建筑與小區給排水設計中的節水節能措施

西安市建筑設計研究院   王生太    710054

作者通信地址：西安市環城南路東段58號   710054

    1、前言

    目前，國家大力提倡建設資源節約型、環境友好型社會。建設工程設計推廣采用有利于促進建筑與環境可持續發展的技術和設備。在設計中，執行綠色建筑節能標準，采用節能型的技術、工藝、設備、材料及產品。在保證建筑功能及環境質量的前提下，節約用水，減少系統能耗是工程設計的重要環節，是建筑給排水工程設計人員促進科技進步，推廣先進技術，提高設計水平的必要工作。

    2、建筑小區室外給排水設計的節水、節能措施

    2.1 西安是一個水資源匱乏的城市，因此為實現污水、廢水資源化，節約用水，1在水資源規劃中應該優先采用城市中水資源。中水主要用于沖廁、 園林灌溉、 道路保潔、 汽車沖洗、 景觀補水等[1]。在已有城市中水供應的地區，采用城市中水既可節約寶貴的淡水資源，又能夠促進城市中水的發展，達到廢水原位處理，就地回用，充分實現節水節能的目的。

    2.2 雨水和其它廢水來比，是一種較為優質的水資源。它是建筑小區供水系統中又一個非常重要的非飲用目標的水源。設計中可以采用呼吸路面、土壤下滲、洪峰調蓄、收集處理回用等手段達到雨水綜合利用的目的。雨水通過小區綠地等土壤涵養水量，既可補充地下水資源，保護生態環境，也可以減少降雨高峰時排入城市雨水管網的水量，有效的削減暴雨雨水峰值，起到錯峰調蓄的功能，可以降低城市洪水內澇發生的概率，有效減小城市雨水干管的管徑；合理規劃地表與屋面雨水徑流途徑，降低地表徑流采用各種滲透措施增加雨水滲透量[2]，經簡易水處理后達到《城市雜用水水質標準》，再回用于小區非飲用用途用水。既節約水資源又保護生態環境，也是實現綠色建筑的重要手段之一。

    2.3 小區景觀、綠化注意采用非飲用水水源并采用微灌、噴灌及循環等節水技術措施。小區景觀、綠化用水是室外用水大戶，因此應優先采用中水、雨水等非飲用水水源。微灌具有省水省工、灌水均勻、對土壤適應性強等優點[3]。同樣，噴灌也具有類似的特點。因此，采用微灌及噴灌技術和產品可大大提高水的使用效率，節約用水。

    2.4 游泳池、噴泉、冷卻塔等設施采用壓力過濾、消毒等水處理技術，使水系循環使用，達到充分節水的目的。

    2.5 大型商住小區及工業小區應根據總體規劃及地形條件，合理確定供水系統的平面與豎向供水分區，盡可能減小管網損耗。大型建筑小區及復雜地形小區供水系統管網過長時，供水壓差過大會造成大量的無功功耗，浪費能源。設計時，需要進一步采用綜合技術手段，精細化設計，合理確定組團規模、合理劃分豎向系統、充分利用市政管網的壓力，優化水泵房位置等，從而達到節能的目的。

    2.6 小區室外熱水回水管道應采用高效可靠的保溫措施，有效減少管網熱損耗。熱水工程能耗占建筑給排水工程總能耗的20-30%，所占比重非常高。熱水管道輸送熱水過程中，由于熱水溫度高于周圍的溫度，會損失熱量，增加能耗。減小溫差可通過控制管道的敷設位置、選取管材等措施來實現[4]，因此需優先選用導電熱系數低、密度小、價格低廉施工方便和便于維護的保溫材料，并確保有效的絕熱層厚度以盡可能減少熱損失。

    2.7 小區污水、雨水的收集和排放盡可能采用重力流排放方式，盡量采用避免采用機械提升設備，節省能耗。

    3、單體建筑中的給排水設計中的節水、節能措施

    3.1 充分利用市政供水管網壓力直供，高區盡可能采用疊壓變頻供水方式供水。城市自來水壓力一般約在0.2MPa至0.4MPa之間，可滿足部分樓層用水壓力要求，設直供區可有效利用已有壓力節約能耗。疊壓無負壓供水設備是一種具有節能、節水、節地、節材衛、生等特點的新型二次供水設備。它是在充分利用城市自來水壓力、供水條件和用戶條件都滿足要求的情況下[5]，增壓到用戶各樓層的供水方式，因此也能節約二次供水能耗。

