基于建筑室內(nèi)給排水節(jié)水節(jié)能的措施與創(chuàng)新設(shè)計研究

梁樹旺

河北建工集團裝飾工程有限公司

1 引言

隨著我國現(xiàn)代化進步的不斷加快，我們對能源的需求也在不斷加大，其中水資源短缺等問題始終阻礙著我們社會經(jīng)濟的發(fā)展。為了緩解這一問題，我們可以對建筑室內(nèi)給排水系統(tǒng)進行優(yōu)化創(chuàng)新，通過合理的節(jié)水節(jié)能方案實現(xiàn)水資源的高效利用，從而緩解我國水資源短缺問題。

2 建筑室內(nèi)給排水節(jié)水節(jié)能措施的意義

隨著我國社會發(fā)展的不斷進步，各行各業(yè)對能源的需求不斷增加，傳統(tǒng)的加大能源開發(fā)規(guī)模并不能良好的解決目前能源緊缺的問題，因此，近些年來，各種節(jié)能技術(shù)不斷誕生，旨在提高能源的利用效率來緩解能源短缺的問題。其中，建筑室內(nèi)給排水的節(jié)水節(jié)能技術(shù)可以高效的利用水資源，為緩解我國資源短缺困境緊缺做出巨大貢獻。

另一方面，建筑室內(nèi)的給排水能耗浪費，也是一個十分嚴重的問題。除了需要做好針對水資源的高效利用外，合理的設(shè)計建筑室內(nèi)給排水節(jié)能措施也是十分有必要的。在我國建筑室內(nèi)的給排水系統(tǒng)的能源利用率并不高，如在大型或高層建筑中使用的二次加壓供水技術(shù)一般采用水泵加壓方式進行供水。為了避免出現(xiàn)用水緊張問題，一般給水泵給的壓力很高，水泵的出水量和水壓都會比實際需要大很多，水泵長時間的高負荷工作，其消耗的電能也很高，造成了大量的電力能源浪費。諸如此類問題還有很多，因此在建筑室內(nèi)給排水的節(jié)能問題尚存在很多可以優(yōu)化的地方。

為了深刻貫徹我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綠色環(huán)保，安全可靠，節(jié)能節(jié)資才是我們未來發(fā)展的道路，因此建筑室內(nèi)給排水的節(jié)水節(jié)能問題需要進一步改進。

3 建筑室內(nèi)給排水的節(jié)水措施

隨著我國水資源短缺的形式越來越嚴峻，如何充分利用雨水資源成為熱點關(guān)注對象，因此建筑室內(nèi)給排水的節(jié)水措施在很多地方得到了足夠的重視。基于建筑室內(nèi)給排水的節(jié)水措施主要可以從減少用水總量，提高水資源利用率兩方面進行。

3.1 減少用水總量的措施

在建筑建設(shè)過程中也應(yīng)該避免因年久失修而導(dǎo)致的管道腐蝕和機械損傷的現(xiàn)象的發(fā)生。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，我國的自來水管道損壞率很高，而避免自來水管道疏漏情況的發(fā)生是節(jié)水的重要措施之一。同時，水箱浮球閥的損壞會導(dǎo)致大量的水溢出，同樣會造成大量的水資源浪費。因此在進行設(shè)計管道以及相關(guān)設(shè)備時應(yīng)該盡量降低日后使用時的可能發(fā)生損壞的概率。在進行管道材料選材時應(yīng)該選取優(yōu)質(zhì)的管材，同時施工時也應(yīng)該考慮到日后維修的情況，為日后維護措施提前制定好方案。另外定期檢查也可以有效地降低管道發(fā)生損壞的概率。近些年來隨著材料學(xué)科的發(fā)展，聚丁烯逐漸成為定制管材的優(yōu)質(zhì)材料。其無滲漏、耐高溫、易施工等優(yōu)勢逐漸被廣泛地應(yīng)用到自來水管道的選材上。

