关于建筑给排水节能环保技术开发与具体实践探析

文／武长海 山东北纬荣青建筑工程有限公司 山东济南 250100

引言：

人类的社会发展和文明进步需要以大量能源作为发展基础，然而，经济建设的同时也不能忽略生态环境建设。在社会总能耗中，建筑能耗占有较大比例。给排水系统是建筑工程的主要能耗系统之一，要想保证建筑工程建设顺应节能减排及低碳环保发展的要求，首先需要将节能减排理念和绿色环保技术合理引入建筑给排水设计与施工过程，以解决建筑工程带来的能源过度消耗和环境污染问题，促进国家经济建设的健康发展。

1.建筑给排水工程节能减排的重要性

经济社会快速发展背景下，各行业呈现良好的发展态势，但也带来了严重的能源消耗以及过量排放问题，已经威胁到人类社会的可持续发展。高能耗引发的问题在持续恶化，不符合可持续发展战略要求。在建筑行业，需要在工程设计前积极策划，主动优化和改进传统设计和建设模式，将低碳节能理念融入设计之中，确保设计方案能有效推进给排水工程高质量建设，最大程度上减少资源损耗，降低排放，实现节能减排。目前人们物质生活水平逐步提升，对于建筑工程质量和环保要求随之提高升，这就要求在建筑给排水工程设计中提高节能设计的重视程度，实现各种资源的合理开发和利用。

2.建筑给排水工程中的能耗与排放问题

2.1 水压设计不合理

不合理的给水压力设计会造成严重的水资源浪费。在给水设计过程中，设计人员如果没有根据供水高度合理划分供水分区，或者未在配水支管用水点水压高于0.2MPa时及时采取减压措施，那么在后续供水过程中，就容易引发超压出流等问题。有研究表明，当供水压力达到0.3MPa时，普通水龙头在半开状态下的最大出流量约为额定流量的2 倍；在全开状态下的最大出流量约为额定流量的3 倍。也就是说，在上述情境下，即使设计人员采用节水龙头也无法减少因水压增大而外溢的水资源。

2.2 水供应及给水系统能耗

建筑工程的给排水施工可能在水系统引发超压出流的现象，再加上建筑给排水存在较强的隐蔽性，超压出流难以及时察觉，无形之中会造成水资源浪费，可能质量问题长期存在且不被发现。建筑工程的给排水系统是为用户日常用水提供服务的，但是并没有配备配套的加热设施，即使有的配置了加热设施，也可能距离水源太远，还须从源头调运用水，这个过程的热量损耗也很高。

2.3 水资源渗漏及污染问题

建筑给排水施工中管道、阀门渗漏问题较为严重，不仅浪费一定水资源，还会对水环境产生污染破坏。究其根本，由于管道质量不高、所选择的金属配件规格不合理、管道锈蚀，就会增加管道渗漏水几率。如果未能第一时间处理，将造成严重的水环境污染和破坏，影响到人们正常用水。要认识到水箱污染的问题，导致水资源污染主要是来源于附件和本体等方面。如果水箱材质为钢板，表面容易锈蚀，经流水箱的水资源就会产生严重污染。如果水箱材质为钢筋混凝土，长期使用水箱表面会滋生微生物、青苔以及寄生物，从而造成水资源污染[1]。

3.关于建筑给排水节能环保技术开发与具体实践探析

3.1 优化城市供水系统的设计方案

在优化给排水设计施工作业时，要注重对城市供水系统设计方案的完善，从城市发展的现状出发，对不同区域的实际用水情况进行科学配置，进而提高城市生活用水、工业建设用水，以及农业生产用水的整体水平与质量。在对城市供水系统进行科学设计时，要将供水系统的管道预埋位置、管线材质选择、管线数量确定和施工建设技术等因素进行综合考虑，根据不同施工区域的功能，将城市供水系统进行明确标注、分类。此外，给排水设计的工作人员要对施工区域的实际需求和供水能力进行调查，确保二者处于平衡状态，并根据相应调查结果对水资源进行科学规划，提高给排水设计的科学性和合理性。对于农业产业重点区域，可以利用先进农业技术将降水收集技术进行普及教育，并鼓励农户将收集到的水资源应用到农田灌溉活动中，进而实现水资源的回收与利用。在城市的工业区域中，要注意对水资源供需的有效协调，特别是加强对工业排水的科学处理，降低工业用水量，提高对水资源的再利用，优化城市供水能力。

