建筑给排水设计中节能减排设计分析

翁文明 海峡（福建）交通工程设计有限公司工程师

随着经济的发展和人们对高品质生活的追求，居民生活用水量持续增长，而水资源的浪费量在持续增长。因此，为了降低资源浪费和损耗，绿色节能理念被成功应用在建筑设计领域。随着环保意识形态和节能减排政策的发展，节能减排设计在建筑给排水设计中逐渐取得了一定的成绩，因此加强对建筑给排水设计中的节能减排设计，进一步提高水资源的应用效能，具有十分重要的现实意义和经济意义。

1 建筑给排水设计节能减排现状分析

经济的发展极大改善了我国居民的生活条件，我国的基础设施建设也较为完备，但居民在用水时不注重水资源的利用率，浪费了很多水资源。现代社会中，我国居民对水资源节约的意识普遍较低，卫生冲洗、冷热水循环以及日常用水过程中，都可能因为操作不当或对水资源的不重视而产生大量的水资源浪费，加重我国水资源的缺失。

基于此，我国高度重视建筑给排水的节能减排设计，强调提高水资源的利用率和可循环利用，使水资源在人们的日常生活中具有更高的经济效益和社会效益[1]。

2 建筑给排水设计中节能减排设计问题

2.1 给排水设施建设落后

随着人们对建筑和用水量需求的持续上升，亟需对现有的建筑进行给排水改造，加强建筑的给排水能力，满足人们的用水需求。但实际上，许多的建筑给排水管阀的建设相对落后，没有根据市场需求进行维护和扩建，建筑给排水工作开展难度大，加上城建部门的工作效率偏低，无法将地上与地下的给排水设施进行匹配，给排水工作无法有效做到节能减排[2]。

2.2 节能市场的局限性

我国采用的绿色节能建筑材料品种单一且性能较低，无法保障长期有效的节能效果，而大部分的节能施工技术都是吸取国外的先进经验，在技术本土化改造上还有一定的空间。此节能市场环境对建筑给排水系统进行节能减排改造的局限性较大，需要不断对设计施工方案进行调整，确保改造后的建筑给排水更加合理，持续时间更长，提升建筑工程的整体效益。

2.3 建筑给排水材料管理不合理

在建筑工程施工的过程中，存在许多建筑材料由于存放或管理不当导致材料受损、性能下降的问题，由于没有一套完善的管理制度来加强对材料管理人员的行为约束，使施工质量控制效果与预期效果产生偏差，原有的节能减排效果也因为材料质量受损的问题而下降，因此想要提升建筑给排水系统中的节能减排效果，还需要加强对施工材料和节能材料的管理，确保施工后的建筑给排水系统能够实现预期的目标，达成有效的节能效果。

3 建筑给排水设计中节能减排设计

3.1 优化住宅排水系统

近年来，家庭用水的用水量持续上涨，主要来自于厨房与卫生间。需优化家庭住宅的排水系统，降低日常排水量，住户的水费也能呈现一定幅度的下降，国家水资源紧张问题也能得到缓解。因此，在实际操作中，住宅排水系统的设计越合理，经济效益和社会效益也就越高。在对住宅排水系统进行优化的过程中，主要可以通过改良厨房、卫生间的水龙头和卫生洁具的排水功能来达到降低排水量的目的。可以将传统的阀门水龙头更换为感应水龙头，同时厕所洁具排水也可以设置为感应式排水，确保当住户处于不需要水的情况下，有效节省水流排放。

虽然南水北调工程改善了我国的用水现状，但我国地域宽广，并非所有地区都能够拥有良好的用水条件，因此在进行住宅排水系统优化时，还应当注意提升水资源的利用率，将清洁用水通过排水系统作为绿化用水，提升水资源的二次利用。在使用水的过程中，应当重视对水资源的反复利用，通过合理的住宅给排水设计来实现水资源的循环利用，并且在进行循环利用的过程中，考虑到污水对周边环境的影响，当生活用水成为废水时，应将其进行集中处理，从而强化污水处理的质量与效果。

3.2 新型材料的合理开发与应用

科学技术的发展和环保节能的发展让我国材料市场发生了变革，各种新型节能材料大量出现在市场中，并且质量良莠不齐，因此，在进行建筑给排水设计时，需要明确给排水设计所采用的建筑材料的性能与功能。许多建筑工程中，出于建筑成本考虑，通常会选择经济性较高的建筑材料进行给排水施工，但这些材料的实际应用效果却并不理想。

