建筑給排水技術及節水思路研究

摘 要：該文基于筆者多年從事建筑給排水設計的相關工作經驗，以建筑給排水中的節水設計為研究對象，深度探討了如何在建筑給排水設計中加入節水設計理念。論文首先分析了我國水資源浪費的現狀，而后基于筆者長期工作實踐，詳細給出了給排水設計中加入節水設計思想的一些具體實現方法。全文是筆者長期工作實踐的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：給排水設計 建筑 節水 措施

中圖分類號：TU82 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0037-03

1 建筑節水形勢嚴峻

水是關系到人類生存發展、具有戰略意義的資源。聯合國的一項名為“綜合評估界淡水資源”的最新研究報告指出：目前，世界上約有1/3的人生活在淡水資源缺乏的環境中，而如果人們繼續像現在這樣不節制用水的話，則30年后貧水人口數將可能達到2/3。據稱地球上有97%的水屬于不可飲用的水，而余下的3%的水資源中又有2/3在冰川雪原，不能直接供人們使用，人們可利用的江、河、湖、泊及地下水的總量僅占地球總水量中極微小的比例。

當前中國日益嚴重的水資源短缺和水環境污染，不僅困擾國計民生，并已成為制約社會經濟可持續發展的重要因素。據水利部統計，20世紀90年代以來，中國城市缺水范圍不斷擴大，缺水程度不斷加劇，全國670座建制城市中有400座不同程度的缺水，110座嚴重缺水。正常年份全國城市缺水60億萬m3。2000年由于中國北方地區春、夏連旱，嚴重影響了城市供水。據國家防總辦公室統計，今夏已有100多個縣級以上城市被迫限時限量供水，面對缺水的現狀，節約用水已成為中國的基本國策。建筑節水更是任重道遠。

2 水量浪費的隱患

如何實施節水的國策是值得我們每一個人認真思考并予以重視的問題。結合給排水的設計工作，經過分析和統計，水量的浪費隱患主要有以下幾個方面。

2.1 超壓出流浪費水量巨大

衛生器具給水額定流量是為滿足使用要求，衛生器具給水配件出口，在單位時間內流出的規定出水量。流出水頭是保證給水配件流出額定流量，在閥前所需的靜水壓。給水配件閥前壓力大于流出水頭，給水配件在單位時間內的出水量超過額定流量的現象，稱超壓出流現象，該流量與額定流量的差值，為超壓出流量。給水配件超壓出流，不但會破壞給水系統中水量的正常分配，同時因超壓出流量未產生使用效益，為無效用水量，即浪費的水量。因它在使用過程中流失，不易被人們察覺和認識，屬“隱形”水量浪費，因而至今未引起足夠的重視。然而這種“隱形”水量浪費在各類建筑中不同程度地存在，其浪費的水量也是十分多的。

據某“建筑節水課題組”（以下簡稱“課題組”），2008—2009年對某市住宅、集體宿舍、綜合樓等1棟建筑，67個配水點先后安裝口徑15 mm的螺旋升降式水龍頭和陶瓷閥芯水龍頭（又稱節水龍頭），實測統計：以螺旋升降式龍頭和陶瓷閥芯水龍頭半開時出流量0.2 L/S為額定值，則水龍頭的超壓出流率前者為54%，后者為24%。因陶瓷閥芯水龍頭出口設有網板，出水斷面較螺旋升降式水龍頭明顯減少，為使出水流速不至過大，使用時獲得較好手感，若以0.16 L/S為半開時的額定值，也有52%的龍頭超壓出流。由此可見節水龍頭雖然可以起到減壓節流作用，但若給水系統設計不當，仍不能解決好超壓出流問題。同時據實測分析，這種“隱形”水量流失，絕不亞于“顯形”的漏水量。有關單位實測，口徑15 mm水龍頭每小時的滴漏量為3.6 L，則20個龍頭一天的滴漏量為1 728 L。而“課題組”實測該市某大學12層留學生樓的樓首層盆洗室口徑15 mm的螺旋升降水龍頭和陶瓷閥芯水龍頭半開時的出水量，分別達0.42 L/S和0.21 L/S，則理論無效用水量分別為 0.2 L/S和0.05 L/S。同樣以20個龍頭計，若每個龍頭每天平均使用15 min，則每天的理論無效用水量，前者為3 960 L，大于20個同類龍頭的滴漏水量，后者為900 L，相當于一天10個龍頭連續滴漏的水量。中國的建筑量大、面廣，若以其中配水龍頭每年超壓出流量累計，將是一個驚人的數字。

