建筑給排水設(shè)計中節(jié)能減排設(shè)計分析

翁文明 海峽（福建）交通工程設(shè)計有限公司工程師

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對高品質(zhì)生活的追求，居民生活用水量持續(xù)增長，而水資源的浪費(fèi)量在持續(xù)增長。因此，為了降低資源浪費(fèi)和損耗，綠色節(jié)能理念被成功應(yīng)用在建筑設(shè)計領(lǐng)域。隨著環(huán)保意識形態(tài)和節(jié)能減排政策的發(fā)展，節(jié)能減排設(shè)計在建筑給排水設(shè)計中逐漸取得了一定的成績，因此加強(qiáng)對建筑給排水設(shè)計中的節(jié)能減排設(shè)計，進(jìn)一步提高水資源的應(yīng)用效能，具有十分重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟(jì)意義。

1 建筑給排水設(shè)計節(jié)能減排現(xiàn)狀分析

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展極大改善了我國居民的生活條件，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也較為完備，但居民在用水時不注重水資源的利用率，浪費(fèi)了很多水資源。現(xiàn)代社會中，我國居民對水資源節(jié)約的意識普遍較低，衛(wèi)生沖洗、冷熱水循環(huán)以及日常用水過程中，都可能因為操作不當(dāng)或?qū)λY源的不重視而產(chǎn)生大量的水資源浪費(fèi)，加重我國水資源的缺失。

基于此，我國高度重視建筑給排水的節(jié)能減排設(shè)計，強(qiáng)調(diào)提高水資源的利用率和可循環(huán)利用，使水資源在人們的日常生活中具有更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益[1]。

2 建筑給排水設(shè)計中節(jié)能減排設(shè)計問題

2.1 給排水設(shè)施建設(shè)落后

隨著人們對建筑和用水量需求的持續(xù)上升，亟需對現(xiàn)有的建筑進(jìn)行給排水改造，加強(qiáng)建筑的給排水能力，滿足人們的用水需求。但實際上，許多的建筑給排水管閥的建設(shè)相對落后，沒有根據(jù)市場需求進(jìn)行維護(hù)和擴(kuò)建，建筑給排水工作開展難度大，加上城建部門的工作效率偏低，無法將地上與地下的給排水設(shè)施進(jìn)行匹配，給排水工作無法有效做到節(jié)能減排[2]。

2.2 節(jié)能市場的局限性

我國采用的綠色節(jié)能建筑材料品種單一且性能較低，無法保障長期有效的節(jié)能效果，而大部分的節(jié)能施工技術(shù)都是吸取國外的先進(jìn)經(jīng)驗，在技術(shù)本土化改造上還有一定的空間。此節(jié)能市場環(huán)境對建筑給排水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能減排改造的局限性較大，需要不斷對設(shè)計施工方案進(jìn)行調(diào)整，確保改造后的建筑給排水更加合理，持續(xù)時間更長，提升建筑工程的整體效益。

2.3 建筑給排水材料管理不合理

在建筑工程施工的過程中，存在許多建筑材料由于存放或管理不當(dāng)導(dǎo)致材料受損、性能下降的問題，由于沒有一套完善的管理制度來加強(qiáng)對材料管理人員的行為約束，使施工質(zhì)量控制效果與預(yù)期效果產(chǎn)生偏差，原有的節(jié)能減排效果也因為材料質(zhì)量受損的問題而下降，因此想要提升建筑給排水系統(tǒng)中的節(jié)能減排效果，還需要加強(qiáng)對施工材料和節(jié)能材料的管理，確保施工后的建筑給排水系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，達(dá)成有效的節(jié)能效果。

3 建筑給排水設(shè)計中節(jié)能減排設(shè)計

3.1 優(yōu)化住宅排水系統(tǒng)

近年來，家庭用水的用水量持續(xù)上漲，主要來自于廚房與衛(wèi)生間。需優(yōu)化家庭住宅的排水系統(tǒng)，降低日常排水量，住戶的水費(fèi)也能呈現(xiàn)一定幅度的下降，國家水資源緊張問題也能得到緩解。因此，在實際操作中，住宅排水系統(tǒng)的設(shè)計越合理，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益也就越高。在對住宅排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的過程中，主要可以通過改良廚房、衛(wèi)生間的水龍頭和衛(wèi)生潔具的排水功能來達(dá)到降低排水量的目的?？梢詫鹘y(tǒng)的閥門水龍頭更換為感應(yīng)水龍頭，同時廁所潔具排水也可以設(shè)置為感應(yīng)式排水，確保當(dāng)住戶處于不需要水的情況下，有效節(jié)省水流排放。