由于建筑给排水地下管网联通较广，因此在给排水管道中流通的水源较多，水质较为复杂。如果在进行给排水系统设计时采用的给排水管道质量不符合相关标准，其抗氧化、抗腐蚀以及抗高温性能都存在一定的缺陷的话，则将导致在施工过程中容易受到水的侵蚀，使管道质量受损，甚至会产生裂痕或缺陷，水在流动过程中从管道中渗漏，造成大量的水资源浪费。因此，需提高给排水系统设计人员的材料辨识能力，加强其对市场中新型节能材料的认知，并选用具有轻质高强特性的材料进行给排水施工，必要时还可以聘请给排水行业的专家对给排水设计的节能减排能力进行评估，及时修改不够完善的地方，提升给排水设计的节能减排可行性。此外，应用新型节能材料时需要在施工前对材料展开抗腐蚀性、高温耐受性、压力曲折性以及结构稳定性等测试，确保质量能够与施工设计标准相符，提升建筑给排水系统的使用寿命的同时确保水资源在流动过程中不会因给排水系统的质量问题而出现浪费。

3.3 充分利用雨水资源

在建筑给排水系统中，对雨水的利用范围还局限在工程项目范围内。收集工程项目范围内的雨水并加强净化能力，确保收集的雨水能够达到使用标准，在某种程度上加强城市建筑的排水能力和节能能力[3]。鉴于现代城市中庞大的建筑群，通过加强对雨水的利用能够有效提高城市对内涝问题的防范能力，同时为了提升雨水的二次利用效果，应当修建蓄水池，将蓄水池中的水净化后再流入建筑的中水系统中，利用中水系统的水循环功能让雨水资源进行反复利用，直至其成为废水，最大化发挥出雨水的清洁作用和生活作用。而对于滴落在屋面的雨水，应当采用重力内排水系统，将其蓄积排放到市政雨水排放管网中，由市政雨水排放管网来实现协调配置，可用于道路清洁、消防用水和绿化灌溉等市政用水，实现雨水在建筑和城市中的多元化利用。

3.4 开发利用新能源

能源紧张是我国当下能源发展情况中主要面临的问题，因此我国高度重视对新能源的开发与利用。出于对新能源开发的合理性考虑，应当根据各个地区的地域特点来进行能源开发。在新能源开发上，我国在太阳能的开发与应用上具有一定的建树，但在部分地区，太阳能的开发与应用条件受限，无法满足建筑整体的供暖要求，因此还需要在实际的能源开发过程中采用多种能源结合的方式进行综合性能源开发，如采用太阳能和电能结合的方式来保障建筑的供暖性能。其中，太阳能热水器就是实例，为了避免在供应热水的过程中产生资源浪费，应当合理设计热水器给水方式，通过冷热交替或减少冷热水的交换时间，以此达到降低水温上升期间水量浪费的目的，对此可以结合地热能源来保障人们对于温度的需求。

3.5 利用市政管网加强对水压的控制

建筑工程的建设将会对城市布局产生一定的影响，而建筑给排水系统的建设也会对市政管网产生一定的影响。因此，为了让现代建筑工程的给排水系统设计达到节能减排的标准，在进行建筑给排水系统设计时，应当合理地利用市政管网来进行分区供水，并加强对无负压供水装置的建设，借助无负压供水装置来加强对市政管网中水压的有效控制，以此来减少水量的浪费，并且可以采用小型的加压泵来进行水压控制，减少建筑给排水系统建设的成本，提升建筑给排水系统的经济效益[4]。

4 工程实例

4.1 工程概况

在建筑中，学校的用水量占比较大，这是因为学校建筑的占地面积大且建筑用水类型多，包括生活用水、厨卫用水、卫生用水以及绿化用水等，因此本文将以某中学进行绿色建筑扩建为例，对该建筑工程给排水设计中的节能减排设计进行研讨。该工程项目位于城市新区规划中，临靠交通要道和城市住宅区，因此对于建筑给排水系统的设计将直接影响到整个新区市政管网的建设。项目占地总面积为83 468 m2，其中建筑总面积为780 391 m2，6 352 m2为地下面积，建筑密度和绿地率分别为23%和28%。

