建筑給排水設計中節能減排設計分析

孫敏華

(揚州市城市規劃設計研究院有限責任公司，江蘇省 揚州 225002)

0 引 言

隨著我國經濟的發展和人民對生活質量的要求越來越高，建筑的用水需求也在不斷增加。因此，在建筑設計中，引進綠色節能概念可以減少建筑設計中對資源的浪費和水源的損失[1]。隨著環境保護意識的增強和節能減排戰略性工作的不斷深入，建筑給排水系統的節能減排設計已經初見成效，因此，有必要加強對建筑給排水節能減排的設計，以進一步提高建筑對水源利用效率，通過此種方式提高建筑在投入使用后的經濟效益[2]。

1 建筑實例

所選的建筑實例為多層辦公樓建筑，建筑概況與建筑項目水文地質條件見表1、表2：

表1 綠色建筑實例概況

表2 建筑項目所在地的水文地質條件

該建筑預期在建成后以辦公為主，同時兼具住宿、餐飲等功能。

2 建筑給排水設計中節能減排設計

2.1 雨水資源收集與回收利用

針對上述建筑項目，對其進行給排水節能設計。針對市政用水，采用0.15 MPa。在供水的地方，必須有“非飲用水”字樣的標識。利用雨水進行沖洗、綠化和道路沖洗，能有效地節約傳統的用水。在確定對建筑的供水模式后，對雨水資源的收集和回收利用進行設計[3]。通過對上述建筑學項目所在地區的降水情況統計，該地區日降水量約為52.3 mm，棄流量約為2 mm，一次降水可以采集到的雨水資源量為126 m3。根據該地區降水特點，設計如圖1所示的雨水資源回收利用系統圖。

該工程采用了流量式棄水設備，以達到初期棄水的目的，在此基礎上，根據實際測量得到的雨水COD數值、SS數值和色度數值，確定雨水當中污染物的具體濃度。針對建筑屋頂棄流應當采用徑流為2 mm，收集面積超過300平方米的集雨裝置。除此之外，對于雨水資源存儲應當按照下述內容進行設置：根據《建筑與小區利用工程措施》的規定，雨水貯存設施的有效蓄水能力不能低于集水再生期1～2年的設計日雨量，并根據《建筑與小區利用工程措施》的規定，采用51.8 mm；雨水和雨水的日流量合計為134 m3。綠化澆灌水年使用天數應當按照125天計算，年用水量應當控制在1 200 m3以下。雨水庫的有效容量必須不低于24小時的下墊面降雨，而配套的供水網絡必須滿足一定的用水量。經過棄流的雨水水質雖好，但由于水量變化大，污水處理設施經常閑置，因此雨水的處置要以“簡單化”為原則。回收的雨水的污染物以化學污染物、 水質中的懸浮物為主，通過雨水蓄水池進行沉淀，經簡單過濾消毒后，不需要進行深層處理[4]。針對上述建筑給排水設計，采用聚合氯化鋁作為混凝劑，有助于提升過濾的整體效果。在過濾環節采用全自動濾網過濾器以及石英砂過濾器，實現對雨水的兩道過濾。

圖1 雨水資源回收利用系統圖

2.2 透水地面設計

為了減少地面徑流，在部分行人路面、地上停車場等區域采取透水路面，其主要表現為：透水混凝土路面、透水植草磚、透水磚鋪地，而透水混凝土路面則是利用集料碎石、膠結料、外加劑、水泥、水等進行均勻攪拌后，鋪砌而成的路面[5]。其強度高于普通水泥路面，具有較好的耐用性和較長的使用壽命；防水效果好，與周邊環境和諧，可美化環境。透水地面整體結構示意圖如圖2所示。

圖2 透水地面整體結構示意圖

透水地面對建筑節能減排有著極大影響，在下雨的時候，雨水會快速滲入土壤，降低地表徑流量，降低雨水管道的壓力，并能有效地補充地下水，快速地滲入會帶走大量的熱量，在夏天可以有效緩解建筑整體溫度升高的問題[6]。采用透水地面不僅能有效地解決道路積水所帶來的衛生和安全問題，而且還能有效地改善居民居住的環境。通過上述論述，可以實現建筑室外透水地面面積在50%以上。

