建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)研究

高銘淇

冀中能源邢臺(tái)礦業(yè)集團(tuán)工程有限責(zé)任公司 河北 邢臺(tái) 054000

1 建筑給排水工程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 熱水系統(tǒng)中的能源浪費(fèi)

我國(guó)北方城市建設(shè)熱水供應(yīng)系統(tǒng)比較常見，而熱水供應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)的水資源浪費(fèi)和能源浪費(fèi)的情況比較嚴(yán)重。熱水供應(yīng)系統(tǒng)工作的過程中，為了確保其正常工作，需要將配水裝置靜置一段時(shí)間，在靜置的過程中系統(tǒng)內(nèi)的冷水需要全部排出，確保熱水供應(yīng)系統(tǒng)的正常使用。而這些冷水往往沒有經(jīng)過有效的使用就直接作為污水進(jìn)行排放，從而造成較為嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)問題。

1.2 隱性水的浪費(fèi)

高層建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，為了確保高層用戶擁有足夠的水壓，以滿足實(shí)際生活用水需求，需要使用增壓裝置提升高層水壓，這就可能導(dǎo)致在日常生活用水的過程中，部分樓層的水壓過高，引起水管流量的增加。用戶很難對(duì)其進(jìn)行有效控制，雖然可以利用自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)水壓進(jìn)行調(diào)整，但由于技術(shù)、裝置本身等方面的原因，其靈敏度并不能滿足實(shí)際使用的需求。特別是在衛(wèi)生間、廚房的清潔的過程中，過高的水壓和流量很容易導(dǎo)致隱性水資源的浪費(fèi)，從而給高層建筑的節(jié)能環(huán)保帶來不良的影響。

1.3 給排水設(shè)施的滲漏

相對(duì)于一般建筑，高層建筑的施工難度較大、使用年限較長(zhǎng)，給排水工程的施工質(zhì)量問題、老化問題都可能導(dǎo)致給排水設(shè)施滲漏。特別是高層建筑供水管道在使用的過程中需要承受更高的水壓，隨著使用年限的增加，供水管道的老化會(huì)導(dǎo)致滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。在日常使用的過程中，管道的連接處、閥門處容易出現(xiàn)冒水的現(xiàn)象，也很容易造成水資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。而在實(shí)際的施工過程中，給排水設(shè)施出現(xiàn)滲漏的問題，通常與給排水管道的材質(zhì)有直接的聯(lián)系。若使用金屬管道，則還需要做好管道的防腐處理，避免長(zhǎng)期使用過程中銹蝕帶來的管道問題[1]。

2 建筑給排水節(jié)能技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能節(jié)水

在熱水供應(yīng)系統(tǒng)的建設(shè)過程中，熱水供應(yīng)系統(tǒng)通常根據(jù)熱水的實(shí)際需求進(jìn)行局部分區(qū)供應(yīng)或者集中熱水供應(yīng)。每一種熱水供應(yīng)方式均會(huì)引起一定的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，在實(shí)際使用的過程中，也不會(huì)立即為用戶提供熱水，用戶需要排放較多的冷水以獲取熱水。為了減少該現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)對(duì)熱水供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行有效的優(yōu)化，一方面可以選擇增設(shè)回水管的方式，避免熱水與冷水之間的交叉使用；另一方面則可以根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況，對(duì)熱水供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行有效的節(jié)能改造，采取干管循環(huán)、支管循環(huán)等方式，提升熱水供應(yīng)系統(tǒng)的供應(yīng)效率，并減少在使用過程中可能出現(xiàn)的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

2.2 二次供水

二次供水是補(bǔ)償高層建筑用水壓力較低常用的一種方式，但在二次供水系統(tǒng)建設(shè)的過程中，存在一定的水質(zhì)污染情況。該方法可以有效提升水資源的利用效率，并有效減少高層建筑增壓過程中帶來的隱形水資源浪費(fèi)。同時(shí)，在利用二次供水的過程中，可以采用新型的節(jié)能環(huán)保設(shè)備，避免二次供水系統(tǒng)中產(chǎn)生的水污染現(xiàn)象，從而提升水資源的使用效率，減少水資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。例如取代傳統(tǒng)水泵水箱的二次供水設(shè)施，并使用氣壓罐、變頻調(diào)速等技術(shù)提升二次供水的效率，減少能源和水資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。

