建筑給排水設(shè)計(jì)中節(jié)能減排設(shè)計(jì)的應(yīng)用

康文慧

(中健建設(shè)有限公司，山西 太原 030000)

傳統(tǒng)的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常只關(guān)注功能性和運(yùn)行安全，而忽視了對(duì)能源的高耗費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。為了解決這一問(wèn)題，越來(lái)越多的建筑行業(yè)開(kāi)始探索如何在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)能減排理念。這不僅可以降低能耗和運(yùn)營(yíng)成本，還可以減少對(duì)自然資源的消耗和環(huán)境的負(fù)面影響。然而，由于建筑給排水系統(tǒng)的復(fù)雜性和多樣性，要在設(shè)計(jì)中實(shí)施節(jié)能減排并不容易。需要對(duì)不同類(lèi)型的建筑、不同場(chǎng)所的用水需求、不同污水處理技術(shù)等進(jìn)行綜合考慮和優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文將詳細(xì)描述該項(xiàng)目中采取的節(jié)能減排措施和技術(shù)，總結(jié)在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的經(jīng)驗(yàn)和效果。通過(guò)案例分析，旨在為讀者展示在實(shí)際工程中應(yīng)用節(jié)能減排設(shè)計(jì)的重要性和可行性，為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目是一座大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采取了一系列措施和技術(shù)，包括水資源利用、設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)、污水處理與能源回收以及管道布局和阻力損失控制等方面。通過(guò)實(shí)施節(jié)能減排措施，我們可以為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)，同時(shí)為未來(lái)建筑的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 建筑給排水設(shè)計(jì)中節(jié)能減排設(shè)計(jì)的意義及作用

2.1 節(jié)約水資源

水是寶貴的資源，節(jié)約水資源對(duì)于可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。在建筑給排水設(shè)計(jì)中，采用節(jié)水措施可以減少自來(lái)水的用量，如使用節(jié)水型水龍頭、馬桶等設(shè)備，以及灰水回收和再利用等。這樣可以最大限度地減少用水量，保護(hù)水資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 節(jié)約能源

建筑給排水系統(tǒng)通常需要使用大量的能源，如電力用于供水泵的運(yùn)行、加熱水的能源消耗等。通過(guò)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以最大限度地降低能源的消耗。[1]例如，采用高效供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以減少水泵工作壓力和能耗，灰水回收和再利用技術(shù)可以減少自來(lái)水的用量等。這樣能夠有效地節(jié)約能源，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷。

2.3 減少CO2排放

能源的消耗直接導(dǎo)致CO2的排放。建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排措施可以降低能源的使用量，從而減少CO2的排放。例如，通過(guò)循環(huán)供水系統(tǒng)減少供水系統(tǒng)中的能耗，通過(guò)灰水回收和再利用減少自來(lái)水的用量等，都可以間接地減少CO2的排放，對(duì)氣候變化產(chǎn)生積極的影響。

2.4 降低水處理廠的負(fù)荷

傳統(tǒng)的給排水系統(tǒng)通常需要將廢水送往污水處理廠進(jìn)行處理，而廢水的處理消耗大量的能源和經(jīng)濟(jì)成本。通過(guò)灰水回收和再利用技術(shù)，將廢水用于非飲用用途，可以降低廢水的產(chǎn)生量，減輕水處理廠的負(fù)荷，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。

2.5 可持續(xù)發(fā)展

建筑給排水設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排設(shè)計(jì)是可持續(xù)發(fā)展的核心要素之一。通過(guò)采用節(jié)能減排技術(shù)，可以降低對(duì)環(huán)境的影響，減少資源的消耗，構(gòu)建更加環(huán)保和可持續(xù)的建筑體系[2]。

3 水資源的節(jié)約利用

通過(guò)采用雨水收集系統(tǒng)、灰水回收系統(tǒng)和智能節(jié)水設(shè)備等措施，可以實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)部非飲用水的回收和再利用，降低對(duì)自來(lái)水的需求，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

