建筑給水排水設(shè)計中節(jié)能減排設(shè)計分析

李盼盼

(甘肅第一建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730070)

1 給排水節(jié)能設(shè)計的意義

現(xiàn)階段我國建筑工程在建設(shè)過程中，存在嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)。近些年來我國逐漸加大對環(huán)保意識的宣傳，人們逐漸認(rèn)識節(jié)能環(huán)保、綠色可持續(xù)發(fā)展是我國必由之路。其中綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)在建筑行業(yè)應(yīng)用廣闊，一方面，提高建筑居民對水資源的利用效率，同時減少在建設(shè)環(huán)節(jié)和后期投入使用環(huán)節(jié)過程中不必要的水資源浪費(fèi)。在建筑給水排水設(shè)計階段，設(shè)計單位融入節(jié)能減排理念和技術(shù)，可以有效減少建設(shè)過程中的水資源浪費(fèi)。

2 具體工程案例

陜西省西安市某住宅樓總占地面積約為3萬m2，建筑總面積為21 420 m2。住宅樓總高度95.5 m，其中地上25層，地下3層。其中地上1～5層為商務(wù)區(qū)，地下室1～3層為停車場；住宅樓6～25層為居住區(qū)。

3 住宅樓給排水設(shè)計中存在的問題

3.1 熱水資源浪費(fèi)嚴(yán)重

水資源浪費(fèi)嚴(yán)重是社會關(guān)注要點(diǎn)，也是解決難點(diǎn)。當(dāng)前該住宅樓存在熱水資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，主要表現(xiàn)在集中熱水給水系統(tǒng)設(shè)計缺乏科學(xué)性，導(dǎo)致水資源無法得到有效利用；熱水循環(huán)系統(tǒng)與冷水循環(huán)系統(tǒng)之間壓力失衡，無法保證熱水系統(tǒng)分區(qū)與給水系統(tǒng)分區(qū)形成有效統(tǒng)一，且在用水點(diǎn)未設(shè)計具有調(diào)節(jié)壓差功能的混合閥，使該住宅樓熱水資源無法得到有效利用。

該住宅樓水加熱設(shè)備機(jī)房距離熱用戶入戶管較遠(yuǎn)，輸送熱水管道未形成有效的保溫效果，冬季熱水管道外壁環(huán)境溫度較低，導(dǎo)致熱水輸送環(huán)節(jié)中大量熱量流失，增加了燃料、動力供應(yīng)消耗。

3.2 排水系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)

該住宅樓排水系統(tǒng)亦存在嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)。設(shè)計階段排水立管的擺放位置有誤，未靠近衛(wèi)生潔具排水點(diǎn)，排水系統(tǒng)立管設(shè)計不合理，排水立管內(nèi)存在水塞流，導(dǎo)致排水系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)。且建設(shè)過程中采購的排水管道管材存在質(zhì)量問題，排水系統(tǒng)漏水造成極大的水資源浪費(fèi)。

3.3 超壓出流

調(diào)查人員對該住宅樓內(nèi)衛(wèi)生潔具現(xiàn)場測試，許多住戶采用的都是超壓型抽水馬桶。該類型抽水馬桶通過強(qiáng)大的壓力來增加水流量，水流量超出了國家對馬桶水流量標(biāo)準(zhǔn)，造成了不必要的水資源浪費(fèi)。個別室內(nèi)生活給水系統(tǒng)末端用水點(diǎn)處的表壓達(dá)到0.25 MPa，不僅給給水系統(tǒng)造成了水壓沖擊，縮短了管道的使用壽命，而且使得水資源浪費(fèi)突出。

3.4 隱性水資源浪費(fèi)

該住宅樓還存在隱性水資源浪費(fèi)。隱性水資源浪費(fèi)主要出現(xiàn)在公共區(qū)域，此種浪費(fèi)行為不會影響該住宅樓居民的切身利益，使得居民缺乏對隱性水資源浪費(fèi)問題的關(guān)注。隱性水資源浪費(fèi)主要存在于出流設(shè)備壓力與給水設(shè)備的壓力之間存在壓力不均衡，導(dǎo)致設(shè)備在未使用的情況下出現(xiàn)水資源的浪費(fèi)。

