关于现代建筑给排水节水节能的设计

摘　要：随着我国经济的高速发展，给排水业得到了长足进步。然而，我国作为一个水资源相对短缺的国家，对于居民的节约能源和用水来说，培养人们的节约水资源意识和国家利用行政手段调节都是非常重要的措施。优化合理设计给排水系统、积极倡导采用节水方法，以及采取各种节水措施和技术是我们义不容辞的职责。本文就现代建筑中节水节能的设计方法进行论述，以供同行参考。

关键词：现代建筑；给水；排水；节水节能；设计
前言
　　给排水工程是为居民和厂、矿、运输企业供应生活、生产用水的工程。由给水水源、取水构筑物、输水道、给水处理厂和给水管网组成，具有取集和输送原水、改善水质的作用。它的任务是及时收集、输送城市产生的生活污水、工业废水和降水。及时可靠地排除城市区域内产生的生活污水、工业废水和降水，使城市免受污水之害和免受暴雨积水之灾，从而给人们创造一个舒适安全的生存和生产环境，使城市生态系统的能量流动和物质循环正常进行，维持生态平衡，保证可持续发展。下面是笔者对现代建筑中节水节能的设计方法进行探讨。
一、合理确定用水量的定额，优先选用供水、用水设备
　　严格执行《建筑给水排水设计规范》中的生活用水量定额标准，并非用水量越高越好，合理设计建筑给水系统。充分利用市政管网的压力，直接供水；合理进行竖向分区，平衡用水点的水压；采用并联给水泵分区，尽量减少减压阀的设置；推荐支管减压作为节水节能的措施，减少用水点的出水压力。
　　推广使用无负压变频恒压供水设备，无负压变频恒压供水方式相对于传统水泵加水箱及变频恒压供水，无论在水质维护、节能还是基础投资上，都具有明显优势。无负压变频恒压供水系统利用调节罐、真空消除器及液位消除器消除了自来水管网可能产生的负压影响，采用变频控制系统使水泵以最合适的转速运转， 充分利用了自来水管道的余压，且对用户不产生多余的水头损失，从而达到了显著节水节能的目的。
　　推广应用新型管材。目前有铜管、不锈钢管、聚氯乙烯管、铝塑复合管、高密度聚乙烯管等新型管材来取代镀锌钢管。塑料管与镀锌钢管相比，在经济上具有一定优势。铜管和不锈钢管虽然造价较高，但使用年限长，还可用于热水系统。所以应根据建筑和给水性质，选择合适的优质给水管材。
　　推广使用节水型卫生器具和配水器具，一套好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。例如,通常淋浴喷头每分钟喷水20多升,而节水型喷头则每分钟只需要9L水左右,节约了一半的水量；使用冲水量≤6L的马桶且采用两档冲洗阀门,住宅可节水12%,宾馆、饭店可节水4%,办公楼可节水27%；厨房、沐浴、盥洗的节水:厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径,充气率一般可在15%左右，即节水率在15%左右。可见卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效果。所以在选择节水型卫生器具和配水器具时, 除了要考虑价格因素和使用对象外,还要考察其节水性能的优劣。大力推广使用节水型卫生器具和配水器材是建筑节水的一个重要方面。
二、完善热水供应循环系统
　　随着人们生活水平的提高,小区集中热水供应系统的应用也得到了充分的发展, 建筑热水循环系统的质量也逐渐变得越来越重要了。大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象,主要体现在开启热水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这部分冷水未产生应有的使用效益,因此称之为无效冷水。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。同一建筑采用各种循环方式的节水效果,其优劣依次为支管循环、立管循环、干管循环,而按此顺序各回水系统的工程成本却是由高到低。修订后的GB 50015-2003建筑给水排水设计规范第5.2.10条提出了两种循环方式,即立管、干管循环和支管、立管、干管循环,取消了干管循环,强调了循环系统均应保证立管和干管中热水的循环,对节水、节能有着重要的作用。因此,新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本,根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式,尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费。