3.2 采用无负压供水系统，充分利用市政水余压

由于传统的二次供水系统中先将市政水存储在地下室的水箱中，市政供水原本具有一定的压力和动能，输入水箱是能量卸去，然后再利用水泵加压。无负压供水是当前节能效果非常出色的一种供水方式，其原理是设备直接将带有余压和动能的市政水增加至更高的压力，从而为高层建筑供水。相比于传统供水方式，其优点在于市政水原本的功能被直接利用，无负压供水可根据市政水余压动态化地设定水泵机组的加压需求，形成一种按需升压的工作模式。这种系统中使用了较多的电力电子设备，常见的如真空抑制器、稳流补偿器、预压自平衡器等，可对水压形成精确的检测和调控，进而按照压力缺口动态化的调节变频调速水泵的工作频率，实现节能控制[2]。

3.3 科学进行给排水设计

在绿色建筑工程给排水施工建设中，要结合实际进行节水节能模拟，确定采用何种方式安装管道，判断当前方案是否可行。并根据外部情况进行排水规划，避免在后续应用中出现浪费的情况。如建筑所处区域及周边的市政条件较好，可选择无负压叠压供水方式。这种设计方案的优势在于全封闭，有用水节能、检修方便等特点，能在一定程度上提高效益；且可以通过优化做到功能配套，保证水资源的合理使用，既满足可持续发展的要求，又避免外在冲击埋下隐患。

（1）基础设计。结合纵横断面图、平面图处理好给排水管道的构造，合理划分不同区域的地质单元。给水承压管可选择PCCP 管、玻璃钢、PE 管等，污水管则可以选择钢管、钢筋混凝土管等。节水节能设计要考虑砌体的盖板，根据实际情况进行加固，再通过参数复核计算加以判断，满足后续运行的需求。

（2）结构设计。在建筑给排水设计中，为了保证节水节能新技术满足实际应用需求，应借助该技术建立基础模型，得到建筑给排水系统的成图。在此基础上，对设计成果的可行性进行分析，通过信息匹配实现施工进度安排。同时，做好管线综合布设规划，优化给排水管线避让，提高资源节约效率。

（3）消防设计。合理配置消防供水箱，并设置内部净水系统，将过滤收集到的资源应用于后续消防活动。一般来说，室内消火栓系统水泵流量为30L/s，扬程为88m，喷淋系统水泵流量为40L/s，以此保证实际应用质量[3]。

3.4 建筑给排水系统主要参数确定

建筑给排水系统的设计与应用，需要根据建筑的实际情况，对其进行合理的选择与优化。在具体的施工过程中，要结合建筑的特点，对其进行科学的分析与计算并在满足相关标准的条件下，尽可能地降低能耗，提高水资源的利用率，为人们的生活提供更加优质的服务。同时，还要注意到建筑的整体结构，避免出现过多的浪费现象，造成不必要的经济损失。此外，还应该注重节能环保，将节能减排的理念融入建筑设计中，通过绿色的方式来实现节约能源的目的。最后，还应重视对于水的循环使用，确保水的有效供应，进而保证供水的质量和效率，为居民的日常生活带来便利。总之，为了更好地提升建筑物的节能环保性能，就必须加强对用水的管理和控制，从而使水资源得到充分的利用，减少资源的消耗提升经济效益[4]。

