建筑給排水工程中的節水節能技術探討

張 明，肖光輝，李春寶

（中國石油大學儲運與建筑工程學院土木工程系，山東青島 266580）

1 建筑給排水工程中的節水節能概念

建筑節水節能作為促進國內經濟蓬勃發展的重要國策之一，指在項目建設設計、規劃、新建和改造甚至在項目竣工之后使用過程中，通過對節能型建筑材料、建筑工藝和建筑設備的采用，將建筑節水節能落實好，使保溫隔熱性能以及給排水系統效率得到有效提高，并充分利用二次能源，替代不可再生能源，在環境質量以及建筑物給排水功能不受影響的前提下，降低建筑物給排水系統所消耗能量。

現階段，伴隨我國社會經濟發展，我國對水資源需求亦在不斷增大，同時我國又面臨人均水資源嚴重短缺這一嚴峻形勢，因此，保護利用好水資源，努力實現可持續化發展道路。因此，在建筑給排水中的節水節能技術應用有著至關重要作用。

2 建筑給排水節水節能的重要性

2.1 在國家宏觀調控上

近三十年，我國經濟發展迅猛，經濟結構產業鏈變動過快，能源消耗量過大，走“先污染后治理”道路，形成經濟發展與生態環境的不協調，導致水資源在空間分布上的不均等，嚴重制約給我過國內經濟發展。目前我國國內發展達到瓶頸期，環境污染，社會問題日益暴露，不利于生態可持續發展。因此，為了樹立科學發展觀，形成可持續化發展，我國近幾年提出“低碳建筑”，這是國家在宏觀調控建筑業與生態，經濟方面的有力措施，低碳建筑指在不影響正常建筑結構使用，建筑建造，建筑設備制造的生命周期內，減少水源，能源消耗量，在根本上降低CO2排放，為全面建設可持續化經濟提供有力保證。國家調控重點在于經濟的可持續化和國家綜合實力的提升，房地產行業在給排水上的節水節能措施能有效降低各能源消耗量，實現低碳建筑，發展我國城鎮建設和營造綠色生態環境。

2.2 在人類生活發展上

建筑給排水的節水節能設計是建筑可持續化發展戰略的重要實現，是社會經濟發展的長遠戰略目標。深刻認知國內水資源現狀，優化給排水功能設計及完善是快速發展經濟，節約國家資源的重要任務，關系到人類發展與生存。人類生存與發展離不開水資源和相應能源支持，前期過度開采和過度使用導致的生態失衡帶來的影響日益體現在水資源匱乏上，引用淡水比例的下降更充分體現出人類生存的困境，建筑生活給排水技術深入落實建筑施工中，從長遠利益角度考慮給排水設計無疑成為人類生存之重點。建筑給排水節水節能設計在影響人類生活發展的同時，對生態環境的營造起到保護作用。

3 建筑給排水存在的問題探析

3.1 由于建筑生活用水存在分布范圍大，管理難度大等特點，對城市生活用水廣大用戶來說，大部分人認為水是取之不盡、用之不竭的自然資源，沒必要節約珍惜，因此節約用水意識較為淡薄；對政府部門和節水部門也僅僅停留在口頭號召上，具體實施方法少，缺少明顯實效。

3.2 水價不合理；水價低廉亦是造成水量浪費重要原因之一。由于我國現階段民眾經濟水平大幅度提升，但水價上升并未與之匹配，導致民眾不注重節約節水；目前，許多城市自來水售價和制水成本形成嚴重逆差，低水價政策繼續實行，不僅有礙社會經濟效益提升，同時也助長用水資源的浪費；在確保民眾能用水基礎上更應制定合理水源價位，或合理制定居民用水定額制度措施，增收“超量水費”，超量水費單價隨用水量增加而相應提升，充分利用價格杠桿作用，減少水資源浪費。

4 強化建筑給排水節水節能系統方案探析

4.1 建筑給排水施工技術上

施工技術的改革對給排水應用提供結構空間，在實際中共過程中應做好如下幾點：

4.1.1 分區減壓

現代化建筑向高層化，節能化，效率化方向發展，因此在施工技術上各個供水系統對水壓要求不同，例如：高層建筑與多層建筑在供水系統上有二次供水，生活供水，消防供水系統區別，針對多層建筑和高層建筑，分區進行供水設計。對于生活供水和消防供水，由于兩者適應供水壓強不同，消防用水在700～800kpa左右，而生活供水一般為300～400kpa區間，由于消防供水的高壓性，如果不進行分區減壓，在很大程度上造成水源流向，流量失控，給排水系統出現浪費現象。

4.1.2 分區變頻

現階段市政部門給排水只能滿足六層以下建筑需求，針對高層建筑采取二次增壓即二次供水方式，但傳統增壓技術采用水泵水箱聯合增壓供水方式，即通過水泵把水提致高位水箱，再由此向下供水，必須保證電動機頻繁啟動和工作，對電能過于浪費。