在該商業(yè)綜合體的設(shè)計(jì)中，設(shè)置了雨水收集系統(tǒng)，將建筑物的屋頂、露臺(tái)等集水面進(jìn)行收集和儲(chǔ)存。通過(guò)對(duì)雨水進(jìn)行處理和過(guò)濾，可以將其用于非飲用用途，如沖洗衛(wèi)生間、澆灌植物等[3]。這樣做既減少了對(duì)自來(lái)水的依賴(lài)，又節(jié)約了大量的清潔飲用水資源。

除了雨水收集系統(tǒng)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還在排水系統(tǒng)中引入了灰水回收系統(tǒng)?；宜侵覆粠в屑S便的家庭廢水，例如洗手間和廚房排放的水。通過(guò)對(duì)灰水進(jìn)行處理和過(guò)濾，可以將其用于非飲用用途，如沖洗廁所、灌溉花壇等。這樣一來(lái)，可以將清潔飲用水用于飲用和洗漱等高品質(zhì)用途，而將灰水用于低品質(zhì)用途，實(shí)現(xiàn)了水資源的合理利用。在該商業(yè)綜合體的設(shè)計(jì)中，公共洗手間采用了灰水回收系統(tǒng)。當(dāng)顧客洗手時(shí)，通過(guò)感應(yīng)器控制，洗手臺(tái)下方的下水道即開(kāi)始收集洗手水，經(jīng)過(guò)初步過(guò)濾和消毒處理后，即可作為沖洗廁所的水源，實(shí)現(xiàn)了灰水的回收和再利用。

此外，還應(yīng)用了智能節(jié)水設(shè)備。例如，在公共洗手間中安裝了帶有節(jié)水裝置的水龍頭和自動(dòng)感應(yīng)式淋浴器。這些設(shè)備通過(guò)采用先進(jìn)的流量控制技術(shù)和自動(dòng)感應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用水量的有效控制。而且，它們還配備了水溫調(diào)節(jié)和停用自動(dòng)斷水等功能，進(jìn)一步提高了水資源的利用效率。這些措施不僅有利于節(jié)約水資源，還對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展具有積極意義[3]。

4 用水設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過(guò)選擇高效節(jié)水潔具、應(yīng)用智能控制系統(tǒng)和設(shè)計(jì)高效節(jié)能循環(huán)水系統(tǒng)等措施，可以實(shí)現(xiàn)用水量的降低和用水效率的提高。

在本商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選擇高效節(jié)水潔具是減少用水量的有效途徑之一。例如，選擇帶有雙沖功能的馬桶和帶有節(jié)水噴嘴的龍頭。雙沖馬桶可以根據(jù)需要選擇不同的沖洗量，使用較少的水量進(jìn)行輕度沖洗，而使用更多的水量進(jìn)行重度沖洗，以達(dá)到節(jié)水的目的。而帶有節(jié)水噴嘴的龍頭可以通過(guò)限制水流量、增加氣體混入等方式，在滿足正常使用需求的前提下減少用水量。在設(shè)計(jì)中，選擇了帶有雙沖功能的馬桶和帶有節(jié)水噴嘴的自動(dòng)感應(yīng)式洗手池。這樣一來(lái)，顧客在使用馬桶時(shí)可以根據(jù)需要選擇沖洗量，而洗手時(shí)則由洗手池的節(jié)水噴嘴提供適量的水流，有效降低了用水量。

同時(shí)，在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，引入智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)用水設(shè)備的智能化、自動(dòng)化控制。通過(guò)采用先進(jìn)的傳感器、計(jì)量?jī)x表和控制器等設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制用水設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和用水量。如在該商業(yè)綜合體的公共區(qū)域，安裝了智能感應(yīng)器和計(jì)量?jī)x表。當(dāng)沒(méi)有人使用洗手間或停車(chē)場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉相關(guān)的用水設(shè)備，避免不必要的能源和水資源浪費(fèi)[4]。而當(dāng)有人接近時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)需求啟動(dòng)相應(yīng)的用水設(shè)備，并對(duì)用水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄，以便后續(xù)的用水管理和優(yōu)化。

