浅谈建筑节水技术措施
2021-04-03方路行叶河秀
方路行 叶河秀
1. 杭州园林设计院股份有限公司 浙江 杭州 310030;
2. 中国京冶工程技术有限公司 北京 100088
引言
随着城市化进程的加快,城市人口激增,城市用水量日益增多,在城市的总用水量中,建筑用水所占比例逐年增加,使得建筑节水问题不容忽视。建筑节水并非单纯地减少水量和限制用水,而是对有限的水资源进行合理分配与可持续利用,减少供水过程中的漏损与污染,使用节水型器具并杜绝浪费,适当地对水资源循环再利用,提高水资源的综合利用率[1]。针对建筑节水,主要从供水和用水两个环节分析水资源利用现状并提出节水措施。
1 供水环节
1.1 减少管网漏损
通过对建筑小区用水状况抽样调查,无论是新小区还是老小区,无论是数千户的小区还是百余户的小区,都存在不同程度的自来水漏损[2]。漏损的最主要途径是管网,国务院于2015年颁布的“水污染防治行动计划”中提到了加强城镇节水,到2020年,全国公共供水管网漏损率控制在10%以内[3];《建筑给水排水设计标准》(GB 50015—2019)[4]第3.2.9条规定:“给水管网漏失水量和未预见水量之和可按最高日用水量的8%~12%计”,其中难以预见的用水量又非常少,基本都是管网漏失水量。由此可见,每年因管网漏损导致大量的水消失于无形,减少管网漏损已成为建筑节水的首要任务。减少管网漏损需要设计方、施工方和管理方在工程的全过程中进行配合,并分别做好各自的工作。
1.1.1 设计方工作。设计方需做到:①根据用途、水压和水质等合理选用优质管材,优先采用橡胶圈柔性接口,并采取有效的防腐、保护措施,以降低管道破裂和锈蚀的概率;②控制管网压力和流速,使压力与流速保持平衡状态,避免持续高压或压力突变、流速突增导致的破管;③合理选用优质阀门,一般说来,截止阀比闸阀关得严,闸阀比蝶阀关得严,需根据用途/水压和水质等合理选用;④合理设置分级水表进行分级计量,并选用高灵敏度水表,为用水的计量收费和水量平衡管理提供条件,防止水资源的“隐形”损失。水表和表前阀门的设置。
1.1.2 施工方工作。施工方需做到:①所采购管材和管件必须符合设计要求和相关国家标准;②规范施工管理,严格控制施工质量。
1.1.3 管理方工作。管理方需做到:①利用总表和各分级水表进行水量平衡测试,通过对小区给水管网输入水量与输出水量之间的平衡关系进行分析,及时查出漏水隐患,目前各城市节水法规中对开展水量平衡测试工作均有明确的要求,如上海交通大学徐汇分部,进行水量平衡测试后,查出了不少漏水隐患,经整治给水管网,取得了每月节水3万吨,每年少交100万元水费的显著成效[5];②阀门使用一段时间后,由于密封填料的磨损造成关不严的现象,应该注意阀门的检修和更换;③建立给水管网运行监控管理系统,加强给水系统的日常维护管理;重视检漏工作,及时排查漏水隐患并解决。
1.2 减少超压出流
当给水配件水压过大时,卫生器具会出现超压出流现象,造成水量浪费,由于是在使用过程中流失水量,很难被察觉和认识,而这种不宜察觉的水量浪费,因其未产生使用效益,是为无效用水量。在我国现有建筑中,给水系统的超压出流现象是普遍存在且较为严重的,其浪费的水量亦不容忽视。
《建筑给水排水设计标准》(GB 50015—2019)[4]第3.4.3条规定:“当生活给水系统分区供水时,各分区的静水压力不宜大于0.45MPa”,第3.4.4条规定:“生活给水系统用水电处供水压力不宜大于0.20MPa”。因而在给水系统设计中,生活给水系统按规定进行竖向分区后仍然存在着部分配水点水压偏大的问题,需要在配水支管上安装减压孔板、减压阀等,为卫生器具提供适宜的服务水头。为减少超压出流,控制给水系统中配水点的出水压力是合理的给水系统设计和节水设计所要重点考虑的内容,尤其是需要更加重视配水支管的减压。
1.3 减少热水系统中的无效冷水