3.5 二次供水设施的合理选用

在选择二次供水设备时，应考虑预算、管道系统的布局、管道系统的规模、流体的性质，以及流量和压力要求。根据这些因素，有以下几种选择：

（1）变频高速供水。使用电机驱动泵，可以通过调节电机的频率控制流量和压力。优点是可以精确控制流量和压力，系统效率高；缺点是成本略高。

（2）变压变量供水。使用压缩空气驱动的泵，可以通过调节压缩空气的压力控制流量和压力。优点是成本较低，系统维护简单；缺点是流量和压力的控制精度较低。

（3）变频气压供水。结合了上述两种设备的优点，使用电机驱动的泵，通过调节电机的频率和压缩空气的压力控制流量和压力。优点是流量和压力的控制精度较高，系统效率较高，成本较低；缺点是设备复杂，维护难度较高。

（4）水力调速泵。使用水力驱动的泵，通过调节水力装置的叶片数量控制流量和压力。优点是流量和压力的控制精度较高，无须电源；缺点是系统复杂，维护较困难。

（5）膜泵。使用膜片将流体输送到目的地，可以调节膜片的频率控制流量和压力。优点是流量和压力的控制精度较高，无泵液污染；缺点是成本较高，对流体要求较高。总体来说，应根据实际需求和条件选择合适的二次供水设备，使管道系统的运行更高效和稳定[5]。

3.6 注重新技术和新设备的应用

除了上述节能减排对策以外，还要注重新型节能技术和新设备的应用。二次供水设备可选用变频调压泵，可以减少不必要的能源损耗，实现节能降耗的目标。变频设备调节供电功率，实现水泵无级调速，能够有效提升给排水系统节能效果。需要注意的是，对于供水高峰和低谷时期，借助变频调压泵来设置给压阈值；在高峰期高压给水，促使水泵全功能运行，避免供水不足影响用户日常使用；其他时间则是低压给水，这样可以兼顾生活用水和节能降耗的双重要求。建筑工程需要设置专门的热水系统，可采用新型的供热技术，注重给排水节能设计。传统电能供热方式耗能大，对此可以选择提升配水点，增加给水温度来降低能耗。配水温度提升方面，优先选择太阳能技术，吸收阳光热能用于建筑水池水温加热，打开水龙头水温能够达到28℃～35℃左右，缩短热水器加温时间，有效减少电能损耗。如果水箱材质为钢板或钢筋混凝土，均会对经流水箱的水资源产生严重污染。因此，选择水箱材质时，应多方考量材质对水质的影响，优先选择不锈钢钢板、玻璃钢或是搪瓷钢板等材质；也可以选择成本低的钢筋混凝土材质制作水箱，但要在水箱内部配备符合卫生要求的内衬，以此来减少对水质污染的影响[6]。

3.7 加强对非传统水源利用的研究

水资源的循环利用不仅可以大幅节约生活用水，还能为社会创造巨大的经济价值。在建筑给排水设计中，生活废水和雨水都可以作为中水水源实现回收利用，现阶段，综合性医院多采用反渗透法制备纯水，通过反渗透膜排出的废水被称为浓水。然而，很多医院并未考虑对这部分浓水进行回收利用，而是直接将其当作废水排放。反渗透膜排水量稳定，排出的浓水水质满足杂用水标准，回收利用后，不仅节水效果显著，水处理成本也相对较低。更重要的是，浓水余压还可以进一步降低供水系统的能源消耗。民用建筑的冷却塔在多塔并联运行时，各集水盘呈连通状态，冷却塔进水总管呈环状，以确保各冷却塔配水平衡，避免冷却塔集水盘溢流等情况的发生。另外，在工业建筑中，冷却塔的定期排污水水质较好，可以作为生产水的补充水源回收利用[7]。