　　利用太阳能用作住宅热水加热，太阳能作为清洁能源是节能的重要途径。太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、循环管循环泵、配水管等组成,我国大部分地区均适合推广。
　　太阳能热水器,按集热器形式可分为平板型和真空管型。平板型:在住宅使用的小型热水器中,目前多采用自然循环方式,且为单循环,即集热器内被加热的水直接进入储水箱供使用。其结构简单,成本较低,抗冻能力弱。真空管型:全玻璃真空管结构简单,价格适中,水在玻璃管内直接被加热。由其组成的家用热水器一般是将真空管直接接入非承压水箱,采用落水法取热水。也有采用金属热管组合的承压式及采用U型管组合的分离式,在不同地区均能全年使用。具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力。另有热管型真空管,其管内无水,具有抗冻、耐压和耐冷热冲击能力,可连接承压水箱,采用双循环系统,更适用于各种规模的热水系统,但其价格较高。太阳能热水器的安装方式一种是单幢建筑或多幢建筑用太阳能热水器,并设置热水箱,用作户内热水器预热水源,单户内设置快速热水器。另一种是单户设置太阳能热水器的方式,即每户单独设置,控制方便,户内可不用增设热水器。这种方式只适用于多层建筑,热水器安装高度受用户水压限制,使用热水时需要放掉的水量较多；屋顶太阳能热水器水量不适合多人连续使用,电热器设置于屋顶,维修及管理不便,阴雨天使用时需电加热较长时间。
三、废水再利用
　　（1）中水利用 
　　中水工程既可以有效地利用和节约有限的、宝贵的淡水资源,又可以减少污废水排放量,减轻水环境污染,还可以缓解城市地下水道的超负荷现象,具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。中水来源于建筑生活排水,包括人们日常生活中排出的生活污水和生活废水。生活废水包括冷却排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水及厨房排水等杂排水。不含厨房排水的杂排水称为优质杂排水。中水指的是各种排水经过处理后,达到规定的水质标准,可用在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。我国的建筑排水量中生活废水所占份额住宅为69%,宾馆、饭店为87%,办公楼为 40%,如果收集起来经过净化处理成为中水,用作建筑杂用水和城市杂用水,如冲厕所、道路清扫、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工、消防等杂用,从而替代出等量的自来水,这样相当于增加了城市的供水量。同时它是实现污水资源化、节约水资源的有力措施,是今后节约用水发展的必然方向。
　　（2）雨水利用
　　雨水利用就是将雨水收集起来,经过一定的设施和药剂处理后, 得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水,处理后的雨水作为一种可以利用的水资源可以用于厕所冲洗、城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水。建筑物收集雨水的一般结构是,由导管把屋顶的雨水引人设在地下的雨水沉沙池,经沉积的雨水流人蓄水池,由泵送人杂用水蓄水池,经加氯消毒后送人中水管道系统,为解决降尘和酸雨问题,一般将降雨前两分钟的雨水撇除。目前,世界上许多国家都展开了对雨水利用的研究,以节约水资源,减轻当地的用水和污水处理负担。
四、空气源热泵技术的应用
　　热泵,尤其是空气源热泵的取源直接、高能效比、实用经济、安全无污染等诸多优势顺应了时代需求,已越来越多地应用于热水供水系统。以制取1t热水所耗能源及费用为例,空气源热泵热水系统节能效果和传统的电热锅炉、燃油锅炉、天然器锅炉等热水系统相比具有明显的优势。
五、结语
　　现代建筑给排水的节水和节能有很大的潜力，如果每一个给排水设计者都能够与实际工程相结合，进行更加科学合理的节水、节能方案的设计，可实现建筑给排水方面能量节省约40％，用水节省约30％，这是适应社会可持续发展的要求，很大程度上提高了资源的利用率。
参考文献：
[1]建筑给水排水设计规范 GB 50015-2003(2009版)
[2]全国民用建筑工程设计技术措施———给水排水.中国计划出版社.
[3]建筑给水排水设计手册.中国建筑工业出版社.
[4]高层建筑给水排水工程.哈尔滨工业大学出版社.