環境時評：我國給排水技術在建筑節能中的應用

時間：2013-09-29 09:48:58 作者： 　來源：全球節能環保網

近年來我國城市生活用水呈逐年遞增趨勢。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完成的。據資料顯示，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，隨著我國國民經濟的飛速發展，水資源問題日益突出，節水成了重要而緊迫的任務。建筑節水是一個系統工程，應制定有關節水的法律法規，加強日常管理和宣傳教育，全面開展節水工作，采用節水設備，搞好污水處理及污水回用，保護生態環境，是當前給水排水設計的重點。

1.建筑給水排水節水的主要措施

1.1確定合理的用水量定額

嚴格執行（建筑給水排水設計規范）中的生活用水量定額標準，并非用水量越高越好。合理設計建筑給水系統。主要可通過下列方法實現：充分利用市政管網的壓力，直接供水。合理進行豎向分區，平衡用水點的水壓；采用并聯給水泵分區，盡量減少減壓閥的設置；推薦減壓作為節能節水的措施，減小用水點的出水壓力；合理設置生活水池的位置，盡量減小設置深度，以減少水泵的提升高度；優先考慮水池一水泵一水箱的供水方式。推廣采用節水的衛生器具。如限制衛生器具的流出水頭、紅外線感應龍頭和便器等，不應采用無控制花管、長流水的小便槽。合理采納變頻調速泵組供水。當采用變頻泵供水時，應優先采用變頻變壓變流量的給水方式，其節能效果要優于變頻變壓變流量的給水方式，當采用變頻恒壓變流量時，工作壓力的設定應接近水泵工頻運行時高效段揚程的下限；工作水泵應選用2臺或2臺以上，不同級配工作泵的流量宜以1/2的流量梯變，宜采用大小水泵搭配的形式，并設氣壓罐小流量給水。當市政條件允許時，宜采用疊壓供水設備。具備條件的，應當至少選擇一種可再生能源（指風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源）用于建筑物的熱水供應，現在一些中小城市已普及推廣太陽能熱水導流設計使用。在太陽能的利用上，有條件的可采用太陽能蓄熱技術，太陽能熱水器可采用強迫式、自然式循環太陽能熱水器和直流式太陽能熱水器。太陽能熱水系統的熱能再利用與節水技術還應相互結合。太陽能熱水器可作為熱水供應的預加熱措施，可設在其他熱交換器的前端。從技術可靠、經濟適用的角度出發，應合理配置縱使各種不同熱源的比例關系。對集中熱水系統遠距離的少量供熱點可采用局部加熱方式；對不同場所可采用不同的熱源形式。熱水供應系統儲水溫度宜控制在55-60℃。應合理確定熱水用水量定額、耗水量、耗熱量、供水水溫、水質等熱水系統的基本設計參數。熱水供應管網宜采用同程回水的給水方式。

1.2雨水的利用

雨水的利用是將雨水收集起來，經過一定的設施和藥劑處理后，得到符合某種水質指標的水再利用過程，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中水水質標準的用水，減少用水量，減輕污水處理費用。雨水的收集方法有兩種：一種是采用排水管把建筑物屋頂的雨水引入雨水沉淀池，沉淀池可以做成幾級，一級比一級稍低，最后一級沉淀池的水流入蓄水池，然后送入中水系統。目前，世界上許多國家都展開了對雨水利用的研究。

1.3開發第二水資源

建筑中水系統是典型的資源的可持續利用裝置，是介于建筑物內上水和下水之間的水處理和供給系統，將建筑物內的污水、廢水加以收集、處理，實現生活污水、廢水的重復利用，既節省水資源，又保護環境，具有明顯的經濟效益和社會效益。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，應考慮將其經適當處理后供這些生活雜用。推薦的水中水處理工藝為：原水→機械格柵→毛發過濾器→調節池→混凝→過濾→活性炭吸附→消毒→中水池→〔中水泵→中水屋頂水箱→專用水管系統→（水表）用水點〕

在浴用水占總用水量50%以上的賓館、公寓、高級住宅等建筑中，可考慮采用中水處理系統，以滿足沖洗廁所、綠化灌溉及補充部分冷卻循環水的水量要求，可節約至少30%的生活用水量。因此，從節水節能的長遠利益來考慮，排水系統采用優質生活廢水和糞便污水分流體制，將優質生活廢水如洗臉水、洗菜水等進行收集、處理，水質達到中等水質標準后，然后送入中水系統。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境效益；（2）汗水回用減輕了居民的用水經濟負擔，給居民和社會帶來經濟效益；（3）污水回用大大降低了水資源的浪費，徹底符合節約用水思想，從而帶來了巨大的社會效益。從成本費用角度，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，但是從長遠角度來看，其成本費用還是低于直接使用自來水的成本費用。在水資源越發缺乏的情況下，中水勢在必行，是今后節約用水發展的必然方向。

