建筑给排水节能节水技术研究

高铭淇

冀中能源邢台矿业集团工程有限责任公司 河北 邢台 054000

1 建筑给排水工程设计现状

1.1 热水系统中的能源浪费

我国北方城市建设热水供应系统比较常见，而热水供应系统出现的水资源浪费和能源浪费的情况比较严重。热水供应系统工作的过程中，为了确保其正常工作，需要将配水装置静置一段时间，在静置的过程中系统内的冷水需要全部排出，确保热水供应系统的正常使用。而这些冷水往往没有经过有效的使用就直接作为污水进行排放，从而造成较为严重的水资源浪费问题。

1.2 隐性水的浪费

高层建筑给排水系统的设计过程中，为了确保高层用户拥有足够的水压，以满足实际生活用水需求，需要使用增压装置提升高层水压，这就可能导致在日常生活用水的过程中，部分楼层的水压过高，引起水管流量的增加。用户很难对其进行有效控制，虽然可以利用自动控制系统根据水压进行调整，但由于技术、装置本身等方面的原因，其灵敏度并不能满足实际使用的需求。特别是在卫生间、厨房的清洁的过程中，过高的水压和流量很容易导致隐性水资源的浪费，从而给高层建筑的节能环保带来不良的影响。

1.3 给排水设施的渗漏

相对于一般建筑，高层建筑的施工难度较大、使用年限较长，给排水工程的施工质量问题、老化问题都可能导致给排水设施渗漏。特别是高层建筑供水管道在使用的过程中需要承受更高的水压，随着使用年限的增加，供水管道的老化会导致渗漏现象的发生。在日常使用的过程中，管道的连接处、阀门处容易出现冒水的现象，也很容易造成水资源的浪费现象。而在实际的施工过程中，给排水设施出现渗漏的问题，通常与给排水管道的材质有直接的联系。若使用金属管道，则还需要做好管道的防腐处理，避免长期使用过程中锈蚀带来的管道问题[1]。

2 建筑给排水节能技术应用要点

2.1 热水供应系统的节能节水

在热水供应系统的建设过程中，热水供应系统通常根据热水的实际需求进行局部分区供应或者集中热水供应。每一种热水供应方式均会引起一定的水资源浪费现象，在实际使用的过程中，也不会立即为用户提供热水，用户需要排放较多的冷水以获取热水。为了减少该现象的发生，应对热水供应系统进行有效的优化，一方面可以选择增设回水管的方式，避免热水与冷水之间的交叉使用；另一方面则可以根据高层建筑的实际情况，对热水供应系统进行有效的节能改造，采取干管循环、支管循环等方式，提升热水供应系统的供应效率，并减少在使用过程中可能出现的水资源浪费现象。

2.2 二次供水

二次供水是补偿高层建筑用水压力较低常用的一种方式，但在二次供水系统建设的过程中，存在一定的水质污染情况。该方法可以有效提升水资源的利用效率，并有效减少高层建筑增压过程中带来的隐形水资源浪费。同时，在利用二次供水的过程中，可以采用新型的节能环保设备，避免二次供水系统中产生的水污染现象，从而提升水资源的使用效率，减少水资源的浪费现象。例如取代传统水泵水箱的二次供水设施，并使用气压罐、变频调速等技术提升二次供水的效率，减少能源和水资源的浪费现象。

2.3 水资源的循环利用

在高层建筑给排水技能技术应用的过程中，应充分重视水资源的循环利用。一方面，需要利用自然降水，对其进行有效的消毒净化，使其能够用于清洁、绿化等作业。为此，需要建立一个良好的雨水收集系统，对雨水进行有效的静置和净化，提升用水的安全性，并用于非饮用给水系统中的供应。另一方面，需要进一步加强生活废水的有效处理，拓展生活废水的收集与利用途径，对不同的生活废水进行有效的区分，进一步加强高层建筑的蓄水池建设，从而提升生活废水的利用效率，并减少水资源的浪费现象[2]。

