探析建筑给排水的节能问题

　　建筑给排水节能的潜能很大，若能合理的设计给排水系统，注重实用功能和外观简洁的结合，利用可回收能源，充分利用太阳能及管网余压，充分使用节水型卫生器具，可节约建筑给排水方面所需能量的50%左右。这是一件利国利民的大事，其节能效果性价比要远大于建筑保温的节能效果性价比，更值得大力推广使用。 

　　 1.建筑给排水节能设计的重要意义 

　　1.1建筑给排水节能是经济发展的需要 

　　能源是人类生存与发展的重要基础，经济的发展依赖于能源的发展。当今水源问题已经成为全世界共同关注的问题，水源短缺成为制约经济发展的重要因素。建筑从建材生产、建筑施工直到建筑物的使用，无时不在消耗着水源。因此在建筑给排水中推广节能技术势在必行。 

　　1.2建筑给排水节能是环境保护的需要 

　　提倡建筑给排水节能，减少污染物的排放也是改善生存环境，提高生活质量的一种有效的方法。 

　　1.3建筑给排水节能是提高人民生活水平的需要 

　　随着现代化建设的发展和人民生活水平的不断提高，人们追求更加舒适的建筑生活环境。而在当前水源十分紧张的状况下，节约建筑水耗就显得尤为重要了。建筑给排水节能设计是建立在满足合理舒适要求的前提下，通过技术减少水耗，提高水源的使用效率，满足建筑给排水节能的要求。 

　　 2.建筑给排水节能的主要途径 

　　（1）采用新型节水器材和节水型卫生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。厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头采用瓷芯节水龙头和充气水龙头代替普通水龙头，在水压相同的条件下，节水龙头比普通水龙头有着更好的节水效果，且在静压越高、普通水龙头出水量越大的地方，节水龙头的节水量也越大。 

　　我国正在推广使用6 L 水箱节水型大便器。设计人员应在保证排水系统正常工作的情况下，建议用户使用小容积水箱大便器。也可以参照国外的做法，采用两档冲洗水箱。两档冲洗水箱在冲洗小便时，冲水量为4 L（或更少）；冲洗大便时，冲水量为9 L（或更少）。另外，采用延时自闭式水龙头和光电控制式水龙头的小便器、大便器水箱，也是建筑节水的有效措施。延时自闭式水龙头在出水一定时间后自动关闭，可避免长流水现象。出水时间可在一定范围内调节，但出水时间固定后，不易满足不同使用对象的要求，比较适用于使用性质相对单一的场所，比如车站，码头等地方。光电控制式水龙头可以克服上述缺点，且不需要人触摸操作，可用在多种场所，但价格较高。目前，光电控制小便器已在一些公共建筑中安装使用。 

　　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。 

　　（2）真空节水技术为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果，可将真空技术运用于排水工程，用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污水、污物冲洗干净，达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括：带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40~50kPa的负压，将污水抽吸到收集容器内，再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。据统计，在各类建筑中采用真空技术，平均节水率可超过40%.若在办公楼中使用，节水率则可超过70%，尤其适用。 

　　（3）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。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，尽可能选用支管循环方式或立管循环方式，减小乃至消除无效冷水的浪费。 

　　（4）回收利用中水和雨水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、盟洗排水、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。 

　　通常情况下，雨水通过地表径流而白白浪费。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。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，由水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。 

　　由于中水工程是影响到整个建筑的系统工程，在已建成建筑中改造比较困难。同时又因为其初期投资较高，所以要想制定成标准规范至少在目前看来是比较难于让开发商接受的。但是从长远看，在水资源越发缺乏的情况下，建设第二水资源――中水势在必行。它是实现污水资源化、节约水资源的有力措施，也是今后节约用水发展的必然方向。 

