建筑给排水设计中节能减排设计分析

2022-12-11孙敏华

工程与建设 2022年5期

孙敏华

(扬州市城市规划设计研究院有限责任公司，江苏省扬州 225002)

0 引言

随着我国经济的发展和人民对生活质量的要求越来越高，建筑的用水需求也在不断增加。因此，在建筑设计中，引进绿色节能概念可以减少建筑设计中对资源的浪费和水源的损失[1]。随着环境保护意识的增强和节能减排战略性工作的不断深入，建筑给排水系统的节能减排设计已经初见成效，因此，有必要加强对建筑给排水节能减排的设计，以进一步提高建筑对水源利用效率，通过此种方式提高建筑在投入使用后的经济效益[2]。

1 建筑实例

所选的建筑实例为多层办公楼建筑，建筑概况与建筑项目水文地质条件见表1、表2：

表1 绿色建筑实例概况

表2 建筑项目所在地的水文地质条件

该建筑预期在建成后以办公为主，同时兼具住宿、餐饮等功能。

2 建筑给排水设计中节能减排设计

2.1 雨水资源收集与回收利用

针对上述建筑项目，对其进行给排水节能设计。针对市政用水，采用0.15 MPa。在供水的地方，必须有“非饮用水”字样的标识。利用雨水进行冲洗、绿化和道路冲洗，能有效地节约传统的用水。在确定对建筑的供水模式后，对雨水资源的收集和回收利用进行设计[3]。通过对上述建筑学项目所在地区的降水情况统计，该地区日降水量约为52.3 mm，弃流量约为2 mm，一次降水可以采集到的雨水资源量为126 m3。根据该地区降水特点，设计如图1所示的雨水资源回收利用系统图。

该工程采用了流量式弃水设备，以达到初期弃水的目的，在此基础上，根据实际测量得到的雨水COD数值、SS数值和色度数值，确定雨水当中污染物的具体浓度。针对建筑屋顶弃流应当采用径流为2 mm，收集面积超过300平方米的集雨装置。除此之外，对于雨水资源存储应当按照下述内容进行设置：根据《建筑与小区利用工程措施》的规定，雨水贮存设施的有效蓄水能力不能低于集水再生期1～2年的设计日雨量，并根据《建筑与小区利用工程措施》的规定，采用51.8 mm；雨水和雨水的日流量合计为134 m3。绿化浇灌水年使用天数应当按照125天计算，年用水量应当控制在1 200 m3以下。雨水库的有效容量必须不低于24小时的下垫面降雨，而配套的供水网络必须满足一定的用水量。经过弃流的雨水水质虽好，但由于水量变化大，污水处理设施经常闲置，因此雨水的处置要以“简单化”为原则。回收的雨水的污染物以化学污染物、水质中的悬浮物为主，通过雨水蓄水池进行沉淀，经简单过滤消毒后，不需要进行深层处理[4]。针对上述建筑给排水设计，采用聚合氯化铝作为混凝剂，有助于提升过滤的整体效果。在过滤环节采用全自动滤网过滤器以及石英砂过滤器，实现对雨水的两道过滤。

图1 雨水资源回收利用系统图

2.2 透水地面设计

为了减少地面径流，在部分行人路面、地上停车场等区域采取透水路面，其主要表现为：透水混凝土路面、透水植草砖、透水砖铺地，而透水混凝土路面则是利用集料碎石、胶结料、外加剂、水泥、水等进行均匀搅拌后，铺砌而成的路面[5]。其强度高于普通水泥路面，具有较好的耐用性和较长的使用寿命；防水效果好，与周边环境和谐，可美化环境。透水地面整体结构示意图如图2所示。

图2 透水地面整体结构示意图

透水地面对建筑节能减排有着极大影响，在下雨的时候，雨水会快速渗入土壤，降低地表径流量，降低雨水管道的压力，并能有效地补充地下水，快速地渗入会带走大量的热量，在夏天可以有效缓解建筑整体温度升高的问题[6]。采用透水地面不仅能有效地解决道路积水所带来的卫生和安全问题，而且还能有效地改善居民居住的环境。通过上述论述，可以实现建筑室外透水地面面积在50%以上。

