給排水技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

[導(dǎo)讀]近年來我國城市生活用水呈逐年遞增趨勢(shì)。城市生活用水包括居民用水和公共建筑用水等，其用水過程絕大部分是在室內(nèi)完成的。據(jù)資料顯示，中國人均水資源占有量為2400立方米，僅為世界人均水資源占有量的四分之一，屬于缺水國家。特別是近二十年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水資源問題日益突出，節(jié)水成了重要而緊迫的任務(wù)。

　　近年來我國城市生活用水呈逐年遞增趨勢(shì)。城市生活用水包括居民用水和公共建筑用水等，其用水過程絕大部分是在室內(nèi)完成的。據(jù)資料顯示，中國人均水資源占有量為2400立方米，僅為世界人均水資源占有量的四分之一，屬于缺水國家。特別是近二十年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水資源問題日益突出，節(jié)水成了重要而緊迫的任務(wù)。建筑節(jié)水是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)制定有關(guān)節(jié)水的法律法規(guī)，加強(qiáng)日常管理和宣傳教育，全面開展節(jié)水工作，采用節(jié)水設(shè)備，搞好污水處理及污水紫外線消毒器回用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，是當(dāng)前給水排水設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

　　1.建筑給水排水節(jié)水的主要措施

　　1.1確定合理的用水量定額

　　嚴(yán)格執(zhí)行（建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范）中的生活用水量定額標(biāo)準(zhǔn)，并非用水量越高越好。合理設(shè)計(jì)建筑給水系統(tǒng)。主要可通過下列方法實(shí)現(xiàn)：充分利用市政管網(wǎng)的壓力，直接供水。合理進(jìn)行豎向分區(qū)，平衡用水點(diǎn)的水壓；采用并聯(lián)給水泵分區(qū)，盡量減少減壓閥的設(shè)置；推薦減壓作為節(jié)能節(jié)水的措施，減小用水點(diǎn)的出水壓力；合理設(shè)置生活水池的位置，盡量減小設(shè)置深度，以減少水泵的提升高度；優(yōu)先考慮水池一水泵一水箱一紫外線消毒器的供水方式。推廣采用節(jié)水的衛(wèi)生器具。如限制衛(wèi)生器具的流出水頭、紅外線感應(yīng)和便器等，不應(yīng)采用無控制花管、長流水的小便槽。合理采納變頻調(diào)速泵組供水。當(dāng)采用變頻泵供水時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用變頻變壓變流量的給水方式，其節(jié)能效果要優(yōu)于變頻變壓變流量的給水方式，當(dāng)采用變頻恒壓變流量時(shí)，工作壓力的設(shè)定應(yīng)接近水泵工頻運(yùn)行時(shí)段揚(yáng)程的下限；工作水泵應(yīng)選用2臺(tái)或2臺(tái)以上，不同級(jí)配工作泵的流量宜以1/2的流量梯變，宜采用大小水泵紫外線消毒器搭配的形式，并設(shè)氣壓罐小流量給水。當(dāng)市政條件允許時(shí)，宜采用疊壓供水設(shè)備。具備條件的，應(yīng)當(dāng)至少選擇一種可再生能源（指風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿确腔茉矗┯糜诮ㄖ锏臒崴?yīng)，現(xiàn)在一些中小城市已普及推廣太陽能熱水導(dǎo)流設(shè)計(jì)使用。在太陽能的利用上，有條件的可采用太陽能蓄熱技術(shù)，太陽能熱水器可采用強(qiáng)迫式、自然式循環(huán)太陽能熱水器和直流式太陽能熱水器。太陽能熱水系統(tǒng)的熱能再利用與節(jié)水技術(shù)還應(yīng)相互結(jié)合。太陽能熱水器可作為熱水供應(yīng)的預(yù)加熱措施，可設(shè)在其他熱交換器的前端。從技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)適用的角度出發(fā)，應(yīng)合理配置縱使各種不同熱源的比例關(guān)系。對(duì)集中熱水系統(tǒng)遠(yuǎn)距離的少量供熱點(diǎn)可采用局部加熱方式；對(duì)不同場(chǎng)所可采用不同的熱源形式。熱水供應(yīng)系統(tǒng)儲(chǔ)水溫度宜控制在55-60℃。應(yīng)合理確定熱水用水量定額、耗水量、耗熱量、供水水溫、水質(zhì)等熱水系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)。熱水供應(yīng)管網(wǎng)宜采用同程回水的給水方式。

　　1.2雨水的紫外線消毒器利用

　　雨水的利用是將雨水收集起來，經(jīng)過一定的設(shè)施和藥劑紫外線消毒器處理后，得到符合某種水質(zhì)指標(biāo)的水再利用過程，處理后的雨水可以用于廁所沖洗、城市綠化、景觀用水以及其他適應(yīng)中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的用水，減少用水量，減輕污水處理費(fèi)用。雨水的收集方法有兩種：一種是采用排水管把建筑物屋頂?shù)挠晁胗晁恋沓兀恋沓乜梢宰龀蓭准?jí)，一級(jí)比一級(jí)稍低，zui后一級(jí)沉淀池的水流入蓄水池，然后送入紫外線消毒器中水系統(tǒng)。目前，世界上許多國家都展開了對(duì)雨水利用的研究。

