建筑给排水节水节能设计的综合研究

【关键词】建筑给水排水；节水措施；节能措施

　　1. 节水节能设计的意义

　　水是生命之源，不仅关系国计民生，也对经济发展和社会进步起着重要作用。近年来能源危机进一步加剧，水资源日益紧张，世界各国越来越重视水资源的保护、中水利用，以及污水治理。我国《“十二五”节能减排综合性工作方案》中提到“推进节水型社会建设。……推广普及高效节水灌溉技术。加快重点用水行业节水技术改造，提高工业用水循环利用率。加强城乡生活节水，推广应用节水器具。推进再生水、矿井水、海水等非传统水资源利用。……用水量下降30%。”在建筑领域，给排水的设计如何能达到节水、节能也成为检验建筑物是否节能的标尺，因此做好给水排水节水节能设计很有必要，是建筑设计的重要环节。

　　2. 建筑给水排水设计的节水措施

　　2.1 合理采用用水量标准：在给水排水节水设计中，结合建筑所在地区、建筑物类型，根据《建筑给水排水设计规范》中生活用水量定额标准合理确定用水量(冷热水及各种其他用水)的定额，同时执行《民用建筑节水设计标准》[1]中的节水用水量定额标准。

　　2.2 自动控制计量：计量用水也是建筑节水的重要手段，采用该技术主要是为了避免大便器延时自闭阀延时器调整及故障的及时处理，调节水池水箱等水位上限无监控，一旦进水阀们出现故障进水水位超过溢流口却不能及时发现造成用水浪费等现象，因此在设计过程中应尽量选用自动控制和质量好的产品。

　　2.3 采用节水型卫生器具：配水器具和卫生器具作为给水系统的最终端使用部位其节水性能直接影响着建筑节水工作的成效，因此在满足其使用功能的前提下应尽量选用节水节能型卫生器具，其具体措施主要包括使用小容积水箱来减少马桶冲洗水量，目前，我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器，耗水量大，若全部使用冲水量≤6L的马桶，则住宅可节水14%，宾馆、饭店可节水4%，办公楼可节水27%。对于厨房、淋浴、洗盆等用水器具的节水则主要从改善给水配件的性能来实现，如采用充气水龙头、红外线感应等限制流出水头的龙头及节水型便器、节水型洗涤器具、节水型淋浴器具、脚踏开关淋浴器、节水延时自闭阀等，该类配件均能在不同程度上起到节水节能的功效。建筑物蓄水水箱由于设置位置不易被发现，进水浮球阀关闭不严或者损坏引起的常年溢水是造成水资源严重浪费的重要因素，一年下来漏水量累计可达上万m3。洗脸盆等卫生器具应采用陶瓷片等耐用型密封水嘴，减少配件造成的水资源漏损，同时也可减少对建筑物造成的危害。

　　2.4 节水设备及管材的应用。

　　建筑给水管材以往以镀锌钢管为主要材料，一般在管材接缝及阀门连接处漏水或腐蚀，埋地管道漏水很难被及时发现，容易造成水资源浪费。新节能规范规定建筑给水排水系统采用卫生器具应符合现行行业标准《节水型生活用水器具》CJ164的规定。加压设备的Q-H特性曲线应为随流量的增大，扬程逐渐下降的曲线，在当地供水部门允许时，采用叠压供水设备可以充分利用市政压力。对于用水量较大的用水设备，如洗衣房，厨房等应当采用高效、节水设备。在工业等用水大户方面，应切实推广采用节水、节能的生产工艺和设备。

　　2.5 开发中水系统。

　　建筑中水是指建筑物或建筑小区内的生活废水、冷却用水及雨水等各种排水经过适当处理后回用于建筑物或建筑小区内，作为杂用水的水源。中水设施由原水收集、储存、处理及供给等设施构成，该系统是目前现代化住宅功能配套设施之一，资料显示，采用建筑中水后居住区用水量可节约30%～40%，废水排放量可减少35%～50%，在以上几种中水水源中生活废水水量最大，其使用时间较均匀、水质较好且较稳定等，因此其应作为建筑中水首选水源，但目前建筑中水技术具有运行效果稳定性差且造价较高等缺点，因此在设计过程中应综合技术、管理、投资等多方面因素来选择新的优良的中水处理工艺。建筑物节水不能单纯以提高水费的措施来以逸待劳，而是更应该从建筑给水排水系统的各个环节多方面来实现。

　　3. 建筑给水排水设计中的节能措施

　　3.1 利用市政管网余压，采用分区给水方式：

　　城市供水中，市政给水管网压力一般在0.2～0.4MPa之间。合理利用市政管网压力，采用分区供水方式，可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.3MPa，五层及以下楼层可采用市政管网直接供水。五层以上采用无负压变频供水设备供水。这样即不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高，造成能耗及水量浪费。

　　由于市政给水管网承受的压力有限，供水水压通常难以完全满足高层建筑的供水要求，因此高层建筑给水系统设计中常采用增压给水方式，将管网进水直接引人贮水池中，然后用水泵将水抽到水箱或打到水罐中，再向给水系统供水。市政给水管网供水水压通常为0.2MPa左右，夜间可以达到0.2MPa-0.27MPa左右，但由于以往市政供水管网供水安全性不是很稳定，为确保建筑供水的安全性，宁愿舍弃该部分水压，从而造成电能的浪费，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把可用压力全部转化成负压，很不经济合理。设计中应充分考虑利用市政给水管网提供的水压，高层建筑下部几层直接采用市政给水管网供水，上部采用水箱供水或水泵加压供水，当下部用水安全要求较高时，设计中可以考虑将上下部分管网用常闭阀门进行连接，平时分区供水，市政管网发生事故时，将常闭阀门打开，由水箱或水泵加压供水，在节能的同时可以兼顾供水的安全性。

　　3.2 采用变频调速水泵：

　　高层建筑通常采用水泵水箱联合供水方式，由水泵将水提升到高位水箱，再向下供水，为防止一些用水点超压，需设置减压装置，造成不必要的能耗，而由于电机的启动非常频繁，也会造成电能的大量浪费。设计中可以采用变频调速水泵直接向给水系统供水，采用调节速度的方式来调节流量，根据水量需要自动调节水泵电机转速，水量需要大时电机转速增大，需要小时电机转速减小，避免电机频繁启动，从根本上防止电能浪费。同时省去了水箱、水罐，减少了设备投资费用。有调查结果显示，采用变频调速水泵供水，节电率可达30%～50%。目前变频调速技术已经日臻完善和成熟，具有显著的节电效果、方便的调速方式、较高的调速范围、完善的保护功能以及运行可靠等优点，因此推广变频调速水泵在建筑给排水系统中的应用，对于减少电能浪费具有重要意义。