雖然南水北調(diào)工程改善了我國的用水現(xiàn)狀，但我國地域?qū)拸V，并非所有地區(qū)都能夠擁有良好的用水條件，因此在進(jìn)行住宅排水系統(tǒng)優(yōu)化時，還應(yīng)當(dāng)注意提升水資源的利用率，將清潔用水通過排水系統(tǒng)作為綠化用水，提升水資源的二次利用。在使用水的過程中，應(yīng)當(dāng)重視對水資源的反復(fù)利用，通過合理的住宅給排水設(shè)計來實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，并且在進(jìn)行循環(huán)利用的過程中，考慮到污水對周邊環(huán)境的影響，當(dāng)生活用水成為廢水時，應(yīng)將其進(jìn)行集中處理，從而強(qiáng)化污水處理的質(zhì)量與效果。

3.2 新型材料的合理開發(fā)與應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保節(jié)能的發(fā)展讓我國材料市場發(fā)生了變革，各種新型節(jié)能材料大量出現(xiàn)在市場中，并且質(zhì)量良莠不齊，因此，在進(jìn)行建筑給排水設(shè)計時，需要明確給排水設(shè)計所采用的建筑材料的性能與功能。許多建筑工程中，出于建筑成本考慮，通常會選擇經(jīng)濟(jì)性較高的建筑材料進(jìn)行給排水施工，但這些材料的實際應(yīng)用效果卻并不理想。

由于建筑給排水地下管網(wǎng)聯(lián)通較廣，因此在給排水管道中流通的水源較多，水質(zhì)較為復(fù)雜。如果在進(jìn)行給排水系統(tǒng)設(shè)計時采用的給排水管道質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其抗氧化、抗腐蝕以及抗高溫性能都存在一定的缺陷的話，則將導(dǎo)致在施工過程中容易受到水的侵蝕，使管道質(zhì)量受損，甚至?xí)a(chǎn)生裂痕或缺陷，水在流動過程中從管道中滲漏，造成大量的水資源浪費(fèi)。因此，需提高給排水系統(tǒng)設(shè)計人員的材料辨識能力，加強(qiáng)其對市場中新型節(jié)能材料的認(rèn)知，并選用具有輕質(zhì)高強(qiáng)特性的材料進(jìn)行給排水施工，必要時還可以聘請給排水行業(yè)的專家對給排水設(shè)計的節(jié)能減排能力進(jìn)行評估，及時修改不夠完善的地方，提升給排水設(shè)計的節(jié)能減排可行性。此外，應(yīng)用新型節(jié)能材料時需要在施工前對材料展開抗腐蝕性、高溫耐受性、壓力曲折性以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等測試，確保質(zhì)量能夠與施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相符，提升建筑給排水系統(tǒng)的使用壽命的同時確保水資源在流動過程中不會因給排水系統(tǒng)的質(zhì)量問題而出現(xiàn)浪費(fèi)。

3.3 充分利用雨水資源

在建筑給排水系統(tǒng)中，對雨水的利用范圍還局限在工程項目范圍內(nèi)。收集工程項目范圍內(nèi)的雨水并加強(qiáng)凈化能力，確保收集的雨水能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，在某種程度上加強(qiáng)城市建筑的排水能力和節(jié)能能力[3]。鑒于現(xiàn)代城市中龐大的建筑群，通過加強(qiáng)對雨水的利用能夠有效提高城市對內(nèi)澇問題的防范能力，同時為了提升雨水的二次利用效果，應(yīng)當(dāng)修建蓄水池，將蓄水池中的水凈化后再流入建筑的中水系統(tǒng)中，利用中水系統(tǒng)的水循環(huán)功能讓雨水資源進(jìn)行反復(fù)利用，直至其成為廢水，最大化發(fā)揮出雨水的清潔作用和生活作用。而對于滴落在屋面的雨水，應(yīng)當(dāng)采用重力內(nèi)排水系統(tǒng)，將其蓄積排放到市政雨水排放管網(wǎng)中，由市政雨水排放管網(wǎng)來實現(xiàn)協(xié)調(diào)配置，可用于道路清潔、消防用水和綠化灌溉等市政用水，實現(xiàn)雨水在建筑和城市中的多元化利用。

