绿色建筑暖通和给排水设计的节能策略探究

王雅涵

（梅里尔建筑设计事务所，美国 芝加哥 60604）

1 引言

随着经济的快速发展，资源与环境问题逐渐凸现，绿色设计理念受到越来越多人的重视。目前，节能减排、管道资源的有效运用已成为建筑设计师与建设单位的共识。

在供水与污水系统的规划与建设中，存在供水系统释放过压的情况，同时存在热水供应循环不畅的问题。针对现阶段存在的不足，建筑物的供水与污水系统的施工设计运用了以下几种绿色节水节能技术：第一，水源和供水系统的选择必须基于建筑物的实际所需，特别是在供水和电能消耗方面，需要重点关注配水构件的安全。第二，必须要结合建筑物的层高，根据国家有关规定设定管网压力，保证其设定的科学性。第三，运用减压节流、雨水回收运用与真空节水等技术进一步落实节水节能设计。供暖、通风与空调系统以及排水系统是建筑工程中必不可缺的一部分，如果设计不够完善，未充分考虑节能要求，将会导致资源浪费及供水量递增，造成过度损耗。现今，供暖、通风、空调、供水、卫生等各类节能技术在建筑项目施工与规划环节中得到了广泛应用。随着业主居住满意度的提高、资源损耗的合理降低以及能源的高效应用，这一模式已经成为新时代建筑施工的全新方法。基于此，本文探讨相应节能技术在绿色建筑暖通与给排水系统中的合理应用。

2 给排水设计和暖通设计的原则

2.1 设计以节省为核心

设计以节省为核心重点体现为下述几个方面：第一，对资源的合理应用。即“节材”。第二，对材质的挑选。资源的合理应用要求设计人员学习绿色生态化技术以及设计理念，尽可能减少非必要的设计，提高建筑节能效率。在材质的挑选过程中，要求设计人员挑选质量可靠、功能良好且环保的建材。在落实暖通装置设计规划的工作中，务必要考虑暖通装置的集约性，除此之外，还必须考虑暖通装置的应用安全性，避免在运转的环节中，装置维护保养的费用直线提高[1]。

2.2 材质与装置的持续化利用

设计师务必要考虑暖通装置、排水设备的可以持续利用性，例如，在排水口可以添加热交换装置，借此促使新风系统以及排风系统的间接接触，凭借间接接触来进行热交换，这样的设计思路可以促使排水的热量转化成为新风系统的能量，加速新风系统的运转，或者依靠排水的冷能量对新风系统的运转进行降温[2]。

2.3 循环准则

循环准则的应用可以下述几个方面为基础：以给排水为例，由于热水水源与用水区域存在一定距离，需要用热水时，管道内的冷水完全排出后才可以获得热水，这样就会浪费不少冷水。为了有效解决这一问题，可以考虑热水应用的循环体系，可在热水管网的末端安装一个回水管道，打通回水管道和热水源的进水箱。为了更加快捷地控制回水，可在回水管道之中设计循环泵及控制体系。借此就可使已经冷却的水经回水管道重新进入水箱加热，业主就可以很快用到热水，避免了对水资源的无故浪费，提高了热水的应用成效[3]。

3 暖通设计中存在的相关缺陷

目前，在暖通设计中也存在不少问题，其中设计方案在施工中难以有效落实的问题较为突出。在进行暖通设计前，要精心规划、合理安排，制订相应设计方案。但是，在实际工程中，经常出现在施工阶段，相关设计方案难以有效落实的现像。例如，在对暖通空调装置进行设计前，各参与方已经对相关参数进行了规定，包括空调的运转类型、空调的设计数据等，但设计方案中未彻底遵从这一规定，这就致使相应的设计方案难以在施工阶段贯彻落实，设计工作难以发挥有效作用。

4 给排水设计存在的漏洞

4.1 中水利用率较低

中水是指经过处理的生活污水、工业废水、雨水等，水质介于清洁水和污水之间，可以用来灌溉田地、冲洗厕所、回补地下水等，也叫再生水。中水是缓解水资源危机的重要资源。在给排水设计中，可通过增设中水回用系统循环利用中水。如洗衣服、洗澡后的“灰水”，可在小区集中收集、处理，变成中水后返回家家户户用于冲厕。另外，可使用模块化户内中水集成系统，通过该系统可将洗手、洗菜、淋浴等优质杂排水收集起来，作为冲厕所用水。

4.2 给水配件和卫生器具导致的水资源过度消耗

比如，部分施工单位为了节约资金，给建筑给排水系统配备的有关配件质量较差，时间一长，这些配件就容易漏水，如果修理不及时，就会浪费水。又如，在选择卫生器具时，只考虑奢华的体验感不考虑节水，如商场超市、写字楼的厕所多用感应式冲水小便池，用户大多在如厕前后冲水两次，造成冲厕用水浪费。

