建筑給水系統(tǒng)節(jié)水設(shè)計(jì)的探討

田林莉

(中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都610041)

近年來，我國的生活用水量呈逐年遞增的趨勢，這雖然受到人口增長和人民生活水平的提高等因素的影響，但也存在水的浪費(fèi)問題。我國已越來越重視和規(guī)范管理生活用水，《城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50331-2002)、《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50015-2003)、《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50555-2010)等都貫徹了節(jié)水要求，為建筑節(jié)水工作的開展創(chuàng)造了條件。但全面搞好建筑節(jié)水工作，還應(yīng)從建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上去限制和規(guī)范。

1 用水定額的限制

用水量定額的選取對(duì)管網(wǎng)和供水設(shè)備的配置非常重要，尤其是二次供水的生活水箱容積、供水水泵的流量確定起關(guān)鍵性的作用。

目前，住宅的最高日生活用水定額及小時(shí)變化系數(shù)，是按照《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50015-2003(2009 年版))第3.1.9條的規(guī)定，根據(jù)住宅類別、衛(wèi)生器具設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)選取的；宿舍、旅館等公共建筑的生活用水定額及小時(shí)變化系數(shù)，是按照上述規(guī)范第3.1.10條的規(guī)定，根據(jù)使用性質(zhì)、規(guī)模、衛(wèi)生器具完善程度、區(qū)域條件等選取的。但規(guī)范只是提供了一個(gè)取值范圍，用水量定額均是針對(duì)了較大的區(qū)域，沒有詳細(xì)的劃分，因此存在設(shè)計(jì)人員所選擇的定額不盡相同。特別是住宅的最高日生活用水定額,規(guī)范注解提出，當(dāng)?shù)刂鞴懿块T對(duì)住宅生活用水定額有具體規(guī)定時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)匾?guī)定執(zhí)行。因此如何選取相對(duì)接近建筑實(shí)際用水的定額，就需要當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門做一些研究和比對(duì)。在此就以四川成都為例，住宅的最高日生活用水定額的研究方法做一個(gè)簡單介紹供參考。

由四川省水利廳、四川省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、四川省經(jīng)濟(jì)委員會(huì)、四川省建設(shè)廳編制的《四川省用水定額(修訂稿)》(二O一O年二月)中，對(duì)“特大城市(非農(nóng)業(yè)人口≥100萬)”城市居民的生活用水定額(全年日均用水量)規(guī)定為160 L/人·d。在定額編制說明中指出，用水定額供本省計(jì)劃用水管理、核算用水總量控制、取水許可審批、建設(shè)項(xiàng)目水資源論證和評(píng)價(jià)節(jié)水先進(jìn)性等工作的使用。因此，此數(shù)據(jù)只能作為一個(gè)比較數(shù)據(jù)來研究。

根據(jù)《城市供水統(tǒng)計(jì)年鑒》 (1990～2001年)對(duì)國內(nèi)555個(gè)城市居民生活用水的最高日和平均日用水量資料的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50013-2006)第4.0.3條表4.0.3-1“居民生活用水定額”(包括最高日和平均日)，可以分析出二區(qū)(四川在此區(qū))特大城市的居民用水的日變化系數(shù)分別為1.33～1.30和1.27～1.25。根據(jù)這兩個(gè)日變化系數(shù)，大致可以得出160 L/人·d的平均日定額的所對(duì)應(yīng)的最高日分別為213～208 L/人·d和203～200 L/人·d，這兩組數(shù)據(jù)較為接近上述規(guī)范定額的上下限的平均值(215 L/人·d)。但是，居民生活用水量除了與衛(wèi)生器具設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)外，還和當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、氣候、生活習(xí)慣等有著密切的關(guān)系。

由筆者參與的課題組選取了成都市主城區(qū)已建成、居民入住在1年以上、在總建筑面積和總戶數(shù)上均有一定規(guī)模的6個(gè)居住小區(qū)。其中，有多層住宅小區(qū)、高層住宅小區(qū)及多、高層住宅均有的小區(qū)；每個(gè)居住小區(qū)的建筑面積均在10×104m2以上，最小的約12.2×104m2，最大的約18.6×104m2。這6個(gè)居住小區(qū)的住宅類別均為Ⅱ類普通住宅。這6個(gè)居住小區(qū)具體分布是：城東1個(gè)、城南3個(gè)、城西1個(gè)、城北1個(gè)。