　　1.3開發(fā)第二水資源

　　建筑中水系統(tǒng)是典型的資源的可持續(xù)利用裝置，是介于建筑物內(nèi)上水和下水之間的水處理和供給系統(tǒng)，將建筑物內(nèi)的污水、廢水加以收集、紫外線消毒器處理，實(shí)現(xiàn)生活污水、廢水的重復(fù)利用，既節(jié)省水資源，又保護(hù)環(huán)境，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。生活用水中有許多水量消耗均不與人體直接接觸，如：沖洗廁所、沖洗汽車、園林綠化、噴灑道路等。在公寓、住宅和賓館中，排放大量的沐浴及盥洗水，應(yīng)考慮將其經(jīng)適當(dāng)處理后供這些生活雜用。推薦的水中水處理工藝為：原水→機(jī)械格柵→毛發(fā)過濾器→調(diào)節(jié)池→混凝→過濾→活性炭吸附→紫外線消毒器消毒→中水池→〔中水泵→中水屋頂水箱→水管系統(tǒng)→（水表）用水點(diǎn)〕

　　在浴用水占總用水量50%以上的賓館、公寓、住宅等建筑中，可考慮采用中水處理系統(tǒng)，以滿足沖洗廁所、綠化灌溉及補(bǔ)充部分冷卻循環(huán)水的水量要求，可節(jié)約至少30%的生活用水量。因此，從節(jié)水節(jié)能的長遠(yuǎn)利益來考慮，排水系統(tǒng)采用生活廢水和糞便污水分流體制，將生活廢水如洗臉?biāo)⑾床怂冗M(jìn)行收集、處理，水質(zhì)達(dá)到中等水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，然后送入紫外線消毒器中水系統(tǒng)。生活污水盡量處理回用，污水回用帶來多種外部效益：（1）減少了污水排放，降低了水資源的污染程度而帶來了環(huán)境效益；（2）汗水回用減輕了居民的用水經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，給居民和社會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益；（3）污水回用大大降低了水資源的浪費(fèi)，*符合節(jié)約用水思想，從而帶來了巨大的社會(huì)效益。從成本費(fèi)用角度，用污水回用代替自來水，其成本大大降低。盡管初期投資增加，但是從長遠(yuǎn)角度來看，其成本費(fèi)用還是低于直接使用自來水的成本費(fèi)用。在水資源越發(fā)缺乏的情況下，中水勢(shì)在必行，是今后節(jié)約用水發(fā)展的必然方向。

　　1.4推廣應(yīng)用新型水設(shè)備

　　在設(shè)備、材料的選用中，應(yīng)選用節(jié)能型、節(jié)水率產(chǎn)品，推廣使用管材、閥門等，應(yīng)禁用淘汰產(chǎn)品，宜推廣化學(xué)建材并執(zhí)行國務(wù)院建設(shè)行政主管部門制定并公布的建筑節(jié)能新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新產(chǎn)品推廣目錄，以及限制或者禁止使用能耗高的技術(shù)、設(shè)備、材料和產(chǎn)品的目錄。在工業(yè)建筑中，應(yīng)采用節(jié)水、節(jié)能的工藝和紫外線消毒器設(shè)備。注意加強(qiáng)紫外線消毒器設(shè)備與管道的保溫，應(yīng)選用理化性能優(yōu)良保溫材料，并確保有效的絕熱層厚度。

　　在水泵的設(shè)計(jì)選擇中，運(yùn)行工況點(diǎn)應(yīng)落在p-H水泵性能曲線的端中，變頻泵的選用工況點(diǎn)宜落在端的右側(cè)。熱水鍋爐、熱水器、熱交換器等設(shè)備應(yīng)、節(jié)能。應(yīng)采用的閥門、浮球閥等配件。在綠化、地面沖洗等用水中，盡量采用非生活飲用水，可用雨水、中水等雜排水并盡量利用室外管道內(nèi)水的余壓供水，可對(duì)用水回收紫外線消毒器利用，在游泳池用水、水景用水中，盡量循環(huán)使用，設(shè)置水處理裝置。

　　2.節(jié)水在建筑給水排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　2.1多高層建筑中應(yīng)充分利用市政給水管網(wǎng)的供水壓力