在建筑室內(nèi)給排水中居民用水占有很大的一部分。因此除了避免供水設(shè)備以及相關(guān)管道的維護外更為重要的是降低居民的用水。因此有效的提高居民的節(jié)水意識是十分重要的。通過提高居民的節(jié)水意識，讓居民時刻注重節(jié)水的重要性，在用水的同時能夠做到不浪費水，這樣可以極大增加建筑室內(nèi)給排水的節(jié)水效率。另外，在安裝水表時配置科學(xué)合理的計水裝置，避免因為用水水流過小而導(dǎo)致無法準(zhǔn)確地計水，進而讓用水用戶產(chǎn)生不去節(jié)約用水的習(xí)慣。

對于建筑中的居民來說選擇合適的配水器具和節(jié)水衛(wèi)生器具也可以在一定程度上降低水資源的浪費，到達節(jié)水的目的。隨著能源短缺的問題對社會發(fā)展的影響越來越大的同時，也促進了我國的節(jié)水型衛(wèi)生器具以及配水器具的快速創(chuàng)新。其中最為常見的就是節(jié)水水龍頭、節(jié)水馬桶以及節(jié)水淋浴。

傳統(tǒng)的水龍頭逐漸被瓷芯節(jié)水龍頭和充氣龍頭所替代，這些現(xiàn)代水龍頭有著更好的節(jié)水特性，并且會隨著水壓的增大，帶來更好的節(jié)能性。另外，在一些公共場合，延時自閉水龍頭和光電控制式水龍頭通過減少水龍頭的出水時間，有效地避免了水資源的浪費。另外在水龍頭上暗轉(zhuǎn)曝氣器也可以起到節(jié)水的作用。曝氣器，其本質(zhì)就是一個不銹鋼過濾網(wǎng)，當(dāng)水流量小時，其阻力就會降低，隨著水流量的不斷增大，阻力也會隨之增大。

近些年來，真空排水技術(shù)的應(yīng)用也變得越來越廣泛了，尤其是在我國的列車上幾乎都安裝有密閉真空式廁所。并且該技術(shù)也逐漸應(yīng)用到我國建筑室內(nèi)給排水系統(tǒng)當(dāng)中。相較于傳統(tǒng)的重力式排水方法，真空排水可以通過使用真空負壓產(chǎn)生的高速氣水混合物快速地將污物吸走，此方法通過應(yīng)用空氣，從而節(jié)省了大量水資源，通過分析，在建筑室內(nèi)使用真空排水技術(shù)可以到達70%的節(jié)水率。

淋浴時也會造成大量的水資源的浪費。當(dāng)我們淋浴時時常會忘記在不需要淋浴時去關(guān)閉淋浴，從而造成水資源的浪費。而通過應(yīng)用自動停止水栓的淋浴器，可以自動按照事先預(yù)定好的水量，到達閾值時就會自動停止供水。另外傳統(tǒng)的淋浴器在初次開啟時不能精準(zhǔn)的控制水流的溫度，因此我們在試水溫時也會浪費一定量的水?；谶@種情況可以把傳統(tǒng)的淋浴器替換成帶恒溫裝置的冷熱水混合栓式的淋浴器。這種淋浴器可以記錄水的溫度，按照預(yù)定好的溫度進行水溫的調(diào)節(jié)，同時還可以實現(xiàn)快速調(diào)溫，大幅度的降低調(diào)水溫的時間。

3.2 提高水資源利用率

首先，可以通過充分利用雨水資源進行建筑室內(nèi)給排水的節(jié)水設(shè)計。一般情況下，城市中的雨水都會當(dāng)作污水處理，有城市的排水系統(tǒng)直接排出。然而，城市中的雨水資源還是有很多用途的。在我國很多城市，在雨季都會存在著大量的雨水資源，將雨水通過一些手段進行過濾，在雨水達到一定使用標(biāo)準(zhǔn)后就可以得到廣泛的應(yīng)用場景。即使處理過的雨水資源不能達到可飲用的標(biāo)準(zhǔn)，但其仍然可以作為城市綠化，車輛清洗，沖廁，消防以及建筑施工等用水。