4 住宅樓給排水設(shè)計中的節(jié)能減排措施

4.1 中水回用系統(tǒng)的推廣

當(dāng)前我國建筑設(shè)計中逐漸融入綠色環(huán)保理念，推廣中水回用系統(tǒng)，將污染程度相對較低污廢水進(jìn)行二次處理來達(dá)到回收利用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。中水回用系統(tǒng)的設(shè)計，需要設(shè)計師不斷改進(jìn)工藝水平、增強(qiáng)水處理設(shè)備的技術(shù)性能。同時在中水回用系統(tǒng)使用階段，設(shè)計方案需要將生活廢水與雨水進(jìn)行有效分離。對于生活廢水需收集至檢驗(yàn)池來檢測其水的性質(zhì)，對于水資源當(dāng)中含有有害物體的廢水，需要放入定點(diǎn)進(jìn)行有效隔離和排放；對于不含有有害物質(zhì)的廢水進(jìn)行凈化系統(tǒng)的處理，達(dá)到使用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行二次使用。圖1為中水回用系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)。

圖1 中水回用系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)

4.2 選用節(jié)水型衛(wèi)生器具和材料

供水系統(tǒng)中必不可少的組成部分就是衛(wèi)生器具、配水設(shè)備、閥門附件及管路系統(tǒng)，這些也是水資源浪費(fèi)嚴(yán)重的重災(zāi)區(qū)，其節(jié)能性能的好壞也直接影響住宅樓給排水設(shè)計中節(jié)能減排的效果。因此，在建設(shè)項目的實(shí)施階段，建設(shè)單位需要采購部門在進(jìn)行衛(wèi)生設(shè)備和配水設(shè)備的采購時，選擇節(jié)能環(huán)保且價格實(shí)惠的復(fù)合型材料，這樣不僅能夠有效節(jié)約建設(shè)成本，同時還能起到較好的節(jié)能環(huán)保效果。例如購買鋼塑復(fù)合管、PVC—U管等復(fù)合型材料防止出現(xiàn)水污染；我國許多馬桶積水箱出水量大于11 L，而通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，6 L的積水箱就可完成基本的功能使用，所以購買小容量集水箱的馬桶，可以減少水資源消耗。

同時在給排水設(shè)計階段，設(shè)計師需要對衛(wèi)生設(shè)備和配水設(shè)備的用水設(shè)計方案多次優(yōu)化，保證衛(wèi)生設(shè)備和配水設(shè)備能達(dá)到節(jié)水效果，從水資源運(yùn)輸環(huán)節(jié)有效避免水資源浪費(fèi)的問題發(fā)生。

4.3 雨水收集利用

隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，土地資源日益緊張，城市密度逐年增加，城市排水系統(tǒng)面臨著巨大的壓力，同時也增加了城市洪澇災(zāi)害的風(fēng)險。設(shè)計階段設(shè)計人員應(yīng)將雨水收集、調(diào)蓄及循環(huán)利用系統(tǒng)納入到住宅小區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容當(dāng)中，通過雨水收集調(diào)蓄池→過濾→凈化→消毒→回收雨水循環(huán)利用工藝流程，有效擴(kuò)大住宅樓雨水系統(tǒng)收集范圍，增加雨水徑流量收集量，通過過濾、消毒、凈化等回用水處理環(huán)節(jié)，將凈化后的雨水資源運(yùn)用到住宅樓沖廁、綠化灌溉等用途，有效增強(qiáng)住宅樓節(jié)能減排功能的效果。

4.4 合理控制水壓

設(shè)計師在建筑工程給水排水設(shè)計階段，需按照給水排水設(shè)計現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)定適用于不同使用功能建筑的給水系統(tǒng)壓力數(shù)值，保證給水管道不會因?yàn)橄到y(tǒng)承受過高水壓而造成管道及閥門附件破壞、衛(wèi)生器具不致于出水壓力過大造成用水浪費(fèi)嚴(yán)重及用戶用水體驗(yàn)太差等問題的發(fā)生。建筑工程設(shè)計過程中給水排水設(shè)計師在技術(shù)設(shè)計階段，需要結(jié)合現(xiàn)行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及以往類似工程的經(jīng)驗(yàn)等有效數(shù)據(jù)，對實(shí)際工程項目進(jìn)行給水壓力的系統(tǒng)計算和具體水壓數(shù)值的定位。首先要保證給水系統(tǒng)壓力在安全使用范圍內(nèi)，不會對給水管道正常使用造成影響。其次，要輔以安全可靠的減壓措施，有效減少給水系統(tǒng)承受過大水壓時的風(fēng)險。

