探討建筑給排水設(shè)計節(jié)能減排策略

張睿智

（中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013）

1 引言

近些年，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步不斷加速，城市人口數(shù)量呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢，城市居民生產(chǎn)生活用水量明顯增加。但事實上，我國各地城市環(huán)境并不樂觀，水源污染問題十分嚴重，這不僅顯著增加了城市污水處理壓力，也降低了水資源的利用效率。各級政府高度重視環(huán)境污染問題，認識到改善環(huán)境的必要性與迫切性，高度重視建筑節(jié)能減排設(shè)計及建設(shè)情況。從某種程度上講，節(jié)能減排是一項難度系數(shù)很大的工程項目，不僅要做好日常宣傳管理、相關(guān)法律與規(guī)定的完善工作，還要運用先進技術(shù)加強節(jié)水控制，以使我國建筑節(jié)水工程獲得更好的發(fā)展。

2 建筑給排水設(shè)計中實現(xiàn)節(jié)能減排的必要性

將節(jié)能減排理念融合至建筑給排水設(shè)計實踐中，有益于改善當前我國人口基數(shù)龐大、水資源地域分布不均衡的用水現(xiàn)狀。具體而言，給排水節(jié)能減排設(shè)計的重要性主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

1）推廣及運用節(jié)能減排理念對社會健康長久發(fā)展能起到一定的促進作用。水資源是社會經(jīng)濟發(fā)展的必要條件之一，但是現(xiàn)實生活及生產(chǎn)中水資源過度浪費的問題比比皆是，長此以往會對社會經(jīng)濟發(fā)展形成制約。故而，建筑領(lǐng)域應(yīng)主動強化節(jié)能環(huán)保意識，完善給排水設(shè)計方案，減少不必要的水資源浪費問題。

2）節(jié)能減排理念有益于提高人們生活水平。人們生活質(zhì)量的提高不僅體現(xiàn)在滿足物質(zhì)生活需求方面，也體現(xiàn)在精神需求方面。在倡導全面環(huán)保的社會背景下，人們自覺強化環(huán)保意識，落實節(jié)能減排理念，可以更好地改善環(huán)境質(zhì)量，保證人們的身心健康。

3）節(jié)能減排理念有益于保護社會環(huán)境。在建筑給排水施工實踐中合理運用節(jié)能減排技術(shù)可以節(jié)省水資源，還能有效處理部分排放物，進而使城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到更有力的保障。

3 建筑給排水設(shè)計現(xiàn)狀以及存在的問題

由于管道接口施工工藝不符合標準要求引起的滲漏問題是當前建筑給排水設(shè)計中最常見的情況，還存在由于水龍頭自身存在質(zhì)量缺陷而時常出現(xiàn)關(guān)水不嚴的現(xiàn)象。如果以上狀況長時間不被解除，勢必會導致大量的水資源浪費，增加排水系統(tǒng)后期運維管理費用。引起以上現(xiàn)象的原因主要有[1]：

1）沒有按照設(shè)計要求合理選用管材；

2）參建方為縮短工期，盡早交工，省略了部分施工流程；

3）沒有重視廢水的回收利用，特別是居民生活廢水、雨水的再循環(huán)回收利用效率低，直接造成一些可循環(huán)利用的水資源流失。排水系統(tǒng)設(shè)計不夠合理直接影響建筑內(nèi)廢水利用效率，一方面增加了市政污水管網(wǎng)的運行壓力，另一方面也不利于環(huán)保型社會的建設(shè)與發(fā)展。

4 基于節(jié)能減排的建筑給排水設(shè)計策略

4.1 優(yōu)化設(shè)計管道布置

滲漏被公認為是造成給排水系統(tǒng)內(nèi)水資源浪費的“罪魁禍首”，可以采用科學選擇管材、管件的方式解決以上問題，有針對性地優(yōu)化管道布置方案，從根本上提升整個給排水系統(tǒng)施工的科學性。在具體設(shè)計前，要指派技術(shù)人員深入調(diào)查給排水施工現(xiàn)場的實際情況，明確項目所在地的水文與土質(zhì)情況，掌握建筑項目的實際建設(shè)情況，確保管道、管件布設(shè)的合理性，配合適宜的方法延長管材、管件的使用壽命。具體可以嘗試采用如下辦法[2]：

1）嚴格篩選管材、管件的質(zhì)量與型號，確保其符合給排水系統(tǒng)設(shè)計壓力及水量要求，只有這樣管道才能取得良好的使用效果；

2）根據(jù)本地自然環(huán)境特征，為給排水管道增設(shè)保溫、防腐等有關(guān)措施，借此方式確保管道使用安全，延長使用壽命；

3）認真研究分析管道接口的處理工藝，結(jié)合給排水系統(tǒng)功能要求等做出改進，有纏繞防水膠帶或需涂裝密封材料需求的位置要重點標注，防止其后期使用時出現(xiàn)滲漏問題。