2.2 熱水干管循環浪費水量巨大

中國熱水供應系統的水量浪費也較為嚴重，主要表現在開啟配水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，往往要放掉不少冷水后，熱水設備才能正常使用。這部分流失的冷水，未產生使用效益，可稱無效冷水，也即浪費的水量。以哈爾濱建筑大學新區的一個浴室為例：共有龍頭約30個，因采用干管循環，首次開啟時都得放掉支管內的冷水，以首次開啟放掉的冷水約2.0 L計算，浴室每周開放3次，則每周浪費水量為30×2.0×3=180 L，每月浪費水量7.2 t。以1棟設有定時供應熱水系統的6層招待所為例，采用干管循環，有16根立管，以每根平均管徑32 mm，長18 m計，每天供應1次熱水則每年約流失無效冷水105 m3，那么全國同類建筑熱水系統年浪費水量的累計值，也將是十分可觀的。顯然，干管循環浪費水量最多。

2.3 管道及閥門泄露

管道銹蝕、閥門的質量等導致大量的水消失于無形。經常都能看到路邊的給水管道在管子接縫處及法蘭、閥門連接處往外冒水。埋在地下的看不見的更不知道有多少。用戶們經常反映浮球閥經常損壞、漏水，不論是用于水池、水箱的還是馬桶上使用的，其質量的低劣直接導致大量水從溢流管流出。據調查，滴漏的水龍頭每天就可耗水70 L一些第三世界國家城市中有60%的飲用水管道蝕損嚴重，及干線違規分流等原因流失了許多水量。菲律賓首都馬尼拉市供水管網的漏耗水量以近其總供水量的58%，即使在管理措施較好的新加坡，也存在著8%的管網漏耗率，但人們認為無足為怪。據聯合國的一項調查，美、英兩國管網漏耗率均為12%。

3 建筑節水采取的一些措施

建筑節水有3層含義：一是減少用水量；二是提高水的有效使用效率；三是防止泄漏。針對以上水資源浪費隱患，提出以下解決辦法以供商榷（見圖1）。

3.1 控制超壓出流

明確提出控制超壓出流的要求，以減少“隱形”水量浪費，促進科學、有效用水，控制超壓出流的有效途徑是控制給水系統中配水點的出水壓力，在20世紀80和90年代所建建筑中有的也較好地解決了控制給水系統超壓出流的問題。經筆者調查研究，認為做好防超壓應從以下幾方面考慮。

3.1.1 首先應遵循規范

合理分區“規范”第2.3.4條規定高層建筑生活給水系統的豎向分區，應根據使用要求、材料設備性能、維修管理、建筑物層數等條件，結合利用室外給水管網的水壓合理確定。分區最低衛生器具配水點處的靜水壓，住宅、賓館、醫院宜為300～350 kPa，辦公樓宜為350～450 kPa。”對于一個具體工程來說，最佳給水分區壓力值可以通過優化設計確定，必須考慮建筑物的層數、層高，水泵的性能，室外管網的壓力。

3.1.2 供水方式建議采用水箱供水方式

筆者認為在市政管網不能滿足用戶供水的情況下，盡量采用水箱供水方式。無論是水箱獨立供水，還是各種聯合水箱供水方式，比如：水泵-水箱供水方式、水池水泵供水方式等，它不但供水可靠，而且水壓穩定，因而各配水點的壓力波動很小，有利于節水。