2.3 选用节水器具

针对上述建筑工程项目，为进一步体现节能减排优势，对节水器具进行合理选用。图3为一次加压减压给水装置结构图。

图3 一次加压减压给水装置结构图

利用上图中给水装置可进一步提高雨水资源收集与回收利用效果，除此之外，针对建筑公共部分采用自动感应冲洗控制阀和3 L/6 L两档节水型虹吸式排水装置，以此能够进一步节约水资源。

在对建筑内的节水龙头进行选择时，首先，应当选用具有抗腐阻垢性能的材料，以此能够大幅度降低水龙头的漏水率以及结垢速度。其次，将气加压技术应用到水龙头使用当中，通过在水龙头的出水口位置上增加一个充气稳流器装置，能够使其水束更大，并且水压越大时节水效果越理想[7]。最后，根据实际条件，可选用感应龙头、延时龙头或定时关闭龙头，并增加吸氧舱和增压器的使用，以此不仅可以减少过流量，同时还能够使水流当中富含氧气。针对建筑内给排水系统中的普通喷头而言，在停止使用喷头时一般喷头都会存在水滞留的现象。在长时间作用下会积攒大量水垢，而将传统喷头替换为多功能喷头后，由于这一喷头机构特殊，不存在容水腔，因此水流可以直接喷射出来，以此能够有效减少水垢产生，在一定程度上提升节能减排效果[8]。在完成对各类节水装置的选择后，还需在建筑内部设置中水回用系统，该系统应用可以进一步降低水资源的浪费。对于雨水的收集与回用，需要特殊标注回用管道的颜色和标注，并在雨水取水口加锁，确保供水水质的卫生安全。

3 实证分析

给水排水系统是城市建筑设计中不可或缺的、独特的组成部分，其与城市给水排水、工业给水排水系统共同构成了一个完整的给水排水系统。建筑给水与排水工程是建筑的一个有机部分，可以认为优化此方面设计，对于保证建筑正常运转、降低建筑供水能耗、节约水资源等方面发挥着举足轻重的作用。

从发展至今，建筑给排水系统在建筑中的覆盖范围越来越广，涉及的设计内容也越来越多。可在设计中，将建筑给排水工程可以看作是一个整体系统，整体系统是由多个子系统通过高效的连接设备相互联系而形成的。各个子系统之间相互配合，并与外部系统进行合理的对接。技术特征包括：各子系统之间是相对封闭的，由连接设备或与外部环境相连。

由于建筑物的给排水管网连通范围较大，在输水管线中流动的水量较大，水质也比较复杂。假如给排水管道的质量达不到要求，抗氧化、耐腐蚀、耐高温等方面存在缺陷，那么在工程建设中很可能会出现管道被水冲刷，从而造成给排水管道出现裂缝或缺陷的问题，此种问题极易造成水源的损失。所以，必须加强对建筑给排水设计中材料的选择，增强设计方对建筑节能环保的认识，选择轻质、高强的材料作为给排水管道设计材料，并在必要的时候，请专家对给排水设计的节能减排进行评价，对不完善之处进行修正，以实现对给排水节能减排设计的深化。

当前我国的能源形势不容乐观，能源紧缺是当前我国能源发展状况的一个重要问题。为了合理利用新能源，实现建筑设计中的节能减排，必须结合不同项目的区域特征，开展新能源的开发工作。在发展新能源方面，我国已在发展和利用太阳能方面取得了一些成绩，但是由于某些地区的发展和使用条件有限，不能完全满足整个建筑物的供热需求，所以必须采取多种形式的综合能源发展，比如利用太阳能和电力来保证建筑的供热能力等，以此为参照，优化建筑给排水的节能设计工作。对比节能减排设计前后此建筑的给排水电气运行能耗，见表3。