建筑給水排水設計中節(jié)能減排設計分析

李盼盼

(甘肅第一建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730070)

1 給排水節(jié)能設計的意義

現(xiàn)階段我國建筑工程在建設過程中，存在嚴重的水資源浪費。近些年來我國逐漸加大對環(huán)保意識的宣傳，人們逐漸認識節(jié)能環(huán)保、綠色可持續(xù)發(fā)展是我國必由之路。其中綠色節(jié)能環(huán)保技術在建筑行業(yè)應用廣闊，一方面，提高建筑居民對水資源的利用效率，同時減少在建設環(huán)節(jié)和后期投入使用環(huán)節(jié)過程中不必要的水資源浪費。在建筑給水排水設計階段，設計單位融入節(jié)能減排理念和技術，可以有效減少建設過程中的水資源浪費。

2 具體工程案例

陜西省西安市某住宅樓總占地面積約為3萬m2，建筑總面積為21 420 m2。住宅樓總高度95.5 m，其中地上25層，地下3層。其中地上1～5層為商務區(qū)，地下室1～3層為停車場；住宅樓6～25層為居住區(qū)。

3 住宅樓給排水設計中存在的問題

3.1 熱水資源浪費嚴重

水資源浪費嚴重是社會關注要點，也是解決難點。當前該住宅樓存在熱水資源浪費嚴重的問題，主要表現(xiàn)在集中熱水給水系統(tǒng)設計缺乏科學性，導致水資源無法得到有效利用；熱水循環(huán)系統(tǒng)與冷水循環(huán)系統(tǒng)之間壓力失衡，無法保證熱水系統(tǒng)分區(qū)與給水系統(tǒng)分區(qū)形成有效統(tǒng)一，且在用水點未設計具有調節(jié)壓差功能的混合閥，使該住宅樓熱水資源無法得到有效利用。

該住宅樓水加熱設備機房距離熱用戶入戶管較遠，輸送熱水管道未形成有效的保溫效果，冬季熱水管道外壁環(huán)境溫度較低，導致熱水輸送環(huán)節(jié)中大量熱量流失，增加了燃料、動力供應消耗。

3.2 排水系統(tǒng)設計不當

該住宅樓排水系統(tǒng)亦存在嚴重的水資源浪費。設計階段排水立管的擺放位置有誤，未靠近衛(wèi)生潔具排水點，排水系統(tǒng)立管設計不合理，排水立管內存在水塞流，導致排水系統(tǒng)設計不當。且建設過程中采購的排水管道管材存在質量問題，排水系統(tǒng)漏水造成極大的水資源浪費。

3.3 超壓出流

調查人員對該住宅樓內衛(wèi)生潔具現(xiàn)場測試，許多住戶采用的都是超壓型抽水馬桶。該類型抽水馬桶通過強大的壓力來增加水流量，水流量超出了國家對馬桶水流量標準，造成了不必要的水資源浪費。個別室內生活給水系統(tǒng)末端用水點處的表壓達到0.25 MPa，不僅給給水系統(tǒng)造成了水壓沖擊，縮短了管道的使用壽命，而且使得水資源浪費突出。

3.4 隱性水資源浪費

該住宅樓還存在隱性水資源浪費。隱性水資源浪費主要出現(xiàn)在公共區(qū)域，此種浪費行為不會影響該住宅樓居民的切身利益，使得居民缺乏對隱性水資源浪費問題的關注。隱性水資源浪費主要存在于出流設備壓力與給水設備的壓力之間存在壓力不均衡，導致設備在未使用的情況下出現(xiàn)水資源的浪費。