4.3 水系统导致的浪费

现阶段，安装水循环系统的建筑数量较少，水循环系统尚未普及，这就造成设计师只能根据老旧管道设计，无法实现节水节能的效果，导致水资源的消耗[5]。

5 建筑暖通设计的解决策略

5.1 科学运用自然风

建筑通风事关室内温度与空气质量的高低，在绿色建筑中，科学运用自然风是建筑通风的最佳选择。自然通风不但能够实现室内污浊空气与室外新鲜空气的充分互换，并且降低了暖通装置的频繁运用，节省了能源损耗，是有效、环保的通风策略。在设计规划过程中，设计师应当深入思考区域的季风特征、地形地貌以及周边建筑的规划，科学设计通风窗口的朝向与开口大小，并科学规划室内构造，避免墙体或者其他室内构架遮挡通风线路，降低通风气流阻力，便于自然风完全进入室内空间。

5.2 合理运用太阳能

太阳能是永不枯竭的清洁资源，在绿色建筑暖通设计过程中，利用太阳能是建筑节能的一个重要途径。可以利用太阳能这种丰富、便捷、无污染的能源来进行采暖制冷、供应热水和进行光电转换，以满足人们生活的需要，同时达到减少和不用矿物燃料的目的。

设计师在进行太阳能建筑一体化的设计时，要考虑两个方面的问题：一是考虑太阳能在建筑上的应用对建筑物的影响，包括建筑物的使用功能，围护结构的特性，建筑体型和立面的改变等。另外在设计过程中，应当重视太阳能板的区域与角度，最大程度上获得太阳直射[6]。二是考虑太阳能利用的系统选择，如太阳能产品与建筑形体的有机结合。

5.3 合理应用暖通节能科技

在暖通空调系统内，风量的调整与分区域调控是节能的重点所在。变风量系统自带VAV 装备，可根据对室内温度等反馈信息的判断、暖通空调负载状况自动对送风温度与送风量进行调整，避免了不必要的负荷浪费。而分区域调控系统则能够依据室内规划与功能分区，在合理运用自然风的前提下，科学调整各个区域风量，进而减轻系统的负担，节约了资源损耗。另外，热回收与蓄冷等全新节能技术也越来越成熟，近年也得到了广泛运用，上述方法均为建筑暖通节能设计提供了更多可能。

6 建筑给排水系统设计的节能策略

6.1 调控超压出流

超压出流是指给水配件前的静水压大于流出水头，其流量大于额定流量的现象。两流量的差值为超压出流量，这部分流量未产生正常的使用效益，且其流失又不易被人们察觉和认识，属“隐形”水量浪费。设计师可从如下方面进行调控：第一，合理分区；第二，改变供水方式，例如，如果市政供水无法满足用户需求，可在合理分区的前提下，改用水箱供水；第三，科学设计减压装备，例如，在水压集中区域配备减压阀、减压孔板、节流塞等减压装备，以便控制建筑给水系统超压出流。

6.2 推广节能装置的使用

各种节水装置的节水效果十分突出，室内节水装置重点分为节水型水龙头、节水型淋浴器、节水型便器等。节水型水龙头具备手动或者自动开闭以及调控水流量的能力，例如，人们日常生活中较为常见的红外感应式水龙头，可以在人离开后自主调控阀门关闭。具备较为突出的密封性能的陶瓷阀芯水龙头，在同等静水压条件下，节水效果能够达到20%左右。节水淋浴器运用红外感应装置、延时自动关闭等方法调控阀门开关，进行水温调整与流量限制，也有较好的节水效果。

6.3 挑选优质管材

长时间使用劣质管材引发的泄漏、生锈等问题，会在一定程度上加剧水资源的浪费及污染，所以，绿色建筑给排水规划中应当挑选环保优质的管材。如现今较为流行的PP-R 管、PVC-U 管等，均具备较为突出的强度、密封性以及耐腐蚀性，能够逐渐替代过去的镀锌管材[7]。

6.4 提升雨水回收运用效果

雨水回收后可以作为厕所冲洗、园林绿化等方面的用水，回收运用的方式如下：雨水收集系统PP 模块雨水聚丙烯模块可以用来储藏水，是一种不占空间的新产品，具有非常强的受压能力，95%的抽出空间可以实现更有效的储水；玻璃钢蓄水池采用强化玻璃纤维等高强度的耐酸碱材料UP 树脂，辅助钢结构内部的支撑体系，是利用目前最新的生产技术，工厂化生产整体成形的生活污水处理设备；人工生态湿地是人为设计建造来处理污水的好方法，是20 世纪七八十年代发展起来的废水处理技术，是在自然湿地生态系统中物理化学和生化反应的协同作用下来处理废水，由碎石和生长在其上的水生植物组成，是独特的土壤植物微生物生态系统。

7 结语

建筑领域是实施节能降碳的重点行业之一。在设计过程中，建筑师可从多方面着手提高建筑节能的设计水平，从而提升建筑能效水平，释放建筑领域节能降碳的潜力，打造更多的绿色建筑、低碳建筑、生态建筑。