1.4推廣應用新型水設備

在設備、材料的選用中，應選用節能型、節水高效率產品，推廣使用優質管材、閥門等，應禁用淘汰產品，宜推廣化學建材并執行國務院建設行政主管部門制定并公布的建筑節能新技術、新工藝、新設備、新材料、新產品推廣目錄，以及限制或者禁止使用能耗高的技術、設備、材料和產品的目錄。在工業建筑中，應采用節水、節能的生產工藝和設備。注意加強設備與管道的保溫，應選用理化性能優良保溫材料，并確保有效的絕熱層厚度。

在水泵的設計選擇中，運行工況點應落在p-H水泵性能曲線的高效端中，變頻泵的選用工況點宜落在高效端的右側。熱水鍋爐、熱水器、熱交換器等設備應高效、節能。應采用優質的閥門、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水的余壓供水，可對用水回收利用，在游泳池用水、水景用水中，盡量循環使用，設置水處理裝置。

2.節水在建筑給水排水設計中的應用

2.1多高層建筑中應充分利用市政給水管網的供水壓力

在多高層建筑中（多高層建筑是指五層及五層以上建筑），城市管網水壓難以完全滿足其供水要求，在以往的工程設計中，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，這樣就白白浪費了市政給水管網的自由水頭，極不經濟，因此應根據市政管網提供的水壓（或在接口處接壓力表測出水壓），來確定市政管網的水壓能滿足一至幾層的供水要求，然后進行分區。另對低層的住宅樓，若夜間水能上到樓頂，而白天高峰期水不能到達頂部幾層時，則應優先選用僅設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的流量和壓力。但對小高屋建筑來說，城市水壓僅能保證n層以下用水，那么可分區供水，n層以上由市政管網--直接入網疊壓式變頻給水設備--用水點（該地自來水公司許可的條件下）；或n層以上由市政管網--水池--水泵--水箱--用水點或n層以上由市政管網--水池--變頻給水設備--用水點這樣充分利用了市政管網的可用水頭，起到了節能的效果。

2.2應注意生活給水管道中超壓的問題

《建筑給排水設計規范》規定生活給水系統最低層的用水點壓力不宜超過400Kpa，但在實際上生活給水系統豎向分區后仍然存在著部分衛生器具配水點水壓偏大的問題。因為即使在分區后各區最低層配水點的靜水壓仍高達300Kpa左右，而在進行設計流量時，衛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，那么不采取減壓節流的措施，衛生器具的實際出水量將會是額定流量的4-5倍。隨之帶來了水量浪費，水壓過高，漏水量增加的弊病，同時易產生水擊，噪聲和振動，致使管件損壞破裂。因此可以在給水支管上安裝減壓孔板、壓力調節閥或減壓閥來避免部分供水點超壓問題，為用戶提供適宜的服務水頭，使得豎向分區的水壓分布更加均勻，避免造成浪費。

2.3消防水池的節水節能措施

對于同層建筑或成片小區來說，盡可能共用一個消防水池、一個消防水箱和一套加壓系統，即以區域集中消防加壓貯水系統取代各建筑物中的單個消防加壓貯水系統，可以節省工程建筑和設備投資，降低運轉費用，便于集中管理，同時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。由于消防貯水要求滿足在火災延續時間內室內外消防用水總量，這樣消防貯水池所貯的水量很大，又由于如無火災的話平時消防水禁止使用，那么水在貯水池中停留時間過長，余氯量早已耗盡，而情致水質的惡化，變成臟水臭水，因此消防水池也要定期放水，水的浪費。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起來，這樣消防水池的水不至于變成死水，達到節水和一水多用目的。

2.4集中熱水供應系統必須減小或消除冷水量的浪費

大多數集中熱水供應系統存在嚴重的浪費現象，主要體現在開啟熱水裝置后，不能及時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。這種水流的浪費現象是設計、施工、管理等多方面原因造成的。如在設計中未考慮熱水循環系統多環路阻力的平衡，循環流量在靠近加熱設備的環路中出現短流，使遠離加熱設備的環路中水溫下降；熱水管網布置或計算不合理，致使混合配水裝置冷熱水的進水壓力相差懸殊，若冷水的壓力比熱水大，使用配水裝置時往往要出流很多冷水，之后才能將溫度調至正常。同一建筑采用各種循環方式的節水效果，其優劣依次為支管循環、立管循環、干管循環，而按此順序各回水系統的工程成本卻是由高到低。因此，新建建筑的集中熱水供應系統在選擇循環方式時需綜合考慮節水效果與工程成本，根據建筑性質、建筑標準、地區經濟條件等具體情況選用支管循環方式或立管循環方式，盡可能減少及至消除無效冷水的浪費。

總之，隨著社會的高速發展，室內給排水工程設計中的節水節能不容忽視，我們要不斷采取新工藝、新材料、新設備等達到節水節能的目的，從生活點滴做起，共同實現節水節能。