4.2 選用節(jié)水型衛(wèi)生器具

為了節(jié)省更多的水資源，并提升水資源利用率，需要合理選用衛(wèi)生器。實踐表明，傳統(tǒng)衛(wèi)生器具應(yīng)用過程中會產(chǎn)生嚴重的水資源浪費問題，故而急需對衛(wèi)生器具進行更新?lián)Q代，在經(jīng)濟條件允許時盡量選擇節(jié)水效果較好的衛(wèi)生器具，利用其減少水資源的損耗量。選用節(jié)水型水龍頭。當前水龍頭是各家各戶的必備生活用品，但是目前節(jié)水龍頭生產(chǎn)存在著質(zhì)量把關(guān)不嚴、檔次有待提高等實際問題。研發(fā)節(jié)水型水龍頭設(shè)計方案，提升產(chǎn)品質(zhì)量是節(jié)能節(jié)水的重要舉措之一。設(shè)計者及相關(guān)部門要積極向各建設(shè)單位推薦應(yīng)用高檔、質(zhì)量優(yōu)良的水龍頭產(chǎn)品。

針對公共場所的衛(wèi)生間，不建議應(yīng)用無控式花管長流水的小便槽，建議運用感應(yīng)式水嘴、自閉式?jīng)_水閥。這種非接觸式設(shè)計不僅干凈衛(wèi)生，還能取得良好的節(jié)能節(jié)水效果。

4.3 科學選用二次供水設(shè)備

在科學技術(shù)日新月異的時代背景下，我國變頻高速供水已發(fā)展至變頻恒壓及變壓變量供水模式，在科學分析設(shè)備運轉(zhuǎn)性能及節(jié)約特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑使用功能要求，選用適宜的二次供水裝置，通常會取得令人滿意的節(jié)能成效。變頻高速供水設(shè)備的工作原理相對簡單，主要采用變頻器調(diào)整電機的供電頻率，通過調(diào)整用水量的大小便能順利實現(xiàn)水泵的循環(huán)軟啟動與無級調(diào)速。變頻恒壓供水系統(tǒng)用在市政水量不夠的情況下能取得較好效果，用戶需自設(shè)水箱時運用，該系統(tǒng)最大的特點是能儲備一些水源，當市政停水時短期能正常供水，較好地應(yīng)對市政管網(wǎng)水壓水量改變帶來的影響[3]。變壓變量供水模式多用在市政水量充足時，準許用戶直接由市政管網(wǎng)上吸水運用，有效疊加市政水壓和泵組水壓的疊加，進而取得更加理想的節(jié)能效果，但若出現(xiàn)市政管網(wǎng)停水的情況，整個建筑便會立即沒有水源供應(yīng)，應(yīng)對市政管網(wǎng)沖擊力相對較薄弱。

4.4 優(yōu)化熱水循環(huán)系統(tǒng)方案

為規(guī)避傳統(tǒng)熱水循環(huán)系統(tǒng)運行過程中的“死水區(qū)”現(xiàn)象，設(shè)計人員要按照水力學有關(guān)理論計算出給水系統(tǒng)各個位置的運行參數(shù)，技術(shù)條件允許時還可以嘗試運用三維建模技術(shù)直觀地呈現(xiàn)熱水循環(huán)系統(tǒng)。利用建筑信息模型（BIM）技術(shù)不僅能快速、精準地構(gòu)建建筑給排水系統(tǒng)模型，還能仿真模擬現(xiàn)場施工過程。故而，設(shè)計人員可以運用BIM技術(shù)完善熱水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計方案，模擬系統(tǒng)工作狀態(tài)，由此掌握“死水區(qū)”的具體位置。此外，為確保建筑熱水長時間處于良好的循環(huán)狀態(tài)，技術(shù)人員要認真執(zhí)行循環(huán)水泵的選型工作，確保水泵的流量以及揚程均符合給排水系統(tǒng)的現(xiàn)實設(shè)計需求。