另外，給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可以考慮引入高效節(jié)能的循環(huán)水系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用水的回收和再利用，將一部分用過(guò)的水再次利用于類(lèi)似的用途，從而減少對(duì)新鮮水的需求。例如，在本商業(yè)綜合體的空調(diào)系統(tǒng)中，通過(guò)采用冷卻塔和循環(huán)水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)熱交換和冷卻功能，利用將冷卻后的水再次引入冷卻塔進(jìn)行循環(huán)利用，減少了對(duì)新鮮水的需求，并降低了與冷卻相關(guān)的能耗。上述優(yōu)化措施不僅有利于節(jié)約水資源和能源，還對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

5 污水處理與能源回收

污水處理與能源回收在大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中起著重要作用。通過(guò)合理選擇和應(yīng)用先進(jìn)的污水處理技術(shù)，對(duì)生活污水進(jìn)行處理，并回收其中的能源。同時(shí)，通過(guò)雨水收集與利用，減少對(duì)飲用水的使用。

眾所周知，大型商業(yè)綜合體每天都會(huì)產(chǎn)生大量的生活污水，包括洗手、淋浴、廁所沖洗等。通過(guò)合理設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)，可以對(duì)生活污水進(jìn)行處理，以減少對(duì)周邊水體的污染，并回收其中的能源。而常見(jiàn)的生活污水處理方法包括物理處理、生化處理和深度處理。其中，生化處理是最常用的方法之一[5]。通過(guò)采用好氧處理、厭氧處理或二者結(jié)合的方式，可以有效去除污水中的有機(jī)物、懸浮物和微生物，提高水質(zhì)。在此過(guò)程中，產(chǎn)生的污泥可以進(jìn)一步通過(guò)沼氣發(fā)酵或焚燒等方式進(jìn)行能源回收。在該建筑給排水系統(tǒng)中，通過(guò)設(shè)置生化處理裝置對(duì)生活污水進(jìn)行處理。在生化處理過(guò)程中，通過(guò)好氧處理和厭氧處理，去除了污水中的有機(jī)物和微生物，并產(chǎn)生了大量的沼氣。這些沼氣可以用于發(fā)電或供暖，實(shí)現(xiàn)能源的回收利用。

除了生活污水，大型商業(yè)綜合體還會(huì)產(chǎn)生大量的雨水。通過(guò)合理設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)，可以將雨水收集起來(lái)并加以利用，達(dá)到節(jié)水和能源回收的目的。常見(jiàn)的雨水收集方法包括設(shè)置雨水收集池或地下蓄水裝置，并通過(guò)管道將雨水引入需要用水的場(chǎng)所。在商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)中，可以利用收集到的雨水用于沖洗廁所、澆灌綠化等非飲用水的需求，從而減少飲用水的使用量。

6 管道布局和阻力損失控制

管道布局和阻力損失控制是大型商業(yè)綜合體建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。通過(guò)合理布局管道，控制阻力損失，可以降低水泵能耗，提高系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。

合理的管道布局是確保建筑給排水系統(tǒng)高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。管道布局應(yīng)盡量短、直，避免多余的轉(zhuǎn)彎和變徑。優(yōu)化管道布局可以降低管道阻力和壓力損失，減少水泵的能耗。

在大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可以采用分區(qū)布局的方式。將建筑按功能或使用性質(zhì)劃分為不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都設(shè)置相應(yīng)的供水和排水管道。這樣可以縮小每個(gè)區(qū)域的管道長(zhǎng)度，減少阻力和壓力損失。在本建筑給排水系統(tǒng)中，將商場(chǎng)、寫(xiě)字樓和酒店等功能區(qū)域進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)。每個(gè)區(qū)域都有獨(dú)立的供水和排水管道，有效控制了管道長(zhǎng)度。這樣不僅減少了阻力損失，還能更好地滿足各個(gè)區(qū)域的水需求。