    3.2 合理確定給水系統豎向分區并設置支管減壓措施。《建筑給排水設計規范》GB50015-2003.2009年版規定：建筑生活給水系統豎向分區各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45MPa。對于高層建筑給水系統豎向分區經分析得出的結論為，適當增加豎向分區數，可節約二次供水能耗。《民用建筑節水設計標準》要求：各樓層配水點處供水壓力不大于0.2MPa。在設計中采用支管減壓方式減掉局部的超壓水頭，既可提高使用舒適度有可節約出流水量，使節能和節水結合效益最大化。

    3.3 合理優選管材、閥門等。管道是供水系統的重要組成部分，管道的選用應盡量采用材質優、衛生指標好、連接可靠、管道阻力系數小、可循環利用的環保產品，這樣才能使系統減少漏損，降低供水所需能耗，超過使用壽命后還可再回收利用，達到節能環保的目的。根據工程實際情況優選的管材順序為：銅管，不銹鋼管，鋼復不銹鋼管，鋁合金襯塑管，鋼塑復合管（配套無縮徑管件），塑料給水管。而大部分新型管材就能很好地解決此類問題 。

    在管網系統中需設置大量的閘閥、止回閥、減壓閥、倒流防止器等設備，這些系統接點均為易發生漏損部位，同時有些還會增加局部阻力損失。因此設計中應選用材質好、密封可靠、低阻力的閥件實現管道系統節水節能。如節水龍頭、非接觸感應式水嘴、便器沖水閥[7]，選用截止閥（截止閥比閘閥關的嚴）等。

    3.4 合理設置水表。給水系統設置終端用戶水表是進行管道系統經濟核算、水量分析、確定水價的基礎，同時更是采用經濟杠桿培養居民節約用水的重要手段。水表輔助節水，可安裝水表輔助閥、合理選擇防漏型水表[8]。同時水表應滿足精度高、計量穩定、質量可靠等要求，促使給水系統經濟分析更準確，計價趨于合理。

    3.5 采用節水型衛生設備。我國衛生間用水占家庭用水的60%至70%，選用衛生設備應符合《節水型生活用器具》CJ64的規定，坐便器宜采用設有3L、6L兩檔沖洗水箱，小便器、蹲便器應采用延時自閉沖洗閥、腳踏沖洗閥，公共衛生間洗手盆應采用感應式或延時自閉式水嘴，洗臉盆等衛生器具應采用陶瓷片芯等密封性能良好耐用的水嘴，淋浴器內部宜設限流配件并采用感應式或腳踏開關。

    3.6 衛生熱水系統應設循環管道方式并匹配冷、熱水供水壓力。熱水制備優先采用太陽能熱水系統。《民用建筑節水設計標準》11要求“配水點出水溫度不低于45度的時間，對于住宅不得大于15秒，醫院和旅館等公共建筑不得大于10秒”。因配水支管布置過長，或因循環管道未保證循環效果，再因配水點處冷、熱水壓力不平衡等就會造成大量的水量浪費。所以設計時就應該采取相應的技術措施，解決好支管循環，供、回水同程布置及壓力平衡問題滿足節水節能要求。

    3.7 太陽能作為清潔及可再生能源已大量應用于建筑衛生熱水系統。太陽能減少了對傳統能源的消耗，從而減少了對環境的污染。利 用太 陽能的直接 加 熱設 備有 真空管式 熱 水器和熱管式 熱水 器，目前已有比較成熟的技術和產品。可根據當地太陽能資源條件及建筑條件盡可能的全部或部分采用太陽能衛生熱水系統，達到節能的目的。

    3.8地源熱泵技術，空氣源熱泵技術，污水源熱泵技術等均作為可再生能源同樣有著廣闊的開發前景，隨著技術的不斷進步及相應產品的開發均可應用于建筑衛生熱水系統當中，都將為節能及可再生能源利用做出重大貢獻。

    4、結束

   “特大城市承載力研究”顯示，在城市化及城鎮化的過程中，由于城市人口的不斷密集和膨脹，汽車等交通工具的增加，工業持續發展等原因，使得城市資源日趨緊張，環境惡化加劇，中國每增加單位GDP的廢水排放量比發達國家高4倍，單位GDP的能耗是日本的7倍，美國的6倍，甚至是印度的2.8倍。因此節水節能將是未來社會永恒的主題。作為給排水設計技術人員，我們清楚節水節能技術還有更大的潛力可挖，這需要我們在工程實踐中不斷去探索，去研究，為建設我們美好的家園，設計出更多更好的既節水節能又環境友好的建筑與小區，構建綠色建筑時代。