2.3 水資源的循環(huán)利用

在高層建筑給排水技能技術(shù)應(yīng)用的過程中，應(yīng)充分重視水資源的循環(huán)利用。一方面，需要利用自然降水，對(duì)其進(jìn)行有效的消毒凈化，使其能夠用于清潔、綠化等作業(yè)。為此，需要建立一個(gè)良好的雨水收集系統(tǒng)，對(duì)雨水進(jìn)行有效的靜置和凈化，提升用水的安全性，并用于非飲用給水系統(tǒng)中的供應(yīng)。另一方面，需要進(jìn)一步加強(qiáng)生活廢水的有效處理，拓展生活廢水的收集與利用途徑，對(duì)不同的生活廢水進(jìn)行有效的區(qū)分，進(jìn)一步加強(qiáng)高層建筑的蓄水池建設(shè)，從而提升生活廢水的利用效率，并減少水資源的浪費(fèi)現(xiàn)象[2]。

3 建筑給排水節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 熱水供應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化

首先，在熱水供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)高層建筑的實(shí)際使用需求，對(duì)熱水系統(tǒng)的循環(huán)方式進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在集中熱水供應(yīng)的過程中需要使用循環(huán)管道，提升熱水的循環(huán)效應(yīng)。同時(shí)使用支管循環(huán)的方式，滿足高層建筑在使用過程中對(duì)熱水較高的需求。其次，需要合理進(jìn)行熱水系統(tǒng)的分區(qū)，確保熱水系統(tǒng)中的加熱器、貯水器與給水系統(tǒng)的分布保持一致，并通過相應(yīng)的管道供應(yīng)熱水，從而確保壓力平衡。此外，需要合理分布熱水的管線，盡量確保熱水管線呈輻射狀從中心展開分布，以減少熱水管線過長(zhǎng)的現(xiàn)象，并進(jìn)一步減少無效冷水的總量。同時(shí)，在設(shè)備的選用過程中，需要根據(jù)高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)的需求，對(duì)管線、設(shè)備進(jìn)行合理的選擇，從而滿足高層建筑的熱水需求，并有效調(diào)整熱水的流量、溫度、壓力等方面的參數(shù)，減少熱能與水資源的浪費(fèi)。在此基礎(chǔ)上，還需要考慮熱水熱源的位置、建筑物的使用性質(zhì)、管道的保溫等多方面的要求，提升熱水供應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)效率。

3.2 供水系統(tǒng)的優(yōu)化

現(xiàn)階段我國(guó)高層建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，將飲用水與生活、生產(chǎn)用水進(jìn)行集中供應(yīng)。但兩者的水質(zhì)要求有一定差別，在水資源越來越緊張的情況下，應(yīng)對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行有效的優(yōu)化，采用分質(zhì)供水的方式，提升水資源的利用效率，一方面，需要確保高品質(zhì)飲用水，進(jìn)一步凈化市政供水；另一方面，需要做好中水的供應(yīng)，將雨水、空調(diào)水、浴室排水等水質(zhì)較好的排水進(jìn)行收集，并對(duì)其進(jìn)行初步處理，應(yīng)用到水資源的循環(huán)利用過程中。

3.3 中水回收系統(tǒng)的建設(shè)