3 建筑给排水节能技术的具体应用

3.1 热水供应系统的优化

首先，在热水供应系统的设计过程中，应根据高层建筑的实际使用需求，对热水系统的循环方式进行合理的设计。在集中热水供应的过程中需要使用循环管道，提升热水的循环效应。同时使用支管循环的方式，满足高层建筑在使用过程中对热水较高的需求。其次，需要合理进行热水系统的分区，确保热水系统中的加热器、贮水器与给水系统的分布保持一致，并通过相应的管道供应热水，从而确保压力平衡。此外，需要合理分布热水的管线，尽量确保热水管线呈辐射状从中心展开分布，以减少热水管线过长的现象，并进一步减少无效冷水的总量。同时，在设备的选用过程中，需要根据高层建筑热水供应系统的需求，对管线、设备进行合理的选择，从而满足高层建筑的热水需求，并有效调整热水的流量、温度、压力等方面的参数，减少热能与水资源的浪费。在此基础上，还需要考虑热水热源的位置、建筑物的使用性质、管道的保温等多方面的要求，提升热水供应系统的循环效率。

3.2 供水系统的优化

现阶段我国高层建筑给排水系统的设计过程中，将饮用水与生活、生产用水进行集中供应。但两者的水质要求有一定差别，在水资源越来越紧张的情况下，应对供水系统进行有效的优化，采用分质供水的方式，提升水资源的利用效率，一方面，需要确保高品质饮用水，进一步净化市政供水；另一方面，需要做好中水的供应，将雨水、空调水、浴室排水等水质较好的排水进行收集，并对其进行初步处理，应用到水资源的循环利用过程中。

3.3 中水回收系统的建设

中水是由污染程度较低的杂排水所组成，例如淋浴、洗衣、空调等区域的杂排水。在保证用水安全的基础上，需要确定中水不会对人的感官带来不良的影响，比如水质的浑浊度、颜色气味、酸碱性不会给人带来不适。在高层建筑给排水系统的建设过程中，需要建立良好的中水收集系统，基建时对杂排水管道进行优化。在系统应用的过程中对中水进行收集、处理、消毒，确定水质达到使用标准后，利用单独的中水供水系统将其投入回收使用的过程。在建设中水回收系统时，可以根据高层建筑的规模进行合理的选择，当工程规模较大时，回收和处理的费用较低，管道具有较高的复杂性，但拥有良好的回收利用效果，应得到设计人员的充分重视。

3.4 雨水回收系统的建设

雨水回收系统的建设在建筑开发中比较常见。在建筑区域内采取有效措施合理收集雨水资源，对其进行简单的处理后，直接投入中水供水系统中进行使用，从而提升雨水资源的利用效率。一方面，在高层建筑的开发过程中，可以通过屋面的合理设计，集中展开雨水的收集与利用。通过雨水调蓄池进行净化，并将其应用到中水供水系统中。另一方面，可以通过渗透措施使雨水能够进入地下，补充地下水资源的同时，在地下建立蓄水池，利用土壤净化雨水，有效提升雨水水质。在实际建设的过程中，高层建筑需要利用屋面、地面对雨水的收集进行源头控制，通过建设雨水收集面和收集管路，使雨水能够集中到调蓄系统中，通过沉淀、过滤、消毒等处理措施，使水质能够达到一定的使用标准。最后将回收的雨水用到绿化消防、地下水回灌等过程中。首先，超高层虹吸雨水排水系统。建筑受到周围环境的影响，大部分屋面雨水只能采取虹吸系统，一部分雨水管采用包柱走室外覆土的形式。将虹吸雨水排水系统设置在超高层屋面，为让雨水能顺利排放，要将消能装置设置在雨水立管低区的1～8层部分。其次，下沉式广场的雨水收集。下沉广场的设计不仅能为该项目提供更多场所，还能为项目提供绿化景观，带来优美的视觉享受，但这也增加了雨水处理难度。将400mm宽隐蔽式暗沟设置在各层的下沉广场的轮廓线周边；将DN150的雨水斗设置在暗沟内，雨水斗上设置防护滤网，排入雨水井。采用多台泵的运行方式设置雨水泵，雨水泵2用1备，在雨量较大时3台泵可以同时启动。雨水调蓄池、处理工艺及雨水清水池设置在地下4层，对收集到的雨水进行沉淀、过滤、消毒处理，确保处理过的雨水能满足绿植灌溉、马桶用水等需求[3]。