3.4 開發(fā)利用新能源

能源緊張是我國當(dāng)下能源發(fā)展情況中主要面臨的問題，因此我國高度重視對新能源的開發(fā)與利用。出于對新能源開發(fā)的合理性考慮，應(yīng)當(dāng)根據(jù)各個地區(qū)的地域特點(diǎn)來進(jìn)行能源開發(fā)。在新能源開發(fā)上，我國在太陽能的開發(fā)與應(yīng)用上具有一定的建樹，但在部分地區(qū)，太陽能的開發(fā)與應(yīng)用條件受限，無法滿足建筑整體的供暖要求，因此還需要在實際的能源開發(fā)過程中采用多種能源結(jié)合的方式進(jìn)行綜合性能源開發(fā)，如采用太陽能和電能結(jié)合的方式來保障建筑的供暖性能。其中，太陽能熱水器就是實例，為了避免在供應(yīng)熱水的過程中產(chǎn)生資源浪費(fèi)，應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計熱水器給水方式，通過冷熱交替或減少冷熱水的交換時間，以此達(dá)到降低水溫上升期間水量浪費(fèi)的目的，對此可以結(jié)合地?zé)崮茉磥肀Ｕ先藗儗τ跍囟鹊男枨蟆?/p>

3.5 利用市政管網(wǎng)加強(qiáng)對水壓的控制

建筑工程的建設(shè)將會對城市布局產(chǎn)生一定的影響，而建筑給排水系統(tǒng)的建設(shè)也會對市政管網(wǎng)產(chǎn)生一定的影響。因此，為了讓現(xiàn)代建筑工程的給排水系統(tǒng)設(shè)計達(dá)到節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)合理地利用市政管網(wǎng)來進(jìn)行分區(qū)供水，并加強(qiáng)對無負(fù)壓供水裝置的建設(shè)，借助無負(fù)壓供水裝置來加強(qiáng)對市政管網(wǎng)中水壓的有效控制，以此來減少水量的浪費(fèi)，并且可以采用小型的加壓泵來進(jìn)行水壓控制，減少建筑給排水系統(tǒng)建設(shè)的成本，提升建筑給排水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

4 工程實例

4.1 工程概況

在建筑中，學(xué)校的用水量占比較大，這是因為學(xué)校建筑的占地面積大且建筑用水類型多，包括生活用水、廚衛(wèi)用水、衛(wèi)生用水以及綠化用水等，因此本文將以某中學(xué)進(jìn)行綠色建筑擴(kuò)建為例，對該建筑工程給排水設(shè)計中的節(jié)能減排設(shè)計進(jìn)行研討。該工程項目位于城市新區(qū)規(guī)劃中，臨靠交通要道和城市住宅區(qū)，因此對于建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計將直接影響到整個新區(qū)市政管網(wǎng)的建設(shè)。項目占地總面積為83 468 m2，其中建筑總面積為780 391 m2，6 352 m2為地下面積，建筑密度和綠地率分別為23%和28%。

4.2 建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計中的節(jié)能減排設(shè)計

4.2.1 水系統(tǒng)規(guī)劃

經(jīng)過計算和統(tǒng)計之后，整個學(xué)校包括教學(xué)樓、宿舍、食堂以及綠化等相關(guān)建筑用水的全年用水量大約為80 134 m3。其中，整個學(xué)校內(nèi)建筑在3 層以下的采用的是市政管網(wǎng)供水方式，而3 層以上則采用變頻供水機(jī)組加壓供水。為了保證供水系統(tǒng)中水的安全可靠，還需要加強(qiáng)對水質(zhì)的凈化，如在水箱中加入水質(zhì)凈化器或在水箱出口安裝紫外線消毒器等?？紤]到整個學(xué)校的占地面積較大，雨水資源較為豐富，因此需要加強(qiáng)對雨污的分流設(shè)計，設(shè)置蓄水池，科學(xué)合理地安排雨水資源的利用。收集的雨水資源可用于綠化灌溉、地庫沖洗或建筑清潔等相關(guān)建筑用水，減少開發(fā)水資源的使用。

4.2.2 管閥防漏措施

做好建筑管道與閥門的防漏措施具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：第一，用于給排水系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)材料，如閥門、管道以及轉(zhuǎn)接頭等都需要選擇市面上質(zhì)量較高的材料，確保被應(yīng)用在建筑給排水系統(tǒng)建設(shè)中的材料具有良好的氣密性、耐腐蝕性和耐磨性[5]；第二，盡可能使用新型材料，除了資源消耗的節(jié)省外，施工材料也可以選擇新型綠色材料來降低建筑工程整體的能源消耗；第三，加強(qiáng)對管閥的檢修與維護(hù)，確保管閥使用的可靠性，并加強(qiáng)對管閥的設(shè)計，盡可能降低在管閥維護(hù)過程中的水量耗損；第四，科學(xué)控制水壓，避免管閥因水壓過高或驟變導(dǎo)致管閥受應(yīng)力過大發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞；第五，為了更好地監(jiān)測給排水設(shè)計中的節(jié)能減排設(shè)計效果，可以設(shè)置靈敏度較高的水表來對人們的用水量進(jìn)行監(jiān)測。

