建筑给排水设计的节能节水措施探讨

2016-03-19魏忠毅湖南方圆建筑工程设计有限公司湖南长沙410000

低碳世界 2016年19期

关键词：热水浪费节水

魏忠毅（湖南方圆建筑工程设计有限公司，湖南　长沙　410000）

建筑给排水设计的节能节水措施探讨

魏忠毅（湖南方圆建筑工程设计有限公司，湖南长沙410000）

世界范围内出现的能源危机，提醒人们必须重视对于能源的节约，我国即提出了建设能源节约型、环境友好型社会的目标，建筑行业同样响应了国家号召，而给排水系统的节能设计是建筑工程项目的重要组成部分。本文探讨了建筑给排水设计的节能节水措施，以供参考。

建筑；给排水；设计；节能节水

1　引言

我国水资源短缺和水环境污染问题并存，并且水资源南北分布极不均匀，采取全面的节水措施，提高水资源的利用率，是缓解目前缓水资源短缺的重要途径。在城市总用水量中，建筑用水占很大的比例，因此在进行建筑给排水工程设计中，需要重视节水和节能问题，建筑节水节能具有重要的社会效益和经济效益。

2　建筑给排水现状

（1）在城市总用水量中，建筑用水占很大的比重，虽然国家已经颁布并实施《民用建筑节水设计标准》，但当前我国建筑给排水设计和使用中任然存在很多问题，节约用水仍然具有很大的潜力。

（2）超压出流现象，为满足建筑内全部用水点的工作压力，必须保证最不利点的工作压力达到卫生间器具的最低工作压力，并保证还有足够的水头。当最不利点都满足最低工作压力时，其他位置的卫生器具压力高于最低工作压力，实际使用时的流量都会大于额定流量，就会出现超压出流现象，加剧了水的浪费。

（3）热水系统设计不合理，浪费大量能源和水资源。由于造价的问题，热水系统常常循环系统设计比较简单，有时户内都不设置热水循环管道，当用户在使用热水时，开启热水系统后，常常需要放掉干管或支管中的冷水，这一阶段短可能十几秒，长的时间可能1～2min。

（4）水价计费方式，在水资源丰富的南方地区，民用水价较为低廉，许多城市并未包含污水处理费，自来水销售价格和水的成本不相符，同时阶梯水价在很多城市也并未实施，这些就更加重了水资源的浪费和无序无节制的使用。

3　建筑给排水的节能措施

随着居民条件的提高，热水暖气供应在建造设计中越来越重要。有数据表明，热水供应系统需要消耗大量的水、电，约占整个能耗的12～32%，热水资源在生活方面的使用约占88%以上。因此，要想更大空间的实现节水节能目的，充分利用热水供热系统的布局和设计，则显得更为重要。

3.1充分利用太阳能提供热水

我国现阶段建筑的给排水中，人们对于热水的需求是关键，利用电加热水的方式，热水供应量往往是有限的，还容易造成电能的浪费。而太阳能作为一种清洁能源，利用太阳能制备生活热水既能达到节能的目的，同时还能有效的保护环境。在建筑给排水工程中，利用太阳能，可以有效地节约能源，满足人们对热水的需求。例如在建筑中配置太能集热板、太阳能水箱，并将太阳能供水系统连接到建筑给排水系统中，通过太阳能来加热，来满足用户对热水的需求，减少资源的损耗。

3.2雨水节能利用

雨水利用就是将雨天的雨水收集起来进行综合利用。雨水作为一种资源，它可以有效地缓解用水紧张的局势。但是雨水张含有许多杂质和有害物质，在利用雨水的时候，必须经过加工处理，待雨水水质合格后方可使用。

（1）雨水间接利用：人行道或小区路采用透水铺装路面，室外绿地低于道路100mm，暴雨时存储一部分雨水，通过土壤慢慢下渗地下补充地下水源。屋面雨水排至室外雨水检查井，再经室外渗管渗入地下补充地下水源。

（2）雨水直接利用：汇总的雨水经弃流设置弃流初期雨水后，进入到雨水回用蓄水池中，经机械过滤消毒等处理达到中水水质标准后，进入雨水贮水池，可用于水景补水、园林绿化的给水以及道路的冲洗。

例如可以再建筑屋顶上建立一个蓄水池，并利用管道连接到给排水系统中，在蓄水池中配置相应的水处理装置，待雨水经过处理后在流入到给排水系统中，供建筑使用。

3.3地源热泵

有数据显示，目前，地热资源在我国并没有被较好的利用起来，但是随着地源热泵的推广，使用也将慢慢普及。地源热泵能够将地热转化成4倍的能量，可以大大节约现有资源的浪费。地源热泵已经能够实现一台多用，供水、供热、空调、热水等设备同时使用，发展前景和节能降耗效果明显。

4　建筑给排水的节水措施

4.1中水回用

建筑的中水主要包括建筑排水和居民生活排水，将这些水源收集起来并加以处理后，可以替代原本该被使用的自来水，从而可以有效节约水资源。而要想充分利用起中水，必须要解决如下两个问题：

