试述建筑给排水工程中节能节水技术的有效应用

2023-11-23廖志辉

城市建设理论研究（电子版） 2023年32期

廖志辉

广州建筑股份有限公司广东广州 510000

新时期，建筑给排水工程作为城市基础设施的重要组成部分，已经广泛应用于城市的各个领域。然而，随着能源危机和环境保护意识的逐渐增强，建筑给排水工程的节能节水问题也成了人们关注的焦点。为了实现更加可持续的城市发展，在建筑给排水工程中正确应用节能节水技术不仅可以节约资源，降低成本，还有助于提高城市的可持续发展能力。本文将深入探讨建筑给排水工程中节能节水技术的有效应用。

1 建筑节能节水的必要性

建筑节能节水的必要性已经越来越受到人们的关注。这不仅是因为建筑节能节水可以对环境、社会和经济产生重要的影响，更是因为这是一项紧迫的任务，需要我们共同努力来实现。当我们听到如今全球气温持续变暖、海平面上升的通告时，我们必须承认保护地球环境对我们来说已经是一项必要的任务。而建筑中的高能耗以及因此带来的碳排放量的增加，则是导致环境问题激烈进展的主要原因之一。除此之外，建筑节能节水的好处还体现在经济和社会方面。在经济方面，建筑节能节水可以减少能源消耗，为企业提供了节约支出的途径。一些调查数据表明，建筑节能工程能够减少能源消耗60%至80%以上，如此可观的节能效果，无疑可以为企业带来财务上的实质性优势。在社会方面，建筑节能节水同样具有很高的意义。在社会经济发展的过程中，建筑是各种资源的主要消耗者之一，而节约资源也是我们不可忽视的重点。因此，建筑节能节水可以大大降低社会的资源消耗，使社会变得更加可持续。在法律法规方面，国家对于建筑节能节水提出了一系列的要求，旨在逐步打造绿色建筑。国家相关部门出台了诸多相关政策，如实施节能建筑评价标准、对新建建筑的能耗指标进行严格管理和审批等。此外，国家还实施建筑节能专项补贴、贴息贷款等政策来支持企业和个人在建筑节能方面的投入。这些政策的出台明确了建筑节能节水的重要性，同时也给企业和个人提供了非常好的机会，鼓励他们积极行动。建筑节能节水的必要性显而易见。只有当我们认同并积极推行建筑节能节水的原则，才能使环境更加友好，社会更加和谐，经济更加可持续。

2 建筑节能节水技术的分类

2.1 节能技术

在建筑领域的应用，节能技术可采用隔热保温技术、采光技术、通风技术以及节能建筑材料等多种措施。隔热保温技术可以增加隔热材料的使用量，加强建筑物各处的保温措施，减少能量的散失。采光技术则是通过合理安排建筑内的采光设施，使光线充分进入室内，减少室内照明系统的能耗。通风技术可以采用自然通风或机械通风等方式，达到保持室内空气质量的目的，减少空调系统的能耗。此外，节能建筑材料也是一种常用的节能措施，它可以选用具有良好保温、隔热、防水、隔音性能的建筑材料，如外墙保温板、双层玻璃等，减少能量损失。

2.2 节水技术

随着世界人口的增长和经济的发展，全球水资源的短缺问题也越来越突出。因此，节约水资源、保护水环境，已成为全球建筑业和社会各界普遍关注的话题。建筑节水技术的应用，则是非常重要的解决之道[1]。建筑节水技术，简单来说就是通过科学合理的水资源利用方式和多种先进技术，实现减少用水量、提高用水效率的目标。其中的技术方法，可以是使用高效节水设备，如节水龙头、节水冲水器、节水喷淋头等。也可以是采用雨水收集利用系统，通过设计雨水收集系统，将雨水收集起来用于浇灌植物、冲厕所、清洗地面等。此外，还可以采用分离排水系统，将厨房、洗衣房等用水区与洗手间、淋浴房等污水区分离，分别处理，减少污水量，提高用水效率。同时，建筑物周围设置景观水池，也是一个不错的想法，可以利用雨水作为池水，减少用水量，同时还能起到提升环境的作用。此外，在农业上，还可以回用灌溉水，将农业灌溉用的污水进行净化处理后再次利用于灌溉农田，有效减少用水量。