用水量數(shù)據(jù)是以居住小區(qū)每戶為單位的逐月用水量，為每戶分戶水表的計(jì)量值，用水量數(shù)據(jù)由所選居住小區(qū)的物業(yè)管理公司提供。6個(gè)居住小區(qū)收集的每戶月用水量數(shù)據(jù)約為30×104個(gè)。6個(gè)居住小區(qū)數(shù)據(jù)收集總戶數(shù)約為6 400戶。考慮到小區(qū)居民實(shí)際入住情況，剔除了空置的戶數(shù)后，在實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)所選取的總戶數(shù)約為4 100戶。然后對(duì)所選取的數(shù)據(jù)進(jìn)行戶平均月用水量計(jì)算、人平均日用水量計(jì)算、最高日用水量計(jì)算，得出的數(shù)值為143.5 L/人·d，比規(guī)范平均值少71.5 L/人·d。平均日和最高日用水量與規(guī)范相比有一定的差別，總體來說偏小。平均日用水量接近于《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50555-2010)所列出的定額值。

當(dāng)然，在具體的工程設(shè)計(jì)時(shí)，還是應(yīng)根據(jù)具體情況合理的選擇定額，但各地區(qū)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，通過二次平均、概率測算、統(tǒng)計(jì)趨勢等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究規(guī)定一個(gè)適合當(dāng)?shù)氐挠盟~，會(huì)對(duì)建筑給水節(jié)水設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

2 給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)合理

給水系統(tǒng)是建筑給水節(jié)水設(shè)計(jì)的核心。給水系統(tǒng)首先應(yīng)合理利用市政給水水壓。當(dāng)采用二次加壓系統(tǒng)時(shí)，分別比較變頻供水與重力供水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。無論采用哪種給水方式，系統(tǒng)應(yīng)避免出現(xiàn)超壓出流現(xiàn)象。超壓出流是指給水配件前的壓力過高，使其流量大于額定流量的現(xiàn)象。如按照《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50015-2003(2009 年版))規(guī)定，一個(gè)洗滌盆水龍頭在管徑15 mm時(shí)，額定流量為0.15～0.2 L/s；若相同的條件下，因水壓過高導(dǎo)致其出流量大于0.2 L/s時(shí)，稱為超壓出流，這部分超壓出流量未產(chǎn)生正常的使用價(jià)值，是浪費(fèi)的水量，并且這種“隱形”的水量損失并不亞于“顯形”的漏水量，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。在給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理分區(qū)，安裝減壓裝置及合理的配置給水配件等多方面采取技術(shù)措施。

3 采用節(jié)水型衛(wèi)生器具、優(yōu)質(zhì)管材

在相同條件下，節(jié)水龍頭比普通龍頭有著更好的節(jié)水效果，節(jié)水量從3%～50 %不等，大部分節(jié)水量在20 %～30 %之間。目前在公共建筑衛(wèi)生間中積極推廣采用紅外感光控制式龍頭和延時(shí)自閉式水龍頭也能起到節(jié)水效果。因此，在建筑給水設(shè)計(jì)中推薦使用節(jié)水龍頭,節(jié)水型的洗衣機(jī)和馬桶等也是減少水量浪費(fèi)的重要措施。

管道的腐蝕和閥門的質(zhì)量問題等導(dǎo)致大量的水漏失。因此在管材的選用上，應(yīng)推廣使用優(yōu)質(zhì)給水管材，防止漏失。提高管材、附件和施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制跑冒漏滴。在建筑給水中，目前有銅管、不銹鋼管、聚氯乙烯管、聚丁烯管、鋁塑復(fù)合管、高密度聚乙烯管等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑和給水性質(zhì)，選擇合適的優(yōu)質(zhì)管材。