　　（5）有效利用太阳能太阳热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置，它的用途广泛，形式多样。最常见的一种太阳热水器是架在屋顶的平板热水器，常常是供洗澡用的。其实，在工业生产中以及采暖、干燥、养殖、游泳等许多方面也需要热水，都可利用太阳能。太阳能热水器按结构分为闷晒式、管板式、聚光式、真空管式、热管式等几种。按安装方式分为单户设置太阳能热水器和单幢建筑或多幢建筑合用太阳能热水器。前者每户单独设置，控制方便，但热水器安装高度受用户水压限制，只适用于多层建筑；后者需设置热水箱，广泛使用于多层及高层住宅，可多人连续使用。以家庭为例，用水量按每人次淋浴热水量100L/人。次考虑，常年冷水平均水温10度，淋浴热水温度40度考虑，平均每人每次淋浴耗能=100L*（40度-10度）*（4.19*103J/kg.度）=12570kJ，按每度电能热功当量3617kJ/KWH计算，考虑热水器加热效率0.9，则每人次淋浴用电量=12570/（3617*0.90）=3.86Kwh.按每人每月淋浴八次，每户三人，80%使用太阳能热水器中热水计算，每户家庭每年可节电=3人*8次*12月*3.86kwh/人。次*80%=889Kwh，节能效果相当明显。市场电价0.53元/Kwh，每年可节约费用471元。考虑部分维修管理费用，5-6年即可收回投资，节能性价比极高。 

　　（6）消防贮水池的设置高层建筑中消防用水量与生活用水量往往相差甚远，消防给水系统的设计流量可能是生活给水系统设计流量的好多倍。由于消防贮水要求满足在火灾延续时段内消防的用水总量，在消防水与生活贮水池合建的情况下，会由于消防贮水量远大于生活贮水量而致使生活供水在贮水池中停留时间过长，余氯量早已耗尽而造成水质的劣化。所以为保证水池中的水质符合卫生标准，应定期更换贮水池中的全部存水，包括消防贮水。因此，当两系统贮水量相差较大时，应将两系统的贮水池分建，这样既可以延长消（下转第288页）（上接第287页）防贮水他的换水周期，从而减少了水量的浪费，又可以保证生活饮用水的水质符合要求。同时，还应注意使消防贮水池尽可能地与游泳池、水景合用，做到一水多用、重复利用及循环使用。高层建筑群或小区应尽可能共用消防水池和加压水泵，消防贮水量按其中最大的一座高层建筑需水量来计算。这样，既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题，又可以节省工程建设投资和设备投资，降低运转费用，便于集中管理，从而避免小区内多座贮水池的大量消防贮水以及定期换水而造成的浪费。 

　　（7）合理利用市政管网余压，注意给水管道的减压节流在城市供水中，根据城市供水规模大小不同，一般市政给水管网压力均在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。某些工程设计中将管网进水直接引人贮水池中，白白损失掉了H0，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把H0全部转化成负压，这样极不合理。因此当市政管网压力能保证0.3Mpa时，五层及以下楼层便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。 

　　即使在分区后，各区最低层配水点的静水压一般仍高达300kPa-400kPa.而在给排水系统设计中，卫生器具的额定流量是在流出水头为20kPa~30kPa的前提条件下所得的。若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的4-5倍。随之带来了水量浪费、水压过高的弊病，而且易产生水击、噪声和振动，导致加速管件的损坏和破裂。因此，必须注意给水管道的减压节流。减压节流的有效措施是控制给水系统配水点的出水压力，可在配水点前安装节流孔板、减压阀等来避免部分供水点的超压，同时选用合适的水龙头，使竖向分区的水压分布更加均匀。所以在高层建筑给水系统竖向分区后仍应注意给水管道的减压节流的问题。 

　　以上对建筑给排水节能技术和新能源的开发利用方面作了简单的分析和研究，建筑给排水节能和新能源的利用是缓解水源危机、减轻环境污染、改善生活工作条件、促进经济持续发展的一项有效措施。作为建筑设计师，不应该只追求建筑造型上的新颖独特而忽视了水源的浪费，应建立生态建筑思想，尊重自然环境，用科学技术、经济效益和社会效益相统一的方法进行规划和设计，将节能减排意识贯穿于设计的每一个环节，设计出更多具有时代气息、高效低耗的建筑作品，使建筑给排水设计理念上升到新的高度。