3.1.3 設備減壓裝置

“規范”第2.3.4條規定“建筑物內的生活給水系統，當衛生器具給水配件處的靜水壓超過本規范第2.3.4條規定時，宜采取減壓限流措施。除浴盆的流出水頭為5～10 m外，其他各用水配件的流出水頭不超過5 m，因此進戶壓力10 m、最不利點壓力為5 m即可滿足各住戶要求，超過10 m即形成超壓出流。筆者認為可在進戶管處，水表前裝設調壓孔板或節流塞實施減壓，減少超壓出流量。而規范要求“分區最低衛生器具配水點處的靜水壓，住宅、賓館、醫院宜為30～350 kPa；辦公樓宜為350～450 kPa，大部分都超壓。到底多少米開始減壓，應綜合考慮各種因素；根據某“課題組”對某市11棟建筑，67個配水點，螺旋升降式水龍頭和陶瓷閥芯龍頭半開時，水壓和水量的有關數據研究，得出配水點處靜壓大于0.15 MPa時，水龍頭流出水量開始迅速上升。他們建議在“高層分區最低衛生器具配水點處靜水壓，不宜大于0.45 MPa，最大不得大于0.55 MPa”的基礎上，采取“配水點處靜壓大于0.15 MPa時”，采取減壓措施，值得大家借鑒。

3.2 熱水循環方式的選擇

造成這一問題的原因是多方面的，既有施工、管理的不當，也有設計的不足。就設計而言，熱水循環方式的選擇，是影響無效冷水量多少的主要因素之一。目前，“規范”中提出了3種熱水循環方式，即干管循環，立管、干管循環和支管、立管、干管循環。根據以上分析結果，顯然干管循環浪費水量最多。改變這種“先天不足”的現象，當前已成為用戶迫切的要求。

由于目前中國不少城市實施了計劃用水，不少單位為控制用水，避免超標，紛紛改造供水系統，采取多種有效的節水措施。如，北京某大學對學生浴室的無循環熱水系統進行改造，增設了回水管，取得了每月節水50 m3成效。雖然，采用支管、立管、干管的熱水循環方式最為省水，但受經濟條件的制約，目前要求全部熱水供應系統采用這種供水方式，還難以實現，但對多層定時供應熱水系統采用立管、干管循環方式是有必要也是有條件做到的。為此建議設計集中熱水供應系統時應保證干管、立管中的熱水循環，有經濟條件的可做到支管循環。

3.3 廢水再利用

建筑中水工程是節約用水的好措施，既保護了環境，又極大地提高了水資源的利用效率。建筑中水工程設計應做到安全使用、經濟合理、技術先進。但對于小型建筑等可實行一些簡單可行的廢水再利用措施。

擁有1.46萬余人的天津大學夏季每個學生每月平均用水3 m3。他們以33號樓作為試點，通過改造洗漱用水的下水管道，收集廢水送至樓頂的水箱，作為廁所沖洗用水。3樓過去每月用水量為2 000 t，安裝這一裝置后，每月可回收廢水100余m3，節水50%以上，這也算作簡單的節水工程。

3.4 重視設水表和表前閥門的設計要求

水量平衡測試是用水單位對本單位用水體系進行實際測試，根據其輸入水量與輸出水量之間的平衡關系進行分析的工作。目前各城市節水法規中對開展合理用水分析和水量平衡測試工作均有明確的要求。而增加小區進戶總水表，通過與各戶水表進行水量平衡分析，有利于查出漏水隱患。如，上海交通大學徐匯分部，進行水量平衡測試后，查出了不少漏水隱患，經整治給水系統，取得了每月節水3萬m3，每年少繳10萬元水費的顯著成效。

4 結語

建筑業作為我國經濟發展的支柱產業，正在飛速發展，隨著人民生活質量的提高，對供水量和質的要求不斷擴展，同時實施水的可持續利用和保護，使水資源不受破壞，并能進入良性的水質、水量再生循環，也已成為政府和廣大人民群眾關注的焦點。這一切都給建筑給排水工程的設計提出了許多新的要求，供水技術先進化的步伐急待加快。而目前節水最關鍵的不是建筑節水技術，而是人們節水的意識，人們的用水習慣。據調查目前這種觀念尚未真正有效樹立。應倡導人們將淡水資源當作一種珍稀資源，節制使用，呼吁全民節水。

參考文獻

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