（1）要调节水量平衡。原水和中水用量不可能一直相等，因此，处理设备需在均匀水量负荷的条件下运行。

（2）要重新制定回用水水质标准。现有中水工程无法达到标准，限制了中水工程的推广和普及。因此，必须尽快制定新的指标体系，充分发挥中水回用技术的效用，解决水资源浪费问题。

4.2使用节水材料与器具

（1）建筑可中应充分利用市政给水管网的可用水头。用水量大的低层商业及低层住户，在满足使用最低压力的条件下，尽量采用市政直供，在市政压力大部分的楼层采用变频供水或者无负压供水。

（2）根据不同用水性质的用户，分别设置水表计量收费，避免不必要的损耗及浪费。绿化用水可采用微喷、滴灌等节水方式浇洒，并设置单独用水计量水表。

（3）优化系统，合理分区，减少管网系统中的压力损失。给水系统采用竖向分区方式，以控制最不利处用水器具的流出水头，不仅可节约用水而且增加使用舒适感。

4.3提倡变频供水方式

变频供水泵组的运用，能够避免传统供水系统中，按照供水最不利情况计算所导致的水量、电能等方面的浪费问题，在用水单位较少的情况下，能够在低功率运行。在热水供应系统中，由于水泵自控技术以及各种监测仪表、新型感温传感器的应用，结合循环水泵的运行，采用变流量变扬程的自动控制系统，根据热水用水量的变化，水泵在不同工况下运行都能在高效区间内，从而节省电耗。

4.4完善热水供应循环系统设计

给排水系统设计中，热水循环方式的选择直接关乎着无效冷水量的大小。在日常生活中人们使用热水供应装置时，初始水源无法满足规定水温要求，每次都要放掉很多冷水，造成水资源无法得到有效利用，浪费现象严重。因此，当前很多城市为避免用水量超标，开始实施计划用水，采取了各种措施对城市热水系统进行改造。具体而言，在建筑给排水设计中，应该有效改良集中热水供应系统，立足设计、施工及使用管理等多方因素，选用立管循环或支管循环模式，从而有效规避无效冷水浪费情况的出现。此外，在公共浴室等用水量较大的建筑给排水设计时，管道应采用双管供水，且应采用带恒温控制与温度显示功能的冷热水混合淋浴器。

4.5控制超压出流

在进行绿色建筑给排水设计时，按照GB50015-2003建筑给排水设计规范要求，目前生活给水系统设计已经进行了完善，但部分卫生器具依旧存在水压过大的情况。为减少超压出流现象的出现，在具体的给排水设计过程中，设计人员应当充分重视给排水系统中的压力设定，保证各处用水点的水压均不高于0.2MPa。此外，还要合理安装减压阀、减压孔板和节流塞等减压装置，以将建筑用水中的水压控制在限值要求之内，有效避免水资源的浪费。

4.6雨水、污水收集利用设计

4.6.1绿色屋顶

花园式屋顶绿化可截留雨水64.6%；简单式屋顶绿化可截留雨水21.5%，屋顶绿化平均可截留雨水43.1%，在排水工程中可以相应的减小下水管道、溢洪管及储水池的尺寸，节省建材费用。除此之外，屋顶绿化还能节能、降噪、固碳、空气清洁。国家博物馆、厦门市海沧区政府、厦门海峡国际社区、福建省建设厅等均采用了屋顶绿化。

4.6.2下沉式绿地

下沉式绿地能够汇集周围硬化地表所产生的降雨径流，因此可利用植被、土壤、微生物等的作用，截留并净化小流量雨水径流，对于超过绿地蓄渗容量的雨水，可经过雨水口排入雨水管网。下沉式绿地则不仅能够起到削减径流量、减轻城市洪涝灾害的作用，对于下渗雨水，还可以起到增加土壤水分含量，减少绿地浇灌用水量，补充地下水资源量的作用。同时，径流携带的氮、磷等污染物可以转变为植被所需的营养物质，促进植物的生长。

4.6.3城市污水回收再利用

（1）分散式回收

即选择城市大型建筑、住宅小区等作为污水回收点，在其位置设置小型中水处理站，将建筑物内产生的污水作为处理对象，通过有效收集与集中处理，最终回利用于城市生态绿化浇灌与建筑冲厕等。此种方法所需设备多样化程度高，且处理工艺比较简单，应用形式灵活多变，可以更好地适应待处理区域实际要求，系统供给与需求量吻合度高。且工程所需投资小，具有较高操作性，更容易实现，避免了大规模污水收集与再生水回用管网的建设，应用后短时间内便可见效，可以在很大程度上降低市政排水设施与污水处理厂压力。

（2）集中式回收

即通过建立大中型污水再生回用水厂的方式，对城市生活污水进行统一收集、处理以及再利用，一般回水应用方向为农业灌溉、生态景观以及城市杂用水等方面。与分散式方法相比，集中式回收最大的特点就是对污水进行统一处理，最终实现水资源的循环利用。此种方法在实际应用中具有规模效应，一次性投资较大，但是处理厂单位水量投资与运行费用较低，且可以大规模处理污水。