隨著技術改革和設備日益先進，眾多施工單位采取變頻供水設備，變頻調速水泵通過控制速度達到流量控制的功能，由供水量的多少對水泵自行提速或降速，變頻器通過控制器傳送的信號調節水流速度，避免傳統供水系統中電動機頻繁運作造成的電能損耗，合理匹配樓層區域官網壓力，在不影響生活功能下有效實現節水節能，達到節水節能效果。

4.2 運用中水系統進行節水

中水，即是對各生活污水進行收集、處理，并讓其達到標準水質標準，能在一定范圍內循環使用的非飲用水，稱之為中水；中水多運用于園林灌溉，汽車清洗等。現階段，可通過對中水系統采用，使污、廢水實現水質資源化，達到節約用水以及環境保護目的。

當前，國內一些缺水城市已將中水設施建設納入城市總體規劃之中，要求在新建項目時，盡可能配套中水設施系統；同時，為提升總體經濟效益，在進行中水設施建設過程中，應考慮水量集中這一現實問題。據有關部門調查，在采用中水系統后，各單位用水量均有明顯下降。通過對表1 的分析，可見，中水系統的運用對整體環境效益以及社會效益均有著不可估量影響。

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公共建筑以及居住小區通常采用的中水水源均為優質雜排水，在實際建筑中使用的中水處理工藝一般指生化處理方式和物化處理方式，即通過生化凈化和通過武力凈化方式。具體選型應結合綜合技術管理、成本和所占面積等多方面考慮，以選擇最佳中水處理工藝。

自1985年以來，西歐各國和日本等地區和國家相繼展開雨水收集和提取的研究。多年研究看來，將雨水集中收集并加以利用，采用就近收集、就近處理、就近循環等方式將中水廣泛運用于清洗車輛、綠化和噴淋街道等方面。另外雨水收集也會碰到成本回收較慢情況，例如：在降雨量不高或用水量不大區域，雨水集蓄成本回收就會比較慢。

4.3 進行系統節能

建筑給排水系統除去建筑節水外，還包括：給水系統和污水處理系統節能方面。主要體現于水泵和其余用電設備節能上；生活熱水節能則主要體現于水加熱器節能方式上；對于空調冷卻循環水系統節能則應選擇高效水泵以及給排水協調優化設計；為防止建筑水質污染，建筑給水系統入口處應設計倒流防止器，防止建筑水質受到污染。

熱水系統節水節能主要包括于以下兩方面：

4.3.1 在熱水供應循環方式方面：

在建筑設計初期，熱水循環包含：立管+干管循環，支管+立管+干管循環以及干管循環這三種循環方式。而根據大量社會實踐顯示，干管循環浪費水量為三種最多，支管+立管+干管循環方式最少，立管+干管循環則居于兩者中間，但出于建筑施工過程中的支管+立管+干管循環模式工程造價較高，出于建筑整體經濟效益考慮，建議在項目設計中，熱水供應系統應設為干管+立管熱水循環。

為達到節水節能目的，在進行熱水供應系統設計時，應保證各配水點處冷熱水壓力平衡。為使水壓一致，在建筑項目設計階段，熱水分區供應中的冷、熱水系統應盡量保持統一一致，各分區加熱器以及貯水罐均應由同區專用給水系統專管供于；兒子啊實際供水過程中，當供水量無法滿足需求時，盡量采取合理設置減壓閥等相關措施，以確保熱水壓力均衡；

大量實踐證明表示，熱水供應循環體系在高層，多層建筑中廣泛使用，對建筑設施及其相關設備的節水節能有良好市場表現，是現階段較為先進的節能技術。

4.3.2 加強太陽能熱水器節能技術的研制與推廣

現階段，太陽能熱水器已廣泛運用于廣大用戶，太陽能以其清潔性和節約性成為現代化建筑的新寵，利用太陽能進行生活熱水熱源，既體現建筑節約性能又體現生態性能。

集熱器、儲水箱、給水箱和循環泵配水管是構成熱水器的幾大要素，太陽能熱水器已經過三個發展時期，分為：第一階段：箱式集熱器，但技術原始、效率較低；第二階段：管板式太陽能集熱器，利用集熱技術加以技術改進，效率達40%以上，優點：價格便宜、壽命較長，缺點：熱損失大，在冬季以及陰天無法正常使用，易損壞；第三階段：真空管式集熱器，其中可分為玻璃套金屬管式和全玻璃式，基本可做到減少熱損失，提高效率等，但價格也會相應較高。

太陽能的節能效果跟熱水器安裝方式也有關系。針對多層建筑而言，太陽能進行分散設置，在樓梯等公共部位應設管道井，太陽能進出管道應設在管井內，每戶太陽能集熱板和熱水箱都應設置在內。而針對于高層建筑，除上部幾層可設置分散太陽能外，其余層次均可采取集中供熱太陽能熱水系統。對于高層建筑太陽能利用分為直接和間接兩種。

直接利用指把幾組串連集熱太陽能聚熱板置于整個平面上，并在樓梯間頂部設置水箱間，并且采用水箱內電輔助加熱等設備，采用上供下回方式；間接利用即為太陽能板集中置于屋面與景觀結合，置于小區內道路架空間上部，熱器熱水箱則應設于地下室設備間內，并制備好熱水用變頻泵送往各用戶。

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