4.5 利用綠色能源提供熱水

設(shè)計師在設(shè)計階段，首先需要對建筑物所在的環(huán)境、氣候條件以及太陽能資源的利用情況，通過文獻(xiàn)調(diào)查、實(shí)地調(diào)研、實(shí)驗(yàn)法等方式進(jìn)行充分調(diào)查和綜合性評估。優(yōu)先采用綠色節(jié)能能源來取代化石燃料獲取熱源的方式，有效保護(hù)城市環(huán)境。同時為了保障熱用戶能隨時使用太陽能獲取熱水，需要設(shè)計師加入防靜電性能在太陽能設(shè)備安裝當(dāng)中，并做好溫度保護(hù)工作，有效減少由于外界溫度、濕度等環(huán)境對設(shè)備的性能破壞。要因地制宜，對于年平均降雨量大、年日照持續(xù)時間較短的地區(qū)，如果盲目使用太陽能設(shè)備來獲取熱水，就容易導(dǎo)致設(shè)備擱置、水質(zhì)變差及資源浪費(fèi)，不僅無法有效達(dá)到節(jié)能減排的功能效果，反而極大地增加了水資源的消耗。因此，對于降水量大的區(qū)域，需要考慮采用空氣源、水源及地源熱泵等其他方式來獲取熱源。

4.6 排水管道的合理布置

建筑排水管道在進(jìn)行施工階段，應(yīng)該保障管道布置排水量大且空間范圍較多的區(qū)域，避免將管道鋪設(shè)在居民臥室或衛(wèi)生條件較好的區(qū)域；同時也要避免將管道鋪設(shè)在具有功能空間的內(nèi)墻處，最大程度減少排水管道運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪音對居民造成影響。

排水管道鋪設(shè)應(yīng)避開內(nèi)墻，靠近外墻。一方面可以有效減少對居民生活的影響，同時鋪設(shè)在外墻，有利于維修工人的維修和清潔工作。同時，每10 m設(shè)立一個檢查口，特別在排水管道首層和頂層兩大重要區(qū)域，可減少檢查口距離。同時，排水管道設(shè)計應(yīng)盡量減少彎曲路徑，防止由于水壓過高而造成對轉(zhuǎn)彎環(huán)節(jié)的管道沖擊。

4.7 消防蓄水裝置的合理配置和壓強(qiáng)數(shù)值控制

由于城市土地資源日益緊張，建筑工程建筑物的高度不斷增高，消防隊伍進(jìn)行災(zāi)害救援的工作難度與日俱增。建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時必須保證在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)不間斷供水，因此，在建筑物內(nèi)必須設(shè)有完善的消防儲水設(shè)施。因此，在許多高層建筑物當(dāng)中，消防儲水量遠(yuǎn)高于普通居民生活用水儲水量，部分情況下設(shè)計師會將消防儲水與居民生活用水儲存在同一水池(箱)中。消防儲水并非經(jīng)常使用，長期缺乏氯元素，水質(zhì)保證率差。因此，需要對建筑物消防儲水進(jìn)行定期更換。若消防儲水池(箱)與居民生活儲水池(箱)分開儲存，不但可以使消防用水不污染居民生活用水，而且有效避免了水資源浪費(fèi)。同時也可考慮設(shè)置消防儲水裝置的循環(huán)系統(tǒng)，定期將消防用水用于綠植灌溉、廁所用水等環(huán)節(jié)當(dāng)中。

4.8 變頻調(diào)控供水系統(tǒng)

變頻調(diào)控技術(shù)可根據(jù)居民用水適時調(diào)整水泵運(yùn)轉(zhuǎn)速、電機(jī)頻率，來有效控制供水系統(tǒng)的水量及水壓變化。變頻調(diào)控的方法可實(shí)現(xiàn)對建筑水資源供需平衡的動態(tài)調(diào)整，減少建筑物隱性水資源浪費(fèi)問題的發(fā)生。居民日用水量主要受到當(dāng)?shù)貧夂蜃兓蜁r間變化的影響。夏季消耗的水資源高于冬季，白天消耗的水資源高于夜晚。通過變頻調(diào)控的方式，在居民用水量較大的時間段，提高水泵轉(zhuǎn)速，來增加供水量；在居民用水量較少的時間段，降低水泵轉(zhuǎn)速，降低供水量，減少隱性水資源浪費(fèi)。

5 結(jié)束語

現(xiàn)階段我國建筑物給水排水設(shè)計仍存在熱水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、排水系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)、超壓出流等問題，通過在建筑物給排水設(shè)計中推廣中水回用系統(tǒng)、選擇節(jié)水型衛(wèi)生設(shè)備和材料、有效利用雨水資源、合理控制水壓、利用綠色能源提供熱水、排水管道的合理布置、消防蓄水裝置的合理配置等有效措施，有效提高我國建筑給排水節(jié)能減排設(shè)計的水平，有效降低建筑中各種原因?qū)е碌乃Y源浪費(fèi)現(xiàn)象，促進(jìn)我國建筑行業(yè)設(shè)計朝可持續(xù)發(fā)展的綠色方向邁進(jìn)。

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