中水是由污染程度較低的雜排水所組成，例如淋浴、洗衣、空調(diào)等區(qū)域的雜排水。在保證用水安全的基礎(chǔ)上，需要確定中水不會(huì)對(duì)人的感官帶來不良的影響，比如水質(zhì)的渾濁度、顏色氣味、酸堿性不會(huì)給人帶來不適。在高層建筑給排水系統(tǒng)的建設(shè)過程中，需要建立良好的中水收集系統(tǒng)，基建時(shí)對(duì)雜排水管道進(jìn)行優(yōu)化。在系統(tǒng)應(yīng)用的過程中對(duì)中水進(jìn)行收集、處理、消毒，確定水質(zhì)達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)后，利用單獨(dú)的中水供水系統(tǒng)將其投入回收使用的過程。在建設(shè)中水回收系統(tǒng)時(shí)，可以根據(jù)高層建筑的規(guī)模進(jìn)行合理的選擇，當(dāng)工程規(guī)模較大時(shí)，回收和處理的費(fèi)用較低，管道具有較高的復(fù)雜性，但擁有良好的回收利用效果，應(yīng)得到設(shè)計(jì)人員的充分重視。

3.4 雨水回收系統(tǒng)的建設(shè)

雨水回收系統(tǒng)的建設(shè)在建筑開發(fā)中比較常見。在建筑區(qū)域內(nèi)采取有效措施合理收集雨水資源，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理后，直接投入中水供水系統(tǒng)中進(jìn)行使用，從而提升雨水資源的利用效率。一方面，在高層建筑的開發(fā)過程中，可以通過屋面的合理設(shè)計(jì)，集中展開雨水的收集與利用。通過雨水調(diào)蓄池進(jìn)行凈化，并將其應(yīng)用到中水供水系統(tǒng)中。另一方面，可以通過滲透措施使雨水能夠進(jìn)入地下，補(bǔ)充地下水資源的同時(shí)，在地下建立蓄水池，利用土壤凈化雨水，有效提升雨水水質(zhì)。在實(shí)際建設(shè)的過程中，高層建筑需要利用屋面、地面對(duì)雨水的收集進(jìn)行源頭控制，通過建設(shè)雨水收集面和收集管路，使雨水能夠集中到調(diào)蓄系統(tǒng)中，通過沉淀、過濾、消毒等處理措施，使水質(zhì)能夠達(dá)到一定的使用標(biāo)準(zhǔn)。最后將回收的雨水用到綠化消防、地下水回灌等過程中。首先，超高層虹吸雨水排水系統(tǒng)。建筑受到周圍環(huán)境的影響，大部分屋面雨水只能采取虹吸系統(tǒng)，一部分雨水管采用包柱走室外覆土的形式。將虹吸雨水排水系統(tǒng)設(shè)置在超高層屋面，為讓雨水能順利排放，要將消能裝置設(shè)置在雨水立管低區(qū)的1～8層部分。其次，下沉式廣場(chǎng)的雨水收集。下沉廣場(chǎng)的設(shè)計(jì)不僅能為該項(xiàng)目提供更多場(chǎng)所，還能為項(xiàng)目提供綠化景觀，帶來優(yōu)美的視覺享受，但這也增加了雨水處理難度。將400mm寬隱蔽式暗溝設(shè)置在各層的下沉廣場(chǎng)的輪廓線周邊；將DN150的雨水斗設(shè)置在暗溝內(nèi)，雨水斗上設(shè)置防護(hù)濾網(wǎng)，排入雨水井。采用多臺(tái)泵的運(yùn)行方式設(shè)置雨水泵，雨水泵2用1備，在雨量較大時(shí)3臺(tái)泵可以同時(shí)啟動(dòng)。雨水調(diào)蓄池、處理工藝及雨水清水池設(shè)置在地下4層，對(duì)收集到的雨水進(jìn)行沉淀、過濾、消毒處理，確保處理過的雨水能滿足綠植灌溉、馬桶用水等需求[3]。