　　在多高層建筑中（多高層建筑是指五層及五層以上建筑），城市管網(wǎng)水壓難以*其供水要求，在以往的工程設(shè)計(jì)中，將市政給水管直接引入地下貯水池，再由水泵提升到水箱后供水，這樣就白白浪費(fèi)了市政給水管網(wǎng)的自由水頭，極不經(jīng)濟(jì)，因此應(yīng)根據(jù)市政管網(wǎng)提供的水壓（或在接口處接壓力表測(cè)出水壓），來確定市政管網(wǎng)的水壓能滿足一至幾層的供水要求，然后進(jìn)行分區(qū)。另對(duì)低層的住宅樓，若夜間水能上到樓頂，而白天高峰期水不能到達(dá)頂部幾層時(shí)，則應(yīng)優(yōu)先選用僅設(shè)屋頂水箱的供水方式，這樣即能市政水在夜間貯在屋頂水箱，又能保證白天用水高峰時(shí)的流量和壓力。但對(duì)小高屋建筑來說，城市水壓僅能保證n層以下用水，那么可分區(qū)供水，n層以上由市政管網(wǎng)--直接入網(wǎng)疊壓式變頻給水設(shè)備--用水點(diǎn)（該地自來水公司許可的條件下）；或n層以上由市政管網(wǎng)--水池--水泵--水箱--用水點(diǎn)或n層以上由市政管網(wǎng)--水池--變頻給水設(shè)備--紫外線消毒器--用水點(diǎn)這樣充分利用了市政管網(wǎng)的可用水頭，起到了節(jié)能的效果。

　　2.2應(yīng)注意生活給水管道中超壓的問題

　　《建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定生活給水系統(tǒng)zui低層的用水點(diǎn)壓力不宜超過400Kpa，但在實(shí)際上生活給水系統(tǒng)豎向分區(qū)后仍然存在著部分衛(wèi)生器具配水點(diǎn)水壓偏大的問題。因?yàn)榧词乖诜謪^(qū)后各區(qū)zui低層配水點(diǎn)的靜水壓仍高達(dá)300Kpa左右，而在進(jìn)行設(shè)計(jì)流量時(shí)，衛(wèi)生器具的額定流量是在流出水頭為20-30Kpa的前提條件下所得的，那么不采取減壓節(jié)流的措施，衛(wèi)生器具的實(shí)際出水量將會(huì)是額定流量的4-5倍。隨之帶來了水量浪費(fèi)，水壓過高，漏水量增加的弊病，同時(shí)易產(chǎn)生水擊，噪聲和振動(dòng)，致使管件損壞破裂。因此可以在給水支管上安裝減壓孔板、壓力調(diào)節(jié)閥或減壓閥來避免部分供水點(diǎn)超壓問題，為用戶提供適宜的服務(wù)水頭，使得豎向分區(qū)的水壓分布更加均勻，避免造成浪費(fèi)。

　　2.3消防水池的節(jié)水節(jié)能措施

　　對(duì)于同層建筑或成片小區(qū)來說，盡可能共用一個(gè)消防水池、一個(gè)消防水箱和一套加壓系統(tǒng)，即以區(qū)域集中消防加壓貯水系統(tǒng)取代各建筑物中的單個(gè)消防加壓貯水系統(tǒng)，可以節(jié)省工程建筑和設(shè)備投資，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，便于集中管理，同時(shí)可避免多座貯人水池的大量消防貯水及定期換水而造成水資源的浪費(fèi)。由于消防貯水要求滿足在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)室內(nèi)外消防用水總量，這樣消防貯水池所貯的水量很大，又由于如無火災(zāi)的話平時(shí)消防水禁止使用，那么水在貯水池中停留時(shí)間過長，余氯量早已耗盡，而情致水質(zhì)的惡化，變成臟水臭水，因此消防水池也要定期紫外線消毒器消毒，水的浪費(fèi)。因此還可考慮消防水水池與生活雜用水水池合建或與游泳池。水景合建，使消防水池的水流動(dòng)起來，這樣消防水池的水不至于變成死水，達(dá)到節(jié)水和一水多用目的。

　　2.4集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)必須減小或消除冷水量的浪費(fèi)

　　大多數(shù)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)存在嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱水裝置后，不能及時(shí)獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。這種水流的浪費(fèi)現(xiàn)象是設(shè)計(jì)、施工、管理等多方面原因造成的。如在設(shè)計(jì)中未考慮熱水循環(huán)系統(tǒng)多環(huán)路阻力的平衡，循環(huán)流量在靠近加熱設(shè)備的環(huán)路中出現(xiàn)短流，使遠(yuǎn)離加熱設(shè)備的環(huán)路中水溫下降；熱水管網(wǎng)布置或計(jì)算不合理，致使混合配水裝置冷熱水的進(jìn)水壓力相差懸殊，若冷水的壓力比熱水大，使用配水裝置時(shí)往往要出流很多冷水，之后才能將溫度調(diào)至正常。同一建筑采用各種循環(huán)方式的節(jié)水效果，其優(yōu)劣依次為支管循環(huán)、立管循環(huán)、干管循環(huán)，而按此順序各回水系統(tǒng)的工程成本卻是由高到低。因此，新建建筑的集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)在選擇循環(huán)方式時(shí)需綜合考慮節(jié)水效果與工程成本，根據(jù)建筑性質(zhì)、建筑標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件等具體情況選用支管循環(huán)方式或立管循環(huán)方式，盡可能減少及至消除無效冷水的浪費(fèi)。

　　總之，隨著社會(huì)的高速發(fā)展，室內(nèi)給排水工程設(shè)計(jì)中的節(jié)水節(jié)能不容忽視，我們要不斷采取新工藝、新材料、紫外線消毒器等新設(shè)備等達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的，從生活點(diǎn)滴做起，共同實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能。