民用建筑给排水设计中节水节能技术的应用

2020-12-29陈齐

建材发展导向 2020年22期

陈齐

（山西中方森特建筑工程设计研究院，山西太原 030002）

水是人类赖以生存的自然资源。现代工业快速发展的今天，水资源短缺和水环境污染成为了十分棘手的问题，为更好地落实可持续发展理念，应加强低碳环保与节能减排工作。民用建筑给排水设计也不例外。在设计的过程中需结合实际采取节水节能技术，以减少建筑运行过程中的资源消耗和水质污染。

1 民用建筑给排水系统节水节能设计的意义

二十一世纪以来，国内城市快速发展，水资源过度浪费、水环境污染以及淡水资源供应紧缺等问题日渐凸显。

我国十分提倡低碳环保和节能减排，在民用建筑给排水设计中合理应用节水技术可以提高水资源利用率，减轻水环境污染程度，平衡水资源供需关系，既符合国家环保政策，也顺应了社会发展趋势。

另外，给排水系统在现代民用建筑中扮演着十分重要的角色。将节水节能技术应用到民用建筑给排水系统设计中，可以有效降低民用建筑投资成本，实现经济效益、社会效益与生态效益最大化。人民的生活水平显著改善，节水意识明显增强，同时也对居住环境提出了更高的要求。

2 节水技术在民用建筑给排水系统设计中的应用

2.1 选用优质管材和节水器具

近年来，我国民用建筑给排水系统所应用的材料以镀锌管材为主。但是镀锌管材极易生锈，随着使用年限的延长，出现了管道渗漏问题。由于排水管道的流通介质主要是生活污水，所以使用镀锌管材极易造成严重的环境污染。为避免发生此类问题，设计人员应优选硬度等级高、耐腐蚀性强且防水性能良好的管材。

对于民用建筑的排水系统来说，必须充分考虑其投入使用过程中产生的噪音，以免噪音分贝过高而干扰到人们的正常生活。针对此种情况，民用建筑排水系统管材逐步向螺旋消声管方向转变。当前，节水装置主要安装在水龙头，坐便器，淋浴器等盥洗设备上。节水装置的使用可以在很大程度上节约水资源。按照构造形式差异，可将民用节水设备所使用的水龙头划分为瓷芯型和充气型两类。坐便器以两档式冲水水箱为主，淋浴器以节水莲蓬头为主。工业化进程日益加快，现代科技水平显著提高，节水装置的形式更为丰富，且功能也更为多样。

2.2 采用减压措施和环保消防

民用建筑给排水系统运行中，压力是不容忽视的关键要素。若系统压力过大，则会对输水管道产生较大的冲击；如果压力过小，又会导致水资源供应不足，阻碍城市各体系的正常运转。所以，设计人员必须严格控制压力，使其处于规定的范围内，从而降低水资源消耗。减压设计过程中，技术人员也需采取科学有效的处理措施，加强处理效果。

现阶段，我国民用建筑排水系统中主要采取直接动作减压法和比例减压法实现系统减压。二者均可严格控制给排水系统的水压，使其不超出规定范围，从而达到节能节水的目的。在民用建筑中，可以建立消防专用水库，并对消防水库与蓄水池实行独立管理。一方面避免发生紧急火灾事故时出现水资源供应不足的情况，另一方面，避免水资源积存时间过长而出现水质变坏的问题。

2.3 合理利用雨水和再生水

在以往的给排水系统设计过程中，多采用雨水直接由雨水管网排入自然水域或渗入地下的方式。可持续发展战略贯彻落实的过程中，大批设计人员也更加关注和重视给排水系统设计中的技术应用问题。

由于降雨具有分布范围和雨量不均匀的特点，所以无法有效的收集、净化和二次利用雨水资源。现阶段，国内依然没有全方位实现雨水回收再利用取代再生水的给排水系统运行模式。

图1 地下雨水利用系统示意图

再生水主要指经集中回收及净化处理后，使水质满足使用要求的水资源。再生水在绿化灌溉、车辆清洗及道路清洁等领域较为常见。在雨水收集的过程中，可以采取如下几方面措施：第一，完善多种集水面雨水收集系统，采取初期雨水奔流和雨水源头截污等措施。第二，科学设置调蓄池，如条件允许，要最大限度地减少多功能调蓄设施。第三，配置各种渗透装置及其配水系统。

2.4 高效运用真空节水技术

调整和优化建筑给排水系统设计中，应全方位考量真空节水技术的合理应用。在真空复压的作用下，对大气环境中的空气实行高效处理，达到大量高速水气混合的目的，构成带有气体的水源，满足厨卫清洁的用水要求，利用真空节水技术，最大程度地节约水资源。

3 节能技术在建筑给排水系统设计中的应用

3.1 采用分区供水方式

不同地区的市政供水管网压力标准存在较大的差异，但是其供水压力均为0.2—0.4兆帕。工作人员需采取有效措施严格控制供水水压，使其处于合理范围，这样方可全方位满足低层居民的建筑用水需求。市场经济发展和城市建设的过程中，高层建筑和超高层建筑数量明显增多，常规的用水方式无法全方位满足高层住户的用水要求。对此，可结合实际采取二次加压供水方式。

在实际应用中，只将二次加压供水方式应用在市政供水管网无法满足用水需求的高层住户方面，其余住户仍以市政供水管网为主。采取分区供应的方式，既可以避免低层住户的供水管道出现超压问题，又可以降低二次加压的能耗指标。此外，在分区供水节能设计过程中，将市政管网作为水源，合理利用原有压力，配置变频恒压供水设备，可以有效节约水资源，减轻水污染。

3.2 合理运用变频调控技术

气候变化与季节交替对用水量影响尤为明显。在不同的季节的不同气候环境条件下，人们的生活用水量也存在较大差异。例如，夏季的生活用水量远远高于冬季，清晨和夜间和生活用水量远远高于午间。针对此，在民用建筑给排水系统设计中，需引入变频技术，合理调节水压，维持用水与供水的平衡关系，减小水资源损耗量。经实践论证可知，引入变频调控技术，可以节省大约20%的水资源。总之，在民用建筑给排水系统设计中，高效运用变频调控技术，可以达到节水节能的目的。

3.3 高效运用太阳能热水技术

在民用建筑给排水系统节能设计中，还应积极开发和利用太阳能资源。众所周知，太阳能是一种典型的可再生清洁型能源，是节能设计的重要选择。我国大部分地区均处于北纬40°以北，日照时间较长，这为太阳能热水系统的应用提供了有利条件。

图2 太阳能集热板

例如，在民用建筑给排水系统设计中应用太阳能系统。设计人员可以在采光阳台外统一设置集热板。这种设计方式布局紧凑，分户独立，不仅节省了公共占用空间，还便于后续维护管理。水箱与集熱板独立设置，热媒与热水系统独立设置，既可以增强集热板承压的恒定性，又可以保证储水箱内水体的水质。另外，设计人员还可根据集热板的安装位置，适当调整储水箱容量，提高太阳能利用率与热水转化量。