二十一世纪的建筑给排水

简介： 本文就我国科技进步、城市建设的发展、展望21世纪在建筑给水排水领域的技术发展前景，将有助于对现有的给排水系统、设备器件进行改进，以适应人们对建筑给排水的要求。
关键字：21世纪 建筑给排水

1．21世纪的科技、城市、建筑和人

　　人们曾经预言，21世纪是高新科技发展的一个鼎盛时代，微电子工程、信息工程、生物工程、材料工程以及纳米技术将有一个大的飞跃，由于这些高科技成果在各行业中得到应用，势必推动了各行各业的技术、产品的发展。
　　对世纪城市规划将引入生态平衡规划理论，将O2和H2O的生态平衡和可持续发展，作为城市规划的主要依据，可以预测，在21世纪上半叶，将以提高城市绿化率为主体，到21世纪下半叶将有一个城市人口大迁移和大疏散重大举措。现有的特大城市将成为古城而小村镇将星罗棋布。上半叶将以发展地铁、轻轨为主体交通，逐步实现高速列车（时速＞500公里）、轻轨和汽车（电动和燃气型）相结合的城市交通体系。
　　由于信息网络工程发展人们不必要每日上下班而奔波，多功能别墅已成为21世纪建筑的主体，公共建筑仅是少量，现有的无电梯多层建筑将在2030年之前拆除，现有的落后房型的高层建筑将在2050年之前拆除，人们将享受到大自然所赋予的充足的阳光、新鲜的空气和洁净的水。
　　21世纪对于人类500万年的进化史来说是一瞬间，21世纪开发人类右脑，将成为世界性运动，21世纪人类在文明素质有很大提高，科学技能、法律道德、环保意识都有进步。由于人们饮食更趋科学化和合理化，对饮水要求更卫生，并注重锻炼身体，因此人们的身体素质要比20世纪有所提高，寿命更长．但水仍然是构成人体的主要成份。人体排泄物从质量上和数量上并没有改变．
2．建筑给水

1）用水量和水质
　　从宏观来说，21世纪人们用水量要有所增加，由于家庭游泳池、冲浪淋浴房、按摩浴池的普及、健身用水比例将有大幅度提高，家庭绿化、环境绿化率提高、绿化用水也有显著提高，预测在水源供应充沛城市2050年，人均最高日用水量可达500升/日，到　21世纪末可达800升/日。
　　在一些边远水资源相对缺乏的地区，当地政府将根据水资源平衡的原则制订相应法律，限制用水，这种限制措施可能沿续到2080年，随着高科技在水处理方面的应用，城市复用水量也逐步提高，这种限制也随之放宽。21世纪的生活饮用水标准应比现在要高，达到直接饮用水标准。由于水环境资源的保护，作为生活饮用水的水源的等级大为提高，可望到2030年之前，按现有水处理技术不增加投入完全可以达到。由于在管道系统设计中大大加重给水管道系统防回流污染的措施，以及管道施工安装工人素质提高，规范操作大大避免了水质污染途径。
2）供水系统
　　由于供水系统信息网络化管理和遥测遥控元件的微型化和高灵敏高可靠性，将来供水系统将由供水厂到用水点全自动管理，由分布在各网络端的测量元件将Q、H数据远传到供水厂控制监视中心，根据用户用水变化情况直接调配供给，最终实现无水池（箱）、无纯净水管道、无二次消毒的全封闭供水系统，这种系统最终2050年可以实现。
3）增压设备
　　由于超导超磁通量的材料应用，电机的体积越来越小，建筑给水泵趋向小型化管道化，开始将电机置了压出水管中，如用深井潜水泵一样，解决电机冷却与降噪，最终将机泵融为一体，电机中转子即为泵叶轮，水泵机组置于加压的管道中比供水管道路大一节，电控部分无触点开关，且微型化智能化，变频器小似一个接线盒。水泵机组的主要参数Q、H、t探测元件齐全，并可远传管理中心，监控水泵运行参数。由此可见，将来建筑给水系统中无给水泵房，无隔振降噪可言。增压设备将来以变频调速泵机组为主流，气压罐已不复存在。

