节能减排理念下建筑给排水设计分析

2022-11-02傅锦茵

建材与装饰 2022年32期

傅锦茵

（广东博意建筑设计院有限公司，广东佛山 528311）

0 引言

城市化发展进程下，随着居民数量的增加，其用水量也在剧增，这对水源总量与用水质量产生了深远的影响，同时也提高了环境污染治理的难度。现阶段建筑施工已经普遍应用节能技术，在降低施工成本的同时，延长建筑使用寿命。将节能减排的发展理念与给排水设计相融合，有利于进一步提高水资源利用率，实现水资源的优化配置。

1 建筑给排水中节能减排设计的作用

水资源对于社会发展与人类生存有着无可替代的作用，在建筑给排水设计环节引入节能减排的可持续发展理念，这对改善国内人口数量众多与水资源分布不均衡的情况有着现实意义。给排水部分的节能减排设计作用一般体现如下。

（1）节能减排理念的推广有利于促进社会和谐发展，经济的发展离不开水源的大力支持，但是工业生产与居民生活中经常会遇到水资源的浪费情况，所以有必要确立节能的环保理念，积极解决水资源的不必要浪费问题。

（2）贯彻并落实节能减排发展理念，有利于提升居民生活水平，提高其生活质量，在满足人们物质生活需求的同时，丰富其精神世界，强化人们的节能减排意识，迎合时代发展需要。

（3）节能减排理念的应用有利于保护环境，使给排水施工可以节约水资源，维护周围生态环境，促进城市化发展[1]。

2 基于节能减排理念下的建筑给排水设计

2.1 解决超压出流问题，对给水管道节流减压

一直以来，超压出流都是引发水资源浪费的主要原因，建筑给排水设计的要点就是解决该问题。引发超压出流的原因有很多，比如给水系统设计不合理，导致水资源输送环节压力较大而超出预期流量限制，给水资源利用带来额外流出的浪费问题。对此，在建筑给排水设计环节，应明确以下要点。

（1）合理设置给水系统的供水压力，按照高层建筑或普通建筑实际特点，利用市政管道水压，以分区供水与合理分压为基础，防止大面积高压供水，保证给水系统水压稳定。将给水系统的供水压力设置在0.2MPa之内，同时安装减压孔板或者节流塞等减压装置，实现对系统水压的有效限制。

（2）对建筑给水管道采取节流减压措施。为节约水资源，目前建筑给排水设计已经限制了给水管道压力值，但也要按照用户实际情况确定管道压力值，如果用户用水量超过最大压力值，此时用户家中将会遇到供水不足的情况。对此，应以用户的实际用水量为参考，对污水集中处理，再将污水统一在一个管道内实施集中排放，减轻环境污染[2]。

2.2 改进热水系统，推广智能化节水设备

以原有热水系统为基础，对系统加以改造，比如新增循环设计，让没有加热的水资源可以从回水管道再次流入储水池，谨防水资源不必要浪费。灵活使用支管循环与立管循环等设计方式，按照用户需求使用设计成本偏低的立管循环方式，及时回收水资源，并在热水系统内安装加热与保温装置，防止水温下降之后造成水资源浪费[3]。

使用太阳能热泵热水系统，发挥太阳能清洁能源的优势，将太阳能技术用于排水设计环节，充分利用太阳能热泵的供热性能，突出系统对太阳能可再生资源的吸收作用，使热能在经过循环系统后被输送到集热水箱，实现热水保温功能。太阳照射时会产生辐射，当照度充足时可对太阳能集热器内的热水进行存储，使其存储于蓄水箱内，以此达到建筑热水使用需求。没有太阳的时候可启动空气源热泵，兼顾建筑给排水的热水供应。图1为太阳能工作原理。

图1 太阳能工作原理

应用智能化节水设备，现代化建筑给排水设计一般需要从配水装置和用水装置构成，为达到节能减排的设计效果，有必要推广智能节水设备。一方面，合理配置水表，选用智能IC卡水表，对水量进行自动化记录，确保水资源计量准确，防止出现超量用水的现象；另一方面，加强水量管理，合理利用节水器，比如在家中安装节水坐便器与淋浴喷头，谨防漏水与滴水现象发生。

2.3 循环利用雨水生活废水，优化供水系统

2.3.1 循环利用生活废水

以可循环利用水资源的理念为引导，在给排水设计时还应做好生活废水的回收利用，如图2所示。可以在排水设计环节安装循环利用系统，对生活中的中水回收利用，使其用来厕所冲洗与道路清洁。安装雨水收集系统，采集自然雨水，将其用来小区绿化灌溉，避免对清洁的水资源造成浪费[4]。