3.5 管材、設(shè)備的合理選擇與施工

在管材選擇的過程中，應(yīng)選用新型材料的管道。對(duì)高層建筑原有的給排水管道進(jìn)行改造，在減少對(duì)給排水管道影響的同時(shí)，提升管道的性能。例如在對(duì)排水管道的改造過程中，可以使用鋁塑復(fù)合型管、混凝土管，提升管道的抗腐蝕性，避免排水管道因腐蝕而出現(xiàn)滲漏問題。在此基礎(chǔ)上，還可以選擇節(jié)水水龍頭、節(jié)水便器，以減少高層建筑因水壓、水流量較大而產(chǎn)生水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。例如，應(yīng)用節(jié)水水龍頭，可有效控制水流量，在使用的過程中，可以根據(jù)人們的使用需求自動(dòng)感應(yīng)出水，從而減少在使用過程中的水資源浪費(fèi)。而在使用節(jié)水便器的過程中，可以根據(jù)不同的使用需求選擇對(duì)應(yīng)的節(jié)水便器。例如，感應(yīng)式節(jié)水坐便器可以根據(jù)使用時(shí)間自動(dòng)調(diào)整出水量，提升水資源的利用效率；又如，壓力防臭節(jié)水坐便器在使用的過程中，可以根據(jù)實(shí)際的使用需求分檔沖水。此外，在解決管道設(shè)施漏水滲水問題的過程中，應(yīng)進(jìn)一步重視安裝與施工的質(zhì)量。一方面，需要充分重視接口處的施工質(zhì)量，做好相應(yīng)的防滲漏處理、防腐處理；另一方面，需要在特殊位置使用支撐的方式對(duì)管道、設(shè)備進(jìn)行固定，避免松動(dòng)引起的滲漏問題。

3.6 減壓裝置的安裝

超壓水流是在確保高層供水壓力的過程中，對(duì)水管進(jìn)行加壓而導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。在高層建筑出現(xiàn)相關(guān)問題時(shí)，需要安裝減壓裝置，根據(jù)不同的樓層對(duì)水壓進(jìn)行調(diào)整，利用減壓閥、節(jié)流塞等設(shè)備降低低層供水的水壓，并根據(jù)樓層變化，調(diào)整減壓效率，從而確保每個(gè)樓層的供水壓力統(tǒng)一。在安裝時(shí)，必須根據(jù)高層建筑的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性選擇，比如減壓閥工作較為穩(wěn)定但安裝成本較高；減壓孔板則會(huì)受到水壓的影響，引起水壓的不穩(wěn)定；節(jié)流閥則可能因?yàn)樗|(zhì)較差而產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象。因此，需要根據(jù)建筑的特點(diǎn)和減壓裝置的需求，合理選擇對(duì)應(yīng)的裝置[4]。

3.7 節(jié)能加壓設(shè)備的使用

二次加壓在高層建筑供水的過程中較為常見，但老舊的加壓設(shè)備，其能耗較高、供水效率低下，因此應(yīng)使用節(jié)能加壓設(shè)備對(duì)其進(jìn)行改造。可以使用變頻加壓設(shè)備、負(fù)壓式供水設(shè)備等方式提升供水系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，可以利用節(jié)能加壓設(shè)備對(duì)流量、壓力的智能控制優(yōu)勢(shì)，合理調(diào)整水壓、流量，在滿足高層建筑供水需求的同時(shí)，進(jìn)一步減少高壓水流情況的出現(xiàn)。例如，在使用變頻泵的過程中，可以根據(jù)高層供水的實(shí)際需求調(diào)整變頻泵的工作流量，通過調(diào)整其轉(zhuǎn)速控制供水的壓力，使不同樓層的工作水壓能夠保持在0.20MPa，并確保工作水壓不會(huì)超過0.45MPa。

4 結(jié)束語

綜上所述，高層建筑在現(xiàn)代城鎮(zhèn)建設(shè)中比較常見，而給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較復(fù)雜，也是導(dǎo)致水資源能源浪費(fèi)的主要原因。利用節(jié)能技術(shù)對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行改造，可以有效提升水資源的利用效率。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，可以進(jìn)一步降低高層建筑的運(yùn)營(yíng)成本。在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用過程中，一方面需要充分重視給水系統(tǒng)的優(yōu)化與改造，使用節(jié)能技術(shù)提升高層建筑的供水質(zhì)量；另一方面需要重視排水系統(tǒng)的回收再利用，從而全面提升高層建筑的節(jié)能水平，緩解水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。