3.5 管材、设备的合理选择与施工

在管材选择的过程中，应选用新型材料的管道。对高层建筑原有的给排水管道进行改造，在减少对给排水管道影响的同时，提升管道的性能。例如在对排水管道的改造过程中，可以使用铝塑复合型管、混凝土管，提升管道的抗腐蚀性，避免排水管道因腐蚀而出现渗漏问题。在此基础上，还可以选择节水水龙头、节水便器，以减少高层建筑因水压、水流量较大而产生水资源浪费现象。例如，应用节水水龙头，可有效控制水流量，在使用的过程中，可以根据人们的使用需求自动感应出水，从而减少在使用过程中的水资源浪费。而在使用节水便器的过程中，可以根据不同的使用需求选择对应的节水便器。例如，感应式节水坐便器可以根据使用时间自动调整出水量，提升水资源的利用效率；又如，压力防臭节水坐便器在使用的过程中，可以根据实际的使用需求分档冲水。此外，在解决管道设施漏水渗水问题的过程中，应进一步重视安装与施工的质量。一方面，需要充分重视接口处的施工质量，做好相应的防渗漏处理、防腐处理；另一方面，需要在特殊位置使用支撑的方式对管道、设备进行固定，避免松动引起的渗漏问题。

3.6 减压装置的安装

超压水流是在确保高层供水压力的过程中，对水管进行加压而导致的水资源浪费现象。在高层建筑出现相关问题时，需要安装减压装置，根据不同的楼层对水压进行调整，利用减压阀、节流塞等设备降低低层供水的水压，并根据楼层变化，调整减压效率，从而确保每个楼层的供水压力统一。在安装时，必须根据高层建筑的特点进行针对性选择，比如减压阀工作较为稳定但安装成本较高；减压孔板则会受到水压的影响，引起水压的不稳定；节流阀则可能因为水质较差而产生阻塞现象。因此，需要根据建筑的特点和减压装置的需求，合理选择对应的装置[4]。

3.7 节能加压设备的使用

二次加压在高层建筑供水的过程中较为常见，但老旧的加压设备，其能耗较高、供水效率低下，因此应使用节能加压设备对其进行改造。可以使用变频加压设备、负压式供水设备等方式提升供水系统的可靠性。同时，可以利用节能加压设备对流量、压力的智能控制优势，合理调整水压、流量，在满足高层建筑供水需求的同时，进一步减少高压水流情况的出现。例如，在使用变频泵的过程中，可以根据高层供水的实际需求调整变频泵的工作流量，通过调整其转速控制供水的压力，使不同楼层的工作水压能够保持在0.20MPa，并确保工作水压不会超过0.45MPa。

4 结束语

综上所述，高层建筑在现代城镇建设中比较常见，而给排水系统的设计较复杂，也是导致水资源能源浪费的主要原因。利用节能技术对给排水系统进行改造，可以有效提升水资源的利用效率。从长远来看，可以进一步降低高层建筑的运营成本。在实际的技术应用过程中，一方面需要充分重视给水系统的优化与改造，使用节能技术提升高层建筑的供水质量；另一方面需要重视排水系统的回收再利用，从而全面提升高层建筑的节能水平，缓解水资源浪费现象。