4.2.3 采用更高效的節(jié)水器具

整個學(xué)校中，在各種類型的建筑中都存在著節(jié)水器具的使用，因此需要采用更高效的節(jié)水器具來實現(xiàn)良好的技能效果。節(jié)水器具的選擇需要滿足《節(jié)水型衛(wèi)生潔具》（GB/T 31436—2015）和《節(jié)水型產(chǎn)品通用技術(shù)條件》（GB/T 18870—2011）的要求。其中，小便器的使用最多。在節(jié)水型小便器的采用上，可以采用沖洗水量低于3 L 的，既能夠保證擁有良好的清潔能力，又能夠有效節(jié)約水資源的浪費(fèi)。此外，還可以設(shè)置具有高靈敏度的水表來實時監(jiān)測用水量，以更合理地分配水資源的利用，實現(xiàn)科學(xué)節(jié)水。

4.2.4 雨水回收與利用

在該項建筑工程中，屋面所占面積為19 852 m2，16 443 m2為屋面種植面積，綠地總面積約為21 473 m2，室外道路和地面道路的總面積約為41 036 m2，地下面積為6 352 m2。因此可以修建蓄水池將雨水收集起來并加以利用，能夠有效用于綠化灌溉、道路沖洗和地下建筑沖洗等相關(guān)用水，這將極大節(jié)省開發(fā)型水資源的使用，有效實現(xiàn)節(jié)能減排。另外，為了實現(xiàn)雨水的有效回用，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時采用的是PLC 控制，這種控制模式的優(yōu)勢在于能夠在雨水回用系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中實現(xiàn)自動化控制，并且能夠進(jìn)行人工干預(yù)控制，有效提升雨水回用系統(tǒng)的應(yīng)用效果，同時該項控制系統(tǒng)還能夠根據(jù)水池內(nèi)液的水位進(jìn)行示警，保障雨水回用系統(tǒng)的可靠性。其自動化控制表現(xiàn)為：在低水位時會控制水泵停止向外供水并加強(qiáng)對水池的補(bǔ)水；中水位時將同時進(jìn)行供水和補(bǔ)水操作，并盡量使其保持平衡；高水位時將關(guān)閉水池補(bǔ)水，獨(dú)立進(jìn)行供水，并會在水位過高時進(jìn)行示警，便于人工進(jìn)行干預(yù)控制。

4.2.5 場地徑流總量控制

在對場地徑流進(jìn)行控制時，需要結(jié)合該建筑工程實際給排水系統(tǒng)的建設(shè)情況，充分利用雨水回用系統(tǒng)和排流系統(tǒng)[6]。一方面可以通過雨水回用系統(tǒng)來加強(qiáng)對自然水資源的利用，減少雨水資源的外排流失，另一方面可以利用雨水回用系統(tǒng)來保障學(xué)校各個地區(qū)的用水量均衡，避免水量分布不均衡產(chǎn)生多余的水量浪費(fèi)。

5 結(jié)語

建筑給排水設(shè)計中的節(jié)能減排設(shè)計能夠有效緩解我國的用水現(xiàn)狀，但給排水系統(tǒng)的設(shè)計細(xì)節(jié)需要結(jié)合整個建筑工程的實際情況，同時還需要根據(jù)建筑地區(qū)位置合理利用市政管網(wǎng)。通過優(yōu)化住宅給排水系統(tǒng)、加強(qiáng)對輕質(zhì)高強(qiáng)的新型材料利用、開發(fā)與利用新能源以及二次回用雨水等多種手段，從產(chǎn)生用水浪費(fèi)現(xiàn)象的源頭進(jìn)行用水控制，使建筑工程項目從根本上實現(xiàn)節(jié)能減排。同時根據(jù)工程實例表現(xiàn)可以分析出雨水對于建筑給排水系統(tǒng)建設(shè)的重要作用，加強(qiáng)對雨水回用系統(tǒng)的建設(shè)與完善并根據(jù)建筑用水情況進(jìn)行合理的水資源分配，多余的雨水資源可以排入市政管網(wǎng)，保證建筑給排水設(shè)計中的節(jié)能減排設(shè)計具有較高的合理性和可行性。