图2 生活废水回收利用

2.3.2 雨水回收利用

雨水作为水资源的部分，人们经常忽略这类水资源，充分利用雨水可以节约水资源，收集雨水后需要对其消毒灭菌处理，再将其投入在生活用水中。设计给排水系统时，在楼顶区域设计雨水收集池，随后设置专门的管道用来将雨水引入沉淀池，雨水沉淀之后再将其集中处理，实现资源循环利用。循环利用雨水的时候应意识到下雨前的几分钟雨水不能利用，收集到的雨水应用来及时补充地下水或小区灌溉绿化。图3为雨水回收系统。

图3 雨水回收系统

为强化建筑给排水设计的节水效果，结合项目实际特征，在小区内设置多个雨水回用处理装置，负责采集屋面与室外的雨水，再将雨水进行统一消毒处理后，将这部分水资源用于小区绿化灌溉、道路清洗。以实际项目为例，某项目的总用地面积有80296.70m2，其中屋面面积有20074.00m2，屋面种植面积有160259.20m2，绿地面积有20074m2，室外道路面积和地库面积分别为40148m2和7438m2，表1记录了园区内各项设施的日用水与年用水量的大致情况[5]。

表1 各项日用水量与年用水量统计

项目内雨水收集区域和蓄水池的位置已经确定，蓄水池可收集510m3的水，位置与市政接口十分接近，方便溢流处理。表2为该区域年均水量的平衡计算结果，经研究发现雨水收集系统运行下的总收集量可以达到室外绿化灌溉与道路清洗的要求，水量可以保持平衡。

表2 年均水量平衡计算结果

创建专门的雨水回用系统，采取PLC控制模式，实现系统的自动控制，控制柜应具备设备监控与故障预警两方面功能。对于清水池采取内液自动控制方式，水位在较低的时候，控制柜内将会显示详细信息，此时回用水泵将会停止向设备供水，随后又对其补水；处于中水位的时候，雨水提升泵将会对设备供水；高液位状态下，雨水向清水池供水的同时也会将补水阀及时关闭，如果内液位置偏高，控制柜将会发出警报。

2.3.3 对管材与阀门严格控制

无论是管材，还是阀门，这些都是给排水系统设计的重要材料，一旦材料质量不达标，后期管材与阀门在使用时都会遇到渗漏污染的问题，从而造成水资源浪费。如图4所示，需按照排水系统的分类情况进行系统优化设计，加强对材料质量的科学控制，优选耐用性材料，特别是在高层建筑中管道竖向距离比较长，选择管材的时候必须关注管道间的衔接性与管材的抗腐蚀特性，比如使用HDPE塑钢管，凭借管材较高的强度，突出管材的排水优势。排水管道设计环节，应充分意识到排水管道旨在排放生活污染，管道设置的是否合理，这将直接影响人们的生活。排水立管应设置在污水聚集的区域，方便污水在最短时间内成功排除，由于排水时会有噪音出现，因此管道设置还应规避居民卧室部分，可以在外墙周围埋藏管道，立管之间应在间隔10m的区域设置检查口。

图4 建筑排水系统分类

2.4 合理设计用水定额，加强水泵参数设置

为更好达到节能减排效果，应尽可能的提高水资源利用率，对用水定额展开优化设计，比如选择直接供水或分区供水的方式，将管道与市政管网相连接，保证各个区域管道给水压力的平衡。将水泵安装在不同的供水区，实现管道并联，降低减压阀的压力，以此实现对管道给水压力的合理控制。

在设计建筑给排水系统时，可以采用变速水泵控制水资源，突出装置的节能效果。采用自动化方法控制水泵，调整其流量与能量，将自动控制系统和给水设备连在一起，比如在给水设备上安装温度感应器，或者在水龙头位置安装指示仪器，这类感知部件可以将收到的输送信号传递给水泵，水泵再根据信息调整自身参数，以此达到节水减排的目的。

2.5 加强中水循环处理设计，优化屋顶水箱浮球阀

在建筑中水系统循环处理设计环节，将废水与雨水经过处理后达到水质优化标准，以此实现水资源的回收再利用。充分利用中水，改善生态环境，在建筑给排水设计前提前为中水循环处理设施预留位置，再对生活废水与雨水分类处理，定期检验生活废水，一旦发现有毒有害物质，应立即将水源隔离，集中处理有害物质后才能将水资源排放至市政管网内。对于无毒的水源，应完成相应质检工作，达到标准后进行净化处理。

采用先进的技术完成建筑屋顶水箱浮球阀的优化设计，目前主要采用液压式浮球阀或者流量控制阀，将这类新型阀门用于建筑给排水设计环节，有利于减少建筑用水量。此外，应根据周围环境与现场施工条件，做好屋顶水箱浮球阀的优化设计，联合新型卫生器具，提高设备的耐用性，强化装置密封性。