4 減少熱水供應(yīng)系統(tǒng)的無效冷水量

根據(jù)調(diào)查和實(shí)際測試，無論哪種熱水供應(yīng)系統(tǒng)，大多存在嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。主要表現(xiàn)在開啟熱水配水裝置后，不能及時(shí)獲得滿足使用溫度的熱水，往往要放掉不少冷水(或不能達(dá)到使用溫度要求的水)后才能正常使用。這部分流失的水，并未產(chǎn)生效益，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免無效冷水的產(chǎn)生。例如，局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)管線過長，集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)方式選擇不當(dāng)，熱水管線設(shè)計(jì)不合理，未考慮熱水循環(huán)系統(tǒng)各環(huán)路阻力的平衡，溫控裝置和配水裝置的性能不理想以及熱水管材的保溫等。

5 積極發(fā)展中水系統(tǒng)和雨水的利用

中水是國際公認(rèn)的“城市第二水源”。由于中水工程是影響整個(gè)建筑的系統(tǒng)工程，初期投資高，在目前看來，比較難于讓開發(fā)商接受。但中水不僅可以提高水資源的可用水量，還可以解決污水對(duì)城市環(huán)境的影響，緩解城市下水道的超負(fù)荷運(yùn)行，是城市重要的開源節(jié)流節(jié)水措施，是今后節(jié)約用水發(fā)展的必然方向。雨水利用是綜合考慮雨水徑流污染控制、城市防洪以及生態(tài)環(huán)境的改善等要求，建立包括屋面雨水集蓄系統(tǒng)、雨水截污與滲透系統(tǒng)、生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)等。因此，在建筑給水設(shè)計(jì)中，沖廁、綠化澆灑等雜用水系統(tǒng)應(yīng)積極的發(fā)展，推薦合理的利用中水系統(tǒng)和雨水利用。

6 消防系統(tǒng)的節(jié)水措施

對(duì)于高層建筑群或?qū)儆谛^(qū)類型的建筑群來說，應(yīng)盡可能地通過共用消防水池和加壓水泵來保證建筑的給水能力。區(qū)域集中方式實(shí)現(xiàn)消防加壓貯水系統(tǒng)相比單個(gè)消防加壓貯水系統(tǒng)更加科學(xué)節(jié)能。

7 防止二次污染

建筑，尤其是高層建筑給水系統(tǒng)中若發(fā)生二次污染，一方面影響給水系統(tǒng)的正常運(yùn)行；另一方面，污水的排放以及后續(xù)對(duì)供水系統(tǒng)的清洗處理，都會(huì)造成大量的水資源消耗及浪費(fèi)。如何避免建筑尤其是高層建筑給排水系統(tǒng)二次污染的發(fā)生是設(shè)計(jì)需要引起重視并著重考慮的內(nèi)容。

8 總平面圖中給水管網(wǎng)平差設(shè)計(jì)

管網(wǎng)平差即管網(wǎng)優(yōu)化通常出現(xiàn)在市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，而建筑給水設(shè)計(jì)往往被忽略。在當(dāng)今城市化發(fā)展進(jìn)程的加快，隨著建筑群的高頻率出現(xiàn)，大規(guī)模的建筑給水設(shè)計(jì)越來越普遍，在建筑總平給水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮給水管網(wǎng)的優(yōu)化，通過管網(wǎng)平差來使給水管線、管徑均得到優(yōu)化，減少水損和管網(wǎng)漏損，減少水流流程，提高水質(zhì)，達(dá)到節(jié)水的目的。

9 小結(jié)

建筑生活用水約占城市總用水量的60 %，隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展和建筑設(shè)施的不斷完善，其值還將逐步增大。解決建筑生活用水的節(jié)水問題，是推進(jìn)全國節(jié)水工作的重要組成部分。因此需要廣大工程技術(shù)人員共同努力，從設(shè)計(jì)源頭出發(fā)，多加考慮更合理的節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保方案，加快城市的新型建設(shè)，實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能、節(jié)水理念。

[1] 魏群.城市節(jié)水工程[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2006

[2] GB 50015-2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[3] GB 50555-2010民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]

[4] 相建波.建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)途徑[J].中國房地產(chǎn)業(yè)：理論版，2012,(7)：313

[5] 李剛. 建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)及應(yīng)用研究[J].建筑節(jié)能,2013,(1)：31