4.5 完善水資源循環(huán)利用設(shè)計

具體設(shè)計實踐中，要適度提升水資源循環(huán)利用裝置的安裝比例，借此方式提升整個給排水系統(tǒng)的節(jié)水效果，實現(xiàn)對水資源的有效保護?？梢試L試在建筑內(nèi)部開展污水廢水分流設(shè)計工作，收集水質(zhì)好、水量大的淋浴等洗浴廢水，并將其統(tǒng)一排放到廢水回用系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)過處理后的水資源可以被用在沖廁、綠化、道路澆灑等領(lǐng)域，能明顯減少自來水的耗用量。也要積極做好雨水回收系統(tǒng)的設(shè)計工作，進而提升屋頂、地面等雨水資源的收集利用效率，比如，屋頂綠化或局部地面運用透水鋪裝等方法能夠就地回收利用雨水，處理后的雨水資源也可以作為景觀用水。

4.6 科學設(shè)計消防給水系統(tǒng)

眾所周知，生活給水與消防給水系統(tǒng)對水壓的要求存在著明顯差異，生活給水系統(tǒng)靜水壓力通常是300～400 kPa，消防給水壓力約為800 kPa[4]。鑒于以上情況，建筑給排水設(shè)計人員應(yīng)單獨布設(shè)消防給水系統(tǒng)，合理設(shè)定給水系統(tǒng)縱向分區(qū)壓力值，進而減少水電資源的浪費，并且要單獨設(shè)置消防貯水池，管理人員要定時更換貯水池內(nèi)的存水。

4.7 科學布置減壓閥

優(yōu)選高質(zhì)量產(chǎn)品。減壓閥是給水系統(tǒng)內(nèi)的核心元件，若其使用過程中突發(fā)故障問題，會給整個建筑的供水帶來不良影響，一方面會增加水能、電能的耗損量，另一方面也會生成較大的噪聲，縮短配水器具的使用壽命。針對分區(qū)減壓閥，應(yīng)嚴禁串聯(lián)配置，否則會失去節(jié)能意義。結(jié)合既有規(guī)范的要求，要在一定范疇內(nèi)調(diào)整減壓比，比例式減壓閥的減壓比不可高于4。若減壓比過大，則提示閥前壓力偏高，能耗大，可能會顯著增加部分元器件的發(fā)熱量。面對以上情況，可以增設(shè)供水泵組，適度減小單個泵組的供水面積。按照規(guī)范選用性價比適宜的減壓閥，配套設(shè)施周邊不可以安裝旁通閥。

4.8 積極防控二次供水污染問題

新時期下，國內(nèi)很多建筑企業(yè)為確保整個建筑物的供水水壓符合相關(guān)規(guī)范標準，在給排水設(shè)計實踐中嘗試添加了二次供水設(shè)計方案，具體是在給排水系統(tǒng)內(nèi)布設(shè)儲水及供水設(shè)備，但事實上這些設(shè)備運行過程中很容易帶來水資源污染問題。那么在設(shè)計建筑給排水系統(tǒng)施工方案時，相關(guān)人員要全面分析各種影響因素，在不影響系統(tǒng)運行效率的基礎(chǔ)上，盡可能減少系統(tǒng)的儲水環(huán)節(jié)[5]。因為自來水水質(zhì)很容易腐蝕給排水系統(tǒng)的金屬管道，導致自來水內(nèi)氯離子、溶解性固體和礦物質(zhì)元素不斷減少，細菌數(shù)量不斷增加。故而，在給排水系統(tǒng)設(shè)計實踐中，應(yīng)選用不銹鋼管、鋁塑管、聚丙烯管等新型合成材質(zhì)管道，不可使用鍍鋅鋼管，盡可能減輕給排水管道對水資源造成的污染?，F(xiàn)代建筑工程內(nèi)配置的水箱基本是用混凝土材料澆筑而成的，混凝土表層易滋生青苔、微生物以及細菌等，且鋼筋混凝土材料長期使用后易銹蝕，嚴重污染水資源。為規(guī)避以上情況，給排水系統(tǒng)設(shè)計工作中，可以嘗試運用玻璃鋼或不銹鋼材質(zhì)的鋼板水箱，并在水箱內(nèi)布置單層內(nèi)襯，嚴格按照規(guī)范做好水箱的密封工作。也要結(jié)合建筑實體的用水量及相關(guān)標準確定水箱的規(guī)格，定期清洗、消毒水箱，使建筑供水水質(zhì)更符合相關(guān)要求。

5 結(jié)語

建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計情況和廣大用戶的自身權(quán)益相關(guān)聯(lián)，在倡導發(fā)展綠色經(jīng)濟的時代中，設(shè)計者應(yīng)積極將節(jié)能減排理念滲透到給排水設(shè)計工作中，加大新技術(shù)、新工藝等研究及應(yīng)用力度，盡早消除傳統(tǒng)給排水設(shè)計中存在的不足，全面提升系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量，優(yōu)化整個建筑的建設(shè)效果，創(chuàng)造更理想的工程效益。