4.2 建筑给排水系统设计中的节能减排设计

4.2.1 水系统规划

经过计算和统计之后，整个学校包括教学楼、宿舍、食堂以及绿化等相关建筑用水的全年用水量大约为80 134 m3。其中，整个学校内建筑在3 层以下的采用的是市政管网供水方式，而3 层以上则采用变频供水机组加压供水。为了保证供水系统中水的安全可靠，还需要加强对水质的净化，如在水箱中加入水质净化器或在水箱出口安装紫外线消毒器等。考虑到整个学校的占地面积较大，雨水资源较为丰富，因此需要加强对雨污的分流设计，设置蓄水池，科学合理地安排雨水资源的利用。收集的雨水资源可用于绿化灌溉、地库冲洗或建筑清洁等相关建筑用水，减少开发水资源的使用。

4.2.2 管阀防漏措施

做好建筑管道与阀门的防漏措施具体表现为以下几点：第一，用于给排水系统建设的相关材料，如阀门、管道以及转接头等都需要选择市面上质量较高的材料，确保被应用在建筑给排水系统建设中的材料具有良好的气密性、耐腐蚀性和耐磨性[5]；第二，尽可能使用新型材料，除了资源消耗的节省外，施工材料也可以选择新型绿色材料来降低建筑工程整体的能源消耗；第三，加强对管阀的检修与维护，确保管阀使用的可靠性，并加强对管阀的设计，尽可能降低在管阀维护过程中的水量耗损；第四，科学控制水压，避免管阀因水压过高或骤变导致管阀受应力过大发生结构破坏；第五，为了更好地监测给排水设计中的节能减排设计效果，可以设置灵敏度较高的水表来对人们的用水量进行监测。

4.2.3 采用更高效的节水器具

整个学校中，在各种类型的建筑中都存在着节水器具的使用，因此需要采用更高效的节水器具来实现良好的技能效果。节水器具的选择需要满足《节水型卫生洁具》（GB/T 31436—2015）和《节水型产品通用技术条件》（GB/T 18870—2011）的要求。其中，小便器的使用最多。在节水型小便器的采用上，可以采用冲洗水量低于3 L 的，既能够保证拥有良好的清洁能力，又能够有效节约水资源的浪费。此外，还可以设置具有高灵敏度的水表来实时监测用水量，以更合理地分配水资源的利用，实现科学节水。

4.2.4 雨水回收与利用

在该项建筑工程中，屋面所占面积为19 852 m2，16 443 m2为屋面种植面积，绿地总面积约为21 473 m2，室外道路和地面道路的总面积约为41 036 m2，地下面积为6 352 m2。因此可以修建蓄水池将雨水收集起来并加以利用，能够有效用于绿化灌溉、道路冲洗和地下建筑冲洗等相关用水，这将极大节省开发型水资源的使用，有效实现节能减排。另外，为了实现雨水的有效回用，在进行系统设计时采用的是PLC 控制，这种控制模式的优势在于能够在雨水回用系统正常运转的过程中实现自动化控制，并且能够进行人工干预控制，有效提升雨水回用系统的应用效果，同时该项控制系统还能够根据水池内液的水位进行示警，保障雨水回用系统的可靠性。其自动化控制表现为：在低水位时会控制水泵停止向外供水并加强对水池的补水；中水位时将同时进行供水和补水操作，并尽量使其保持平衡；高水位时将关闭水池补水，独立进行供水，并会在水位过高时进行示警，便于人工进行干预控制。

4.2.5 场地径流总量控制

在对场地径流进行控制时，需要结合该建筑工程实际给排水系统的建设情况，充分利用雨水回用系统和排流系统[6]。一方面可以通过雨水回用系统来加强对自然水资源的利用，减少雨水资源的外排流失，另一方面可以利用雨水回用系统来保障学校各个地区的用水量均衡，避免水量分布不均衡产生多余的水量浪费。

5 结语

建筑给排水设计中的节能减排设计能够有效缓解我国的用水现状，但给排水系统的设计细节需要结合整个建筑工程的实际情况，同时还需要根据建筑地区位置合理利用市政管网。通过优化住宅给排水系统、加强对轻质高强的新型材料利用、开发与利用新能源以及二次回用雨水等多种手段，从产生用水浪费现象的源头进行用水控制，使建筑工程项目从根本上实现节能减排。同时根据工程实例表现可以分析出雨水对于建筑给排水系统建设的重要作用，加强对雨水回用系统的建设与完善并根据建筑用水情况进行合理的水资源分配，多余的雨水资源可以排入市政管网，保证建筑给排水设计中的节能减排设计具有较高的合理性和可行性。