其次，還可以對中水循環(huán)使用來提高建筑室內(nèi)水資源的利用效率。中水指的是各種排水經(jīng)處理后，可以達到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并且可以在一定范圍內(nèi)使用的非飲用水。通常，在建筑施工，人們的日常生活中會產(chǎn)生很多的廢水、污水、洗衣淋浴用水等，這些水資源都可以通過一定的物理處理、化學(xué)處理和生物處理等手段對上述的水資源進行過濾處理，從而生產(chǎn)出可以在一定范圍內(nèi)使用的中水。經(jīng)過處理后的中水雖然不能讓人直接飲用，但仍可以應(yīng)用到建筑施工、城市道路清潔、廁所沖洗，城市綠化等方面。通過科學(xué)合理的設(shè)計中水回收利用系統(tǒng)，優(yōu)化各種污水廢水的凈化處理方案，進一步推廣水循環(huán)使用措施，這些措施都會在節(jié)水方面發(fā)揮巨大作用，也是現(xiàn)階段建筑室內(nèi)給排水節(jié)水技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。

另外，通過設(shè)計科學(xué)的貯水池也可以有效地提高水資源利用率。在高層或大型建筑中，消防安全尤為重要，一旦發(fā)生火災(zāi)，處理的難度也是十分巨大的。在通常情況下，建筑內(nèi)的消防用水和居民用戶用水都是使用同一貯水池中的水，然而當(dāng)消防用水量過多時，就會令生活用水在貯水池中停留時間過長，從而導(dǎo)致貯水池中的氯離子含量下降，生活用戶水質(zhì)下降，而遇到這種情況也就只能全面更換貯水池中的水資源，從而導(dǎo)致大量的水資源浪費。因此，科學(xué)合理的設(shè)計貯水池是十分有必要的。同時貯水池在建設(shè)時也應(yīng)該滿足一水多用的情況，可以盡量滿足游泳池等用水標(biāo)準(zhǔn)，提高水資源的重復(fù)利用率。

4 建筑室內(nèi)給排水的節(jié)能措施

除了需要對建筑室內(nèi)給排水的節(jié)水問題作出相應(yīng)措施外，建筑室內(nèi)給排水的節(jié)能問題同樣十分重要。

首先，可以引入其他能源帶替代傳統(tǒng)的電能，就現(xiàn)階段，太陽能已經(jīng)得到良好的應(yīng)用。太陽能技術(shù)在我國已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用，太陽能作為一種可以持續(xù)發(fā)展的新能源在近些年來得到了越來越廣泛的應(yīng)用，其中最為代表的就是太陽能熱水器。太陽能除了具有綠色環(huán)保的特點外，其能源產(chǎn)量十分巨大，完全不必擔(dān)心能源枯竭等其他能源所面臨的問題。另外除了應(yīng)用太陽能外，還可以考慮應(yīng)用其他清潔能源來替代電能之類的不可再生能源的使用，如地?zé)崮?，風(fēng)能，潮汐能等清潔能源。

為了節(jié)省電能等不可再生的二次能源，可以把傳統(tǒng)的給水泵更換為空氣源熱泵?？諝庠礋岜檬且环N可以從周圍環(huán)境自動吸收熱量的裝置。一般的熱泵所采用媒介為制冷劑，而空氣源熱泵是從空氣中獲得熱量，取之不盡，用之不竭，適用地區(qū)廣泛，并且安裝和使用都很簡單，是十分優(yōu)良的熱泵。

在供水方面可以采用全流量高效變頻調(diào)速給水設(shè)備。采用全流量高效變頻調(diào)速給水設(shè)備可以在沒有用戶用水時，給水系統(tǒng)有氣壓罐提供壓力，其中各個泵停止工作，減少不必要的功耗。當(dāng)只有少數(shù)用戶用水時，因為用水量比較小的緣故，可以把原有存儲的水供給用戶，只有氣壓罐提供壓力，各個泵仍然無須啟動。當(dāng)用水量小幅度增加時，如果氣壓罐中的儲水量不能滿足用戶需求，壓力傳感器會將壓力信號傳遞給數(shù)控柜，數(shù)控柜根據(jù)計算啟動對應(yīng)的泵組，減少泵組的能源消耗。當(dāng)水量繼續(xù)變大時，數(shù)控柜也會隨著壓力傳感器傳遞的數(shù)值，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)泵組的工作功率，以此來達到泵組的節(jié)能目的。