2.3 選用節水器具

針對上述建筑工程項目，為進一步體現節能減排優勢，對節水器具進行合理選用。圖3為一次加壓減壓給水裝置結構圖。

圖3 一次加壓減壓給水裝置結構圖

利用上圖中給水裝置可進一步提高雨水資源收集與回收利用效果，除此之外，針對建筑公共部分采用自動感應沖洗控制閥和3 L/6 L兩檔節水型虹吸式排水裝置，以此能夠進一步節約水資源。

在對建筑內的節水龍頭進行選擇時，首先，應當選用具有抗腐阻垢性能的材料，以此能夠大幅度降低水龍頭的漏水率以及結垢速度。其次，將氣加壓技術應用到水龍頭使用當中，通過在水龍頭的出水口位置上增加一個充氣穩流器裝置，能夠使其水束更大，并且水壓越大時節水效果越理想[7]。最后，根據實際條件，可選用感應龍頭、延時龍頭或定時關閉龍頭，并增加吸氧艙和增壓器的使用，以此不僅可以減少過流量，同時還能夠使水流當中富含氧氣。針對建筑內給排水系統中的普通噴頭而言，在停止使用噴頭時一般噴頭都會存在水滯留的現象。在長時間作用下會積攢大量水垢，而將傳統噴頭替換為多功能噴頭后，由于這一噴頭機構特殊，不存在容水腔，因此水流可以直接噴射出來，以此能夠有效減少水垢產生，在一定程度上提升節能減排效果[8]。在完成對各類節水裝置的選擇后，還需在建筑內部設置中水回用系統，該系統應用可以進一步降低水資源的浪費。對于雨水的收集與回用，需要特殊標注回用管道的顏色和標注，并在雨水取水口加鎖，確保供水水質的衛生安全。

3 實證分析

給水排水系統是城市建筑設計中不可或缺的、獨特的組成部分，其與城市給水排水、工業給水排水系統共同構成了一個完整的給水排水系統。建筑給水與排水工程是建筑的一個有機部分，可以認為優化此方面設計，對于保證建筑正常運轉、降低建筑供水能耗、節約水資源等方面發揮著舉足輕重的作用。

從發展至今，建筑給排水系統在建筑中的覆蓋范圍越來越廣，涉及的設計內容也越來越多。可在設計中，將建筑給排水工程可以看作是一個整體系統，整體系統是由多個子系統通過高效的連接設備相互聯系而形成的。各個子系統之間相互配合，并與外部系統進行合理的對接。技術特征包括：各子系統之間是相對封閉的，由連接設備或與外部環境相連。

由于建筑物的給排水管網連通范圍較大，在輸水管線中流動的水量較大，水質也比較復雜。假如給排水管道的質量達不到要求，抗氧化、耐腐蝕、耐高溫等方面存在缺陷，那么在工程建設中很可能會出現管道被水沖刷，從而造成給排水管道出現裂縫或缺陷的問題，此種問題極易造成水源的損失。所以，必須加強對建筑給排水設計中材料的選擇，增強設計方對建筑節能環保的認識，選擇輕質、高強的材料作為給排水管道設計材料，并在必要的時候，請專家對給排水設計的節能減排進行評價，對不完善之處進行修正，以實現對給排水節能減排設計的深化。

當前我國的能源形勢不容樂觀，能源緊缺是當前我國能源發展狀況的一個重要問題。為了合理利用新能源，實現建筑設計中的節能減排，必須結合不同項目的區域特征，開展新能源的開發工作。在發展新能源方面，我國已在發展和利用太陽能方面取得了一些成績，但是由于某些地區的發展和使用條件有限，不能完全滿足整個建筑物的供熱需求，所以必須采取多種形式的綜合能源發展，比如利用太陽能和電力來保證建筑的供熱能力等，以此為參照，優化建筑給排水的節能設計工作。對比節能減排設計前后此建筑的給排水電氣運行能耗，見表3。

表3 節能減排設計前后建筑的給排水電氣運行能耗

4 結 論

通過上述研究，得到如下幾個方面的結論：

(1) 節能減排設計后，此建筑的節水量增加且顯著高于節能減排設計前的節水量，說明該方法可以提高建筑節水量。

(2) 節能減排設計后建筑的給排水電氣運行能耗顯著下降，證明該方法可以起到控制建筑給排水電氣運行能耗的作用。

綜上所述，本文提出的設計方法可以在建筑中起到節能減排的良好效果。