我国热水供应系统的水量浪费也较为严重,主要表现在开启配水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,往往要放出不少冷水后,热水设备才能正常使用,而这部分流失的冷水,未产生使用效益,是为无效冷水量。目前住宅中绝大多数采用了局部的热水供应系统,系统基本都不设置回水管,且热水管往往缺少有效的保温措施,造成每次洗浴时都需要放掉管内存留的大量冷水,造成水量的浪费。
热水系统的循环方式是决定无效冷水量多少的内在原因。冯萃敏等人以一座l2层的住宅为对象,进行热水系统中无效冷水的实测分析,结果表明采用支管循环时,热水系统理论上不产生无效冷水,立管循环、干管循环和无循环系统的理论无效冷水量之比为1∶1.6∶2.3[6]。由此可见,立管循环和支管循环系统与干 管循环和无循环相比,节水效果显著。因此建筑热水系统设计中应尽量采用立管或支管循环,并规范采用保温管道,最大程度减少无效冷水的产生量。
1.4 合理利用非传统水源
建筑节水不仅要注重“节流”,“开源”也同样重要,其中比较可行且成熟的便是中水和雨水回用技术。建筑中水回用不仅能缓解水资源短缺状况,同时可以减少污水排放,中水回用系统以优质杂排水或杂排水作为原水水源,具有水量大、水质稳定、受季节和气候影响小等优点;中水处理设备规模不大,具有易于建设、不需要长距离输水、运行管理方便等优点。雨水回用作为海绵城市建设的一项重要措施,不仅能缓解水资源短缺状况,同时可以实现雨水年径流总量控制和SS去除等海绵城市建设目标。雨水回用系统通过收集屋面及其他下垫面的较洁净雨水,经适当处理达到回用功能要求的水质标准后,可以在一定范围内再利用。雨水回用具有两点优势:①易于收集,雨水的收集不需要增加集水管道的投资,可利用原有的雨水排水管道,在其末端设置雨水调蓄池即可;②由于收集的雨水较清洁,其水质处理工艺较为简单。
但目前我国建筑中水和雨水回用系统还有不尽人意之处,主要原因包括:①水处理设施运行和管理能力不足导致潜在的水质风险,用户也很难放心使用;②前期建设投资和处理费用较高,尤其是中水回用,导致其缺乏市场竞争力。建筑中水和雨水回用系统可用于绿化浇灌、浇洒道路、景观用水和冲厕等,但在实际使用中,对于并不直接与人接触的用水,用户接受度较高,而对于冲厕,大多用户对“再生水是否卫生”存在疑问,特别是在住宅内使用的意愿不高。
2 用水环节
2.1 推广使用节水器具
配水装置和卫生设备是建筑用水的最终使用单元,其节水性能的优劣直接影响着建筑节水工作的成效,是建筑节水的重点,因而大力推广使用节水器具是实现建筑节水的重要手段和途径。目前我国已对用水器具的用水效率制定了一系列的相关标准,为进一步促进推广使用节水型器具,应鼓励开发节水器具新技术,并降低成本。居民购买家庭卫生器具时,首要因素便是价格因素是,其次是产品质量和外观,大多时候器具节水与否并未成为影响用户选择器具的主要因素,所以亲民的价格才是更好地推广使用节水型器具的利器。
2.2 提高居民节水意识
居民作为水的终端使用者,其节水意识更是直接影响着建筑节水工作的成效。为提高居民的节水意识,主要从以下两方面入手:①通过抄表到户,提高用户对用水量的关注度,并建立合理的水价机制,合理的水价有利于节约用水,并且容易管理,是控制用水的重要经济手段;②对于价格不敏感型用户以及在公共建筑等无法实现“谁使用谁付费”原则的场所的用水,针对终端用户进行节水宣传教育,促进用户形成敬水惜水的意识。
3 结束语
建筑节水是一项系统性的工作,从供水和用水两个环节分析节水措施不仅工程设计方、施工方和管理方在工程的全过程中进行配合,履行好各自的职责,更需要使用者强化节水意识,敬水惜水不浪费水,只有这样建筑节水工作才能真正取得成效。同时,尚有一些技术问题需同行们共同努力,进一步优化建筑给水系统和水处理装置,提高节水器具的产品性价比,从而为建设节水型的社会提供技术支持。