4 住宅樓給排水設計中的節(jié)能減排措施

4.1 中水回用系統(tǒng)的推廣

當前我國建筑設計中逐漸融入綠色環(huán)保理念，推廣中水回用系統(tǒng)，將污染程度相對較低污廢水進行二次處理來達到回收利用水的水質標準。中水回用系統(tǒng)的設計，需要設計師不斷改進工藝水平、增強水處理設備的技術性能。同時在中水回用系統(tǒng)使用階段，設計方案需要將生活廢水與雨水進行有效分離。對于生活廢水需收集至檢驗池來檢測其水的性質，對于水資源當中含有有害物體的廢水，需要放入定點進行有效隔離和排放；對于不含有有害物質的廢水進行凈化系統(tǒng)的處理，達到使用水質標準后進行二次使用。圖1為中水回用系統(tǒng)運行結構。

圖1 中水回用系統(tǒng)運行結構

4.2 選用節(jié)水型衛(wèi)生器具和材料

供水系統(tǒng)中必不可少的組成部分就是衛(wèi)生器具、配水設備、閥門附件及管路系統(tǒng)，這些也是水資源浪費嚴重的重災區(qū)，其節(jié)能性能的好壞也直接影響住宅樓給排水設計中節(jié)能減排的效果。因此，在建設項目的實施階段，建設單位需要采購部門在進行衛(wèi)生設備和配水設備的采購時，選擇節(jié)能環(huán)保且價格實惠的復合型材料，這樣不僅能夠有效節(jié)約建設成本，同時還能起到較好的節(jié)能環(huán)保效果。例如購買鋼塑復合管、PVC—U管等復合型材料防止出現(xiàn)水污染；我國許多馬桶積水箱出水量大于11 L，而通過科學實驗表明，6 L的積水箱就可完成基本的功能使用，所以購買小容量集水箱的馬桶，可以減少水資源消耗。

同時在給排水設計階段，設計師需要對衛(wèi)生設備和配水設備的用水設計方案多次優(yōu)化，保證衛(wèi)生設備和配水設備能達到節(jié)水效果，從水資源運輸環(huán)節(jié)有效避免水資源浪費的問題發(fā)生。

4.3 雨水收集利用

隨著城市化進程的進一步加快，土地資源日益緊張，城市密度逐年增加，城市排水系統(tǒng)面臨著巨大的壓力，同時也增加了城市洪澇災害的風險。設計階段設計人員應將雨水收集、調蓄及循環(huán)利用系統(tǒng)納入到住宅小區(qū)雨水系統(tǒng)設計內容當中，通過雨水收集調蓄池→過濾→凈化→消毒→回收雨水循環(huán)利用工藝流程，有效擴大住宅樓雨水系統(tǒng)收集范圍，增加雨水徑流量收集量，通過過濾、消毒、凈化等回用水處理環(huán)節(jié)，將凈化后的雨水資源運用到住宅樓沖廁、綠化灌溉等用途，有效增強住宅樓節(jié)能減排功能的效果。

4.4 合理控制水壓

設計師在建筑工程給水排水設計階段，需按照給水排水設計現(xiàn)行相關標準來設定適用于不同使用功能建筑的給水系統(tǒng)壓力數(shù)值，保證給水管道不會因為系統(tǒng)承受過高水壓而造成管道及閥門附件破壞、衛(wèi)生器具不致于出水壓力過大造成用水浪費嚴重及用戶用水體驗太差等問題的發(fā)生。建筑工程設計過程中給水排水設計師在技術設計階段，需要結合現(xiàn)行設計標準及以往類似工程的經驗等有效數(shù)據，對實際工程項目進行給水壓力的系統(tǒng)計算和具體水壓數(shù)值的定位。首先要保證給水系統(tǒng)壓力在安全使用范圍內，不會對給水管道正常使用造成影響。其次，要輔以安全可靠的減壓措施，有效減少給水系統(tǒng)承受過大水壓時的風險。