3 节能技术的有效应用

3.1 太阳能热水系统

随着人们对环保和节能的意识不断提高，太阳能热水系统作为一种重要的新型节能技术正在得到广泛的应用。它是一种基于利用太阳热能来加热水的系统，由集热器、水箱和管路等组件构成。它的工作原理是通过太阳能集热器吸收太阳能，将阳光转化为热能，再通过管路将热能传输到储水箱中，从而取代传统的热水系统，实现节能和资源的高效利用[2]。太阳能热水系统的应用让我们受益匪浅。首先，它的能源来源是清洁的太阳能，无需插电或燃烧燃料，不会产生排放物和二氧化碳等污染物，因此不会对环境造成任何负面影响。其次，太阳能热水系统可以降低住宅和商业建筑的用水成本，减少人们的能源支出。此外，系统寿命长、维护方便，使用安全可靠。太阳能热水系统的应用非常广泛。它可以应用于个人住宅、公寓、汽车旅馆、热水游泳池、宾馆酒店等多种建筑场所，能够满足室内多种用水需求，包括冬季的供暖、卫生间水温、游泳池供水等方面。太阳能热水系统在企业生产过程中的电站、食品加工厂、制造厂等行业也有着重要的应用，能够帮助他们降低能源消耗，提高生产效率。

3.2 地源热泵系统在建筑工程中的应用

随着环保意识不断提高，地源热泵系统成为了建筑工程中不可或缺的节能技术。它的原理是通过将地下水体的冷、热源能量利用热泵技术，输送到建筑内，以实现供暖、空调、热水等多种功能。（如图1）相较于传统的采暖和空调设备，地源热泵系统优势显著。首先，地源热泵系统充分利用了地热资源，解决了传统采暖、空调设备排放、能源利用等诸多问题。同时，它对环境影响较小，能够大幅度降低建筑物的碳排放量，是一种新型环保设备。其次，地源热泵系统运行稳定可靠，并且成本较低。作为一种新兴技术，它的使用寿命相对较长，维护保养成本也较低，为建筑工程的长期效益带来了可靠的保障。地源热泵系统在建筑工程中的应用也十分广泛。在别墅、城市住宅以及工业厂房等建筑中，地源热泵系统是一种比较理想的供暖空调选择；而对于医院、商场和酒店等大型公共建筑，引入地源热泵系统能够取代传统空调、采暖设备，大大提高节能效果。可以看出，地源热泵系统的应用前景广阔，它将成为建筑工程行业的重要组成部分，为环保与可持续发展提供了强有力支撑[3]。

图1 地源热泵系统

3.3 能源管理系统在建筑工程中的应用

能源管理系统作为一种自动化管理技术，通过监测、分析以及控制各个系统的运行状况，实现节能降耗和优化能源结构的目标。随着人们对能源消耗和环保的意识不断提高，能源管理系统在建筑工程中的应用也日益广泛。首先，能源管理系统通过实时监测和分析建筑物能源消耗情况，提高了能源的利用效率，可在不影响人员舒适度的同时，满足不同时间和地点的能量需求。同时，它也为可持续发展提供了保障，通过制定合理的能源管理策略，活动应对各种能源危机与环境问题。其次，能源管理系统的实施简单、成本低、易于维护。具体来说，在建筑物节能改造、设计、施工阶段，只需要配备专用的监测设备和数据采集仪器，对建筑物进行能源消耗分析和管理，就能够实现节能的效果，并有助于长期运营和维护。能源管理系统在建筑工程中的应用也十分广泛。特别是在大型商业综合体、医疗设施等建筑群中，通过能源管理系统的协调控制，可以减少能源的浪费，提高点对点的通信，从而实现节能降耗和优化能源结构的目标。而在废弃建筑与地下车库等场所，能源管理系统也能实现能源的运营协商，保证能源在不同区域的精准供应[4]。

4 节水技术的有效应用

4.1 低流量水龙头和淋浴器

低流量水龙头和淋浴器是目前应用较为广泛的节水技术之一。它们通过减少水流量来减少水的浪费。一般来说，传统水龙头和淋浴器的流量都在12升/分钟以上，而低流量水龙头和淋浴器的流量则可以降到6升/分钟以下，甚至更低。这不仅大大降低了日常用水量，也通过控制水流的速度，提高了用水的效率。低流量水龙头和淋浴器还具有一些其他的优点。例如，它们可以节约能源，因为减少水流量同时也意味着减少了需要加热的水量。此外，它们还能够提高水质，因为较小的水流可以减少水中的杂质，从而提高水质。