3．建筑排水

1）卫生设备
　　卫生设备的品种将随着人们生活水平的提高，新品种和新功能的卫生设备将推出。排污的问题已基本解决，推广应用主要在洗涤设备，健身用沐浴设备将越来越普及，如冲浪浴盆（池）、冲浪淋浴房等，厨房中粉碎机、洗碗机也越来越普及。卫生设备操纵也越趋微电子智能化，2020年将实现公共建筑卫生间无触摸化。便器将淘汰大便槽、小便槽和蹲式便器。大便器实现大存水面、静音化，逐步甩掉卫生刷。2030年之前，以推广6升冲洗水节水型大便器为主流，2050年左右随着水资源保护和合理利用，以强调卫生、舒适型便器为主流。
　　卫生间强调通风系统，实现人们进人卫生间方便的全过程中闻不到自己大便臭味，看不到自己拉的大便，这才是名符其实的卫生间。大便器既是污物的接纳器又是吸风口。
2）排水系统
　　随着经济的发展和加大对环境保护的力度，2050年之前达到城市污水100%处理率，化粪池一元化地埋地污水处理将消失，由于城乡差异的消失，替而代之是建立小城镇集中小型污水处理厂，那时污水排放标准将有很大提高。在缺水地区其回用率将达到50％，中水系统将延续到本世纪的后半叶。全自动高效的污水处理设备又将得以发展。生物医药工程的发展，一种高效有机物分解剂制成，将大大加速生物降解功能，氯消毒剂将禁用，替而代之是O3。
　　室内排水系统按重力流DWV系统，这一世纪不会改变，存水弯水封阻隔排水系统气体的手段也不会改变，但为适应人们渡假长期不使用而水封损失，一种水封自动补充的装置应运而生。卫生间中多一根通风管系统。雨水设计不论按重力流或压力流设计，但人们更注重收集雨水作为绿化用水，并建立相应一套系统。

4．建筑热水供应

　　热水供应的热源将由煤→燃气，逐渐由电替代，因为电是最洁净能源（不排斥太阳能、地热的利用），由于热源改变，热水供应系统将由集中热水供应逐步过渡到分散的局部热水供应系统，由于终端快速高效的加热器小型化，热水供应系统将以无锅炉、无加热器和无贮热设备和无热水循环系统的终端加热器建筑热水供应格局。对热水的水温要求却不会丝毫降低要求，为此，对有热水供应的卫生器具给水栓的功能不仅仅是启闭作用，而且要求调节达到设定温度。

5．建筑消防给水

　　21世纪用水扑灭火灾主要手段不会改变，但总的趋势是自动喷淋灭火系统逐步加强，消火栓系统的作用逐渐减弱，到本世纪中期以自动喷淋灭火系统完全替代消火栓的局面。在小空间喷淋灭火系统中将有效地解决固定喷头灭火后自动关闭，残余物复燃后重新打开的部件，这完全可以利用红外光谱感应，经微电脑逻辑判断是照明还是火焰，实施开关，使火灾在萌芽状态中扑灭，但又不会产生水灾。
　　气体消防将淘汰卤代烷，由高效、无毒、无公害的气体灭火剂替代；21世纪中叶，将研制出一种气弹，在惰性气体分子键中植入具有热导效应的分子，使惰性气体自动流向火源（种）并形成气体覆盖隔离层，气体灭火封闭问题迎刃而解，气体灭火系统将大大简化，并应用面越来越广。

6．给排水管材

　　建筑给水（包括热水）塑料管应用在2030年之前有较大发展，金属管（铜管、不锈钢管）应用将与塑料管应用并驾驱齐的格局，由于连接方法的突破性改变，之后将由金属与塑料复合管占优势发展。
　　21世纪形成多材质，多品种给水管共存的时代，谁也替代不了谁。建筑排水管，将由建筑塑料排水管最终替代铸铁管，这个过程不会很久。由于埋地管推广塑料管，将由塑料内衬外捣砼替代砖砌检查井，并可根据管道埋深调节设置井深．

结束语：
　　建筑给排水是一门应用技术，它的发展是受基础学科的发展所制约，人们只有认真地关心高新技术发展并应用于本专业技术的发展，建筑给排水又与中国经济发展和人民生活水平提高（GDP增长）休戚相关。因此，本文中予测的技术发展水平也许可能提到来，也许要推迟，但21世纪建筑给排水技术新发展将是坚信无疑的。