同時，供水時還可以選用管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備進行供水。相較于傳統(tǒng)的箱式供水，疊壓供水技術(shù)可以不必修建儲水池或是屋頂水箱，而是通過應(yīng)用疊壓供水，通過使用系統(tǒng)工程技術(shù)，流體控制技術(shù)、微機變頻技術(shù)、過秤組態(tài)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、遠程通信技術(shù)實現(xiàn)疊壓供水的全過程，通過控制流量、壓力、電機容量等參數(shù)，來實現(xiàn)適量的供水，可充分的緩解市政管網(wǎng)的供水壓力，對不同時間段的供水需求做出合理的供水方案，差多少補多少，不產(chǎn)生負壓，停電或供水高峰時也能良好的完成供水任務(wù)。

另外，還可以采用減壓分區(qū)給水方式，通過利用減壓閥或歌曲的減壓水箱進行減壓來減少能源的消耗。在水泵將水輸送到最高層水箱時，在通過上層水箱對下層水箱進行供水，在上下層水箱之間設(shè)置減壓閥來代替減壓水箱，以起到減壓的作用。通過使用減壓閥可以提高更為穩(wěn)定的供水，降低水泵能源的消耗，同時由于各區(qū)之間不再設(shè)置水箱，有效地提高了建筑面積的使用率。

對于高層建筑，除了需要對供水系統(tǒng)，居民日常用水方面進行節(jié)能措施外，高層建筑的消防系統(tǒng)同樣需要進行節(jié)能措施。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入，我們城市中的建筑物的規(guī)模也在不斷增大，隨著而來的是建筑內(nèi)的供電設(shè)備增多以及室內(nèi)的人員增加，因此對消防系統(tǒng)要求也就越來越高。而作為撲救高層建筑火災(zāi)的重要手段的室內(nèi)消防栓系統(tǒng)供水就是直接影響室內(nèi)人員生命財產(chǎn)安全主要因素之一。而室內(nèi)消防栓供水系統(tǒng)涉及的水泵，水箱，管道等又會消耗大量的能源。因此，科學(xué)合理的設(shè)計室內(nèi)消防栓供水系統(tǒng)時建筑室內(nèi)給排水節(jié)能的重要手段之一。

現(xiàn)階段，應(yīng)用于室內(nèi)消防栓系統(tǒng)供水方式主要有不分區(qū)高位水箱供水、分區(qū)減壓水箱供水、雙出口水泵供水以及減壓閥供水。

不分區(qū)高位水箱供水就是整個建筑采用一個區(qū)供水，應(yīng)用高位水箱供水時應(yīng)該采用具有自動減壓功能的消防栓來防止消防水箱中的水被短時間內(nèi)消耗完的情況發(fā)生。分區(qū)減壓水箱供水就是在低區(qū)采用減壓水箱供水，一般僅在地下泵房內(nèi)設(shè)置一套消防水泵，此方法可以降低供電負荷。雙出口水泵供水由于使用了雙出口多級離心水泵，兩個出口可以同時出水，可以有效地解決分區(qū)的分界處的樓層發(fā)生火災(zāi)時的供水問題，僅僅使用了一臺配電器就可以同時對兩處進行火災(zāi)消防，即降低了配電的設(shè)備數(shù)量，又可以降低關(guān)于設(shè)備日后維護的費用。減壓閥供水僅僅應(yīng)用了減壓閥來代替減壓水箱，實現(xiàn)了分區(qū)分壓供水。

通過不同實際情況選擇不同的消防栓供水系統(tǒng)供水方式，可以有效地實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能措施，同時為建筑帶來更高的經(jīng)濟效益。

同樣應(yīng)用于建筑室內(nèi)的消防系統(tǒng)的自動噴水滅火系統(tǒng)的優(yōu)化可以起到節(jié)能節(jié)水的作用。通過對噴頭出水量和保護面積的關(guān)系適當(dāng)?shù)脑龃笈鲱^間的距離，在滿足消防要求的前提下減少了噴頭的數(shù)量。

5 小結(jié)

綜上所述，為了我國能夠始終貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，必要的節(jié)水節(jié)能措施也該應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中。建筑室內(nèi)給排水節(jié)水節(jié)能措施在現(xiàn)階段我國的社會發(fā)展有著十分重要的地位。相關(guān)措施的應(yīng)用可以有效地緩解我國的能源短缺問題，促進我國的社會現(xiàn)代化建設(shè)。