4.2 高效率冲水马桶和蓄水池

高效率冲水马桶和蓄水池是目前应用较为广泛的室内节水技术之一。它们通过减少冲水量来减少用水量，以达到节水的效果。一般来说，传统的冲水马桶和蓄水池每次冲水量都在大量使用，而高效率冲水马桶和蓄水池则在保障冲水效果的同时减少了冲水量。高效率冲水马桶和蓄水池还具有节能、环保和易于维护等优点。它们不仅可以延长设施的使用寿命，还能够减少能源的使用量，降低碳排放；此外，它们的结构也比传统类型简单、清洁方便。

4.3 灌溉系统的节水技术

灌溉系统的节水技术主要是指采用高效率喷头、设置有效的水管系统、通过土壤湿度监测等技术手段，降低农业和城市绿化用水的浪费程度。采用高效率喷头可以最大限度地利用水源，减少用水量。同时，在使用喷头时应根据喷头的类型和周围环境设定喷洒范围，避免水资源浪费。此外，建立有效的水管系统可避免管道漏水和浪费，实现农业和城市绿化用水的精准供应和有效使用。通过土壤湿度监测技术可以实时监测土壤水分情况，自动调节灌溉水量和灌溉时间，以实现自动化的灌溉。灌溉系统的节水技术可在减少用水量的同时提高农作物和植物的生长水平，实现高效的水资源利用。

5 建筑给排水工程中的其他节能节水技术

5.1 雨水收集和利用系统

雨水收集和利用系统可以通过收集屋顶、道路等表面的雨水，将其储存并进行简单的过滤和处理，应用在一些非饮用领域，如植物浇灌、地面清洗、冲洗马桶等等。相较于传统的自来水，雨水可替代的非饮用领域较为广泛。此外，雨水收集还可以缓解城市排水系统的压力，减少自来水资源消耗，降低环境污染等。雨水收集和利用系统主要包括雨水收集装置、管路系统、过滤装置和贮水装置等。管路系统主要负责把收集好的雨水输送到贮水装置中，一般采用PVC管材和连接件[5]。过滤装置的作用则是过滤雨水中的杂质和沉淀物，以提高水质。

5.2 热水再生系统

热水再生系统是一种可以回收排水中热能，并用于预热饮用或洗澡水的节能设备。现有的热水再生系统基本分为两种类型：基于空气源热泵技术的热水再生系统和基于地源热泵技术的热水再生系统。空气源热泵技术的热水再生系统通过基于室内外温度差的原理，把室内排水中的热传递给压缩机在室内再生热水。地源热泵技术的热水再生系统则可以将室内排水中的热能转移至地下的海水或地下水，从而实现回收并加热热水。相比于传统的热水系统，热水再生系统具有以下优点：

（1）实现了热能资源的高效回收和利用，节省了能源消耗和开支。（2）提高了污水系统的效率，降低了排放对环境的负面影响。（3）减少了自来水的需求，缓解了水资源短缺的压力。

5.3 污水处理和回收系统

污水处理和回收系统是一种通过专业设备和技术处理建筑物生活污水中的有机和无机物，并回收利用经过处理的水，用于花草浇灌或冲厕所等非饮用领域的环保设施。它可以降低建筑物的水资源消耗，同时减轻了市政供水系统的负担，加强了水资源的可持续利用。污水处理和回收系统的处理流程一般包括发掘、预处理、二次沉淀、生化处理、过滤、高级处理等步骤。系统将生活污水在不同的处理环节进行安全净化后，释放出清澈的水源用于再生利用，减轻了对自来水的需求[6]。采用污水处理和回收系统除了节约用水资源外，还可降低环境污染和维护环境健康。该设备能够有效地去除生活污水中的污染物，如有机物和氮、磷等化学物质，从而减少水体污染和水生态环境损害。

6 建筑节能节水技术的优势和推广前景

建筑节能节水技术是目前推广比较成熟和广泛的环保技术之一。首先，建筑节能节水技术的应用可以减少能源和水资源的浪费。这些技术可以从多个方面入手，如采用节能灯具和智能照明、设置高效供热和制冷系统、使用低流量冲洗器具和灌溉系统等等。这些措施不仅可以降低能源和水的消耗，而且能有效地减少碳排放，推进低碳环保。其次，采用节能节水技术还可以降低建筑物的运营成本。因为能源和水资源的消耗是建筑物运营成本的主要组成部分，而采取节能节水技术可以降低这些成本。例如，采用高效节能设备和技术，可以降低建筑物的能耗和维护费用；使用雨水收集系统等技术则可以降低水费等运营成本。最后，推广建筑节能节水技术有助于推动环保和可持续发展。