阻力損失是管道輸送流體時(shí)產(chǎn)生的能量損失，也是水泵運(yùn)行能耗的重要因素。合理控制阻力損失可以降低水泵的工作壓力和能耗，提高系統(tǒng)的效率。一般來(lái)說(shuō)，1)選用光滑內(nèi)壁的材料，如塑料管或不銹鋼管，減小管道摩擦阻力。同時(shí)，根據(jù)流量和壓力要求選擇適當(dāng)?shù)墓艿乐睆?，避免過(guò)大或過(guò)小導(dǎo)致阻力損失增加；2)盡量減少管道長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)彎次數(shù)，避免多余的摩擦阻力?？赏ㄟ^(guò)優(yōu)化布局、減少?gòu)濐^使用等方式實(shí)現(xiàn)；3)合理設(shè)置閥門(mén)和管件，減少流體的局部阻力。選擇低阻力的閥門(mén)和管件，如球閥、快開(kāi)門(mén)等。在該商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)中，為了控制阻力損失，設(shè)計(jì)師選用了塑料管作為主要管道材料，并根據(jù)不同區(qū)域的流量和壓力要求選擇了適當(dāng)?shù)墓艿乐睆健４送?，通過(guò)合理布局，減少了管道長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)彎次數(shù)，并選擇了低阻力的閥門(mén)和管件。這樣一來(lái)，有效降低了阻力損失，減少了水泵的能耗。

7 建議與展望

在大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，節(jié)能減排設(shè)計(jì)是非常重要的。通過(guò)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)和運(yùn)行系統(tǒng)，可以最大限度地降低能耗和環(huán)境影響。本人認(rèn)為通過(guò)高效供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、灰水回收和再利用，以及未來(lái)的智能監(jiān)控與管理，可以實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)和環(huán)保的建筑給排水系統(tǒng)。這不僅可以降低能耗和環(huán)境影響，也符合未來(lái)建筑發(fā)展的趨勢(shì)。

7.1 高效供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，建議采用高效供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這包括下述措施。

1)采用循環(huán)供水系統(tǒng)，通過(guò)使用循環(huán)泵和相應(yīng)的管道網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)冷卻水、熱水等的循環(huán)供應(yīng)，減少供水系統(tǒng)中的能耗。

2)優(yōu)化供水壓力，根據(jù)需要合理設(shè)置供水壓力，避免過(guò)高或過(guò)低的供水壓力，減少水泵的工作壓力和能耗。

3)使用節(jié)水設(shè)備，選擇節(jié)水型水龍頭、馬桶等設(shè)備，減少用水量，降低供水系統(tǒng)能耗。

舉例來(lái)說(shuō)，在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師采用了循環(huán)供水系統(tǒng)。商場(chǎng)內(nèi)的冷卻水、熱水等循環(huán)供應(yīng)，通過(guò)循環(huán)泵和管道網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。這樣可以減少供水系統(tǒng)中的能耗，提高系統(tǒng)的效率。

7.2 灰水回收和再利用

灰水指的是家庭或商業(yè)活動(dòng)中使用過(guò)的、但不含有嚴(yán)重污染的廢水。在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，建議采用灰水回收和再利用技術(shù)，將灰水用于如沖廁、澆灌植物等非飲用用途，實(shí)現(xiàn)節(jié)水和節(jié)能。其具體操作包括收集、處理和儲(chǔ)存灰水，并將其用于非飲用用途。這種灰水回收和再利用系統(tǒng)可以幫助降低自來(lái)水的用量，減輕污水處理廠的負(fù)荷，同時(shí)降低水泵運(yùn)行能耗。

例如，在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師安裝了灰水回收設(shè)備。商場(chǎng)內(nèi)的洗手間和廚房產(chǎn)生的廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，通過(guò)灰水回收系統(tǒng)收集、儲(chǔ)存并進(jìn)行后續(xù)利用。這樣既實(shí)現(xiàn)了節(jié)水和節(jié)能，又減輕了自來(lái)水供應(yīng)壓力。

7.3 智能監(jiān)控與管理

未來(lái)的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)可望結(jié)合智能監(jiān)控與管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高效的運(yùn)行和管理。智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)供水壓力、用水量等參數(shù)，并根據(jù)需求進(jìn)行智能調(diào)節(jié)和優(yōu)化。同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，可以提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行維護(hù)，進(jìn)一步降低能耗和運(yùn)行成本。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑給排水設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排應(yīng)用在大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中具有重要意義。通過(guò)高效供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、灰水回收和再利用，以及未來(lái)的智能監(jiān)控與管理，可以實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)和環(huán)保的建筑給排水系統(tǒng)。這樣可以降低能耗和環(huán)境影響，同時(shí)符合未來(lái)建筑發(fā)展的趨勢(shì)。