4.5 利用綠色能源提供熱水

設計師在設計階段，首先需要對建筑物所在的環(huán)境、氣候條件以及太陽能資源的利用情況，通過文獻調查、實地調研、實驗法等方式進行充分調查和綜合性評估。優(yōu)先采用綠色節(jié)能能源來取代化石燃料獲取熱源的方式，有效保護城市環(huán)境。同時為了保障熱用戶能隨時使用太陽能獲取熱水，需要設計師加入防靜電性能在太陽能設備安裝當中，并做好溫度保護工作，有效減少由于外界溫度、濕度等環(huán)境對設備的性能破壞。要因地制宜，對于年平均降雨量大、年日照持續(xù)時間較短的地區(qū)，如果盲目使用太陽能設備來獲取熱水，就容易導致設備擱置、水質變差及資源浪費，不僅無法有效達到節(jié)能減排的功能效果，反而極大地增加了水資源的消耗。因此，對于降水量大的區(qū)域，需要考慮采用空氣源、水源及地源熱泵等其他方式來獲取熱源。

4.6 排水管道的合理布置

建筑排水管道在進行施工階段，應該保障管道布置排水量大且空間范圍較多的區(qū)域，避免將管道鋪設在居民臥室或衛(wèi)生條件較好的區(qū)域；同時也要避免將管道鋪設在具有功能空間的內墻處，最大程度減少排水管道運行過程中產生的噪音對居民造成影響。

排水管道鋪設應避開內墻，靠近外墻。一方面可以有效減少對居民生活的影響，同時鋪設在外墻，有利于維修工人的維修和清潔工作。同時，每10 m設立一個檢查口，特別在排水管道首層和頂層兩大重要區(qū)域，可減少檢查口距離。同時，排水管道設計應盡量減少彎曲路徑，防止由于水壓過高而造成對轉彎環(huán)節(jié)的管道沖擊。

4.7 消防蓄水裝置的合理配置和壓強數(shù)值控制

由于城市土地資源日益緊張，建筑工程建筑物的高度不斷增高，消防隊伍進行災害救援的工作難度與日俱增。建筑物內發(fā)生火災時必須保證在火災延續(xù)時間內不間斷供水，因此，在建筑物內必須設有完善的消防儲水設施。因此，在許多高層建筑物當中，消防儲水量遠高于普通居民生活用水儲水量，部分情況下設計師會將消防儲水與居民生活用水儲存在同一水池(箱)中。消防儲水并非經常使用，長期缺乏氯元素，水質保證率差。因此，需要對建筑物消防儲水進行定期更換。若消防儲水池(箱)與居民生活儲水池(箱)分開儲存，不但可以使消防用水不污染居民生活用水，而且有效避免了水資源浪費。同時也可考慮設置消防儲水裝置的循環(huán)系統(tǒng)，定期將消防用水用于綠植灌溉、廁所用水等環(huán)節(jié)當中。

4.8 變頻調控供水系統(tǒng)

變頻調控技術可根據居民用水適時調整水泵運轉速、電機頻率，來有效控制供水系統(tǒng)的水量及水壓變化。變頻調控的方法可實現(xiàn)對建筑水資源供需平衡的動態(tài)調整，減少建筑物隱性水資源浪費問題的發(fā)生。居民日用水量主要受到當?shù)貧夂蜃兓蜁r間變化的影響。夏季消耗的水資源高于冬季，白天消耗的水資源高于夜晚。通過變頻調控的方式，在居民用水量較大的時間段，提高水泵轉速，來增加供水量；在居民用水量較少的時間段，降低水泵轉速，降低供水量，減少隱性水資源浪費。

5 結束語

現(xiàn)階段我國建筑物給水排水設計仍存在熱水資源浪費嚴重、排水系統(tǒng)設計不當、超壓出流等問題，通過在建筑物給排水設計中推廣中水回用系統(tǒng)、選擇節(jié)水型衛(wèi)生設備和材料、有效利用雨水資源、合理控制水壓、利用綠色能源提供熱水、排水管道的合理布置、消防蓄水裝置的合理配置等有效措施，有效提高我國建筑給排水節(jié)能減排設計的水平，有效降低建筑中各種原因導致的水資源浪費現(xiàn)象，促進我國建筑行業(yè)設計朝可持續(xù)發(fā)展的綠色方向邁進。

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