣節水龍頭、陶瓷閥芯水龍頭、停水自動關閉水龍頭;坐便器采用 3L/6L兩擋節水型虹吸式排水坐便器及6 L以下直排式節水型坐便器或感應式節水型坐便器,極度缺水地區用無水真空抽吸坐便器,感應式或腳踏式高效節水型小便器和蹲便器。

5)利用安裝水表及刷卡用水方式減少資源的浪費。水表的設置對水量的控制起著至關重要的作用。通過總水表與各分水表,進行水量平衡分析,有利于查出漏水隱患。因此計量水表安裝率應達到 100%。在公共浴室應推廣采用刷卡用水方式,從而避免長流水現狀。

6)景觀用水應采用非飲用水,綠化灌溉采用噴灌、微灌的方式。景觀用水應優先考慮采用雨水、再生水,還應設置循環水處理設備,循環利用景觀用水。微灌比地面漫灌省水 50%～70%,比噴灌省水15%～20%。

2 再生水資源的利用

水資源利用現狀:我國是一個干旱缺水嚴重的國家,淡水資源總量為 28 000億m3,占全球水資源的 6%,僅次于巴西、俄羅斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有 2 300m3,僅為世界平均水平的 1/4,在世界上名列 121位,是全球 13個人均水資源最貧乏的國家之一。在我國北方 13個省(區、市)有 318個縣級以上的城市缺水,許多城市被迫限時限量供水。隨著城市建設和社會經濟的發展,城市用水量和排水量在不斷增長,造成水資源日益不足,水質日趨污染,環境不斷惡化,水的供需矛盾也愈發尖銳。

1)污廢水的再利用。再生水在國外早已利用。美國、日本等國廁所沖洗、園林和農田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充用水等都大量地使用中水,在利用中水方面積累了不少成功的經驗。日本從 20世紀 80年代起大力提倡使用中水,日本政府制定了獎勵政策,通過減免稅金、提供融資和補助金等手段大力加以推廣。我國在 20世紀 90年代末開始使用中水,目前已經形成一定的規模,但與發達國家還有不小的差距,主要還是用于居民沖廁、灌溉、景觀用水、洗車,正在開發在工業和農業中的使用。北京、天津等缺水嚴重地區走在中水市場的最前面,都把中水回用列入城市大的總體規劃之中。在北京如新建建筑物已按照GB 50336-2002建筑中水設計規范的要求,在市政中水還沒有輻射到的區域且規模超過要求情況下均自建了配套中水處理設施,節約用水在 30%～40%,并緩解了城市下水道的超負荷運行。

2)雨水的利用。在發達國家,已不再將雨水僅僅作為城市排水,而是把雨水作為有用和可持續的自然資源加以保護和利用,雨水資源化成為城市生態系統的一部分,并通過制定一系列有關雨水資源的法律、法規,建立了雨水資源化的運作機制。如美國既利用了雨水的生態環境功能,同時也減輕了其他重要地區的防洪壓力;制定了相應的法律法規對雨水利用給予支持,規定所有新開發區必須實行強制的“就地滯洪蓄水”;在德國新建小區之前,無論是工業、商業還是居民小區,均要設計雨水利用設施,若無雨水利用設施,政府將征收雨水排放設施費和雨水排放費;在日本,集蓄的雨水主要用于沖洗廁所、澆灌草坪、消防和應急用水,并將雨水滲溝、滲塘及透水地面作為城市總體規劃的組成部分。

我國的農民在長期的抗旱實踐中,積累了豐富的利用雨水的經驗,創造了水窖、水窯、水池等小型和微型蓄水工程形式,用于解決生活飲水問題。從 20世紀末開始,國內一些城市也相繼開展有關雨水資源化的研究和應用。北京雨水利用的步伐較快,目前北京市共建成雨洪利用工程 1 200余處,年綜合利用雨洪水4 500萬m3。

以上是從給排水專業的角度簡要闡述了節能減排的措施及水資源的再利用,其節能節資效果是非常顯著的,希望各行各業均能從源頭出發,采取適當的節能減排措施,發展低碳能源技術,真正實現綠色生活。

[1] 全國民用建筑工程設計技術措施給水排水[Z].2009.

[2] 中華人民共和國節約能源法[Z].2009.

[3] 中華人民共和國節約資源法[Z].2009.