3.8 构建储水池，避免资源的闲置浪费

在城市给排水设计施工建设中，要始终坚持环保节能技术的应用，不断升级消防蓄水池的蓄水能力，完善给排水系统的环保和节能能力。在现阶段，我国大部分的蓄水池基本兼具消防和生活用水两种功能。其中消防用水量较少，如果单纯地将储水池作为消防用水，而不加入生活用水功能，将会造成资源的闲置和浪费情况，进而降低资源的使用率。但是，对消防蓄水池进行设计时，其流量无法达到生活用水的相关要求，同时，消防用水对出水量有着较高要求，从而使其达到消防用水的实际需求。但是，随着时间的向前推移，蓄水池中水质也会发生明显变化，更无法满足大众生活用水的质量标准。如果想要使其满足生活用水质量标准，就要对储水池中的水进行定期更新，这就导致资源出现严重浪费问题。针对这一问题，就要对储水池的分拣技术进行有效解决，利用科学的技术方法对蓄水池中的水进行定期更换，从而使储水池中的水质可以满足生活用水的标准和要求。与此同时，还可以利用一水多用的处理模式，实现对蓄水池的科学构建，将消防蓄水池中的水与城市绿化和清洁功能进行结合，防止出现资源闲置，造成资源浪费。除此之外，相关人员还要对城市的热水供应体系进行科学升级，注重对人民群众生活质量的提升，减少对水资源的浪费和不良消耗。因此，在设计施工中，应对城市无效冷水情况进行处理，避免用户在使用热水时需要排出大量冷水，进而造成水资源的不断浪费。在对这一问题进行有效处理时，可以利用直管循环或立管循环等方式，实现对给排水中热水供应体系的优化升级[8]。

3.9 科学利用清洁能源

对于建筑给排水设计来讲，清洁能源的大力开发和利用尤为重要。太阳能、风能、地热能是人们日常生产生活中经常接触到的清洁能源，对这些能源进行有效运用，可以提高建筑给排水设计效果，降低煤炭等传统能源的使用量，减少环境污染，实现人与自然的和谐相处。相关调查显示，目前，在建筑给排水设计的过程中，对太阳能资源的利用率较高，在太阳能资源的作用下，所设计出的太阳能热水器系统不仅可以进行水资源的加热，同时还能降低电力消耗，实现节约水资源和电力资源的目的。另外，太阳能热水器主要由集热箱、循环管、储水箱所组成，不仅成本较低，同时效率较高，在众多建筑中都得到了广泛的应用。特别是对于一些单幢、多幢建筑物来讲，对太阳能热水器进行合理的运用，科学设置热水箱，能够为户内热水器提供充足的预热水源[9]。

3.10 太阳能供水系统的应用

在建筑给排水设计中，设计人员必须从建筑整体发展角度进行科学设计，保障建筑节能减排效果。例如，设计人员可以采用太阳能供水系统，将可再生的太阳能转化为热能，进而满足住户对热水的需求，节约电能。当前，建筑给排水系统中的供水管多为热管式或真空管式，可以吸收太阳能，为给水系统加热供水提供能源，整体操作简单便捷且热效率较高。值得注意的是，在运用太阳能供水系统时，设计人员要充分考虑供水温度的影响要素，避免过于片面化和盲目化。对于北方地区来说，冬季气候寒冷，温度较低，设计人员必须采取有效的防寒防冻措施以保护给排水管道，避免给排水管道受低温影响而破裂，进而导致水资源大量溢出，造成水资源浪费。另外，设计人员还需要重视给水系统和热水系统的冷热水压力设计，并确保二者的压力值始终保持一致。为进一步提高冷热水控制工作的精准度，设计人员可以在合适位置加设换热器，以降低水流速度，科学控制给水压力，避免水资源在输送过程中产生浪费[10]。

结语：

在建筑给排水系统的节能环保技术中，要充分考虑到建筑的实际情况。在设计时要结合当地的经济水平，对建筑的结构进行合理的优化配置，以保证供水的质量和效率，从而达到节能的目的；同时加强对管道的维护和管理，以确保其能够正常运行，避免出现渗漏的问题，还应注重对室内的温度、湿度等方面的控制，以实现能源的节约与高效利用。