方文秀

（蘇州蘇大建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司合肥分公司，安徽 合肥 230041）

建筑給排水屬于相對(duì)獨(dú)立的行業(yè)，在其發(fā)展至今共經(jīng)歷了三個(gè)不同階段，分別為房屋衛(wèi)生技術(shù)設(shè)備階段、室內(nèi)給排水階段即反思階段和建筑給排水階段即發(fā)展階段[1]。當(dāng)前建筑規(guī)模逐漸擴(kuò)大，更多高層、超高層建筑及建筑群被建設(shè)出來(lái)，相應(yīng)的給排水系統(tǒng)也逐漸復(fù)雜?；诋?dāng)前綠色建筑發(fā)展需要，急需種合理的節(jié)能方法實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)能，因此本文開(kāi)展高層建筑給排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)研究。

1 給排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

1.1 建立高層建筑單循環(huán)中水結(jié)構(gòu)

對(duì)于高層建筑而言，中水實(shí)質(zhì)上是將生活廢水經(jīng)過(guò)單獨(dú)采集、處理，并在符合國(guó)家用水標(biāo)準(zhǔn)后再次利用的雜用水。結(jié)合中水利用概念，在高層建筑當(dāng)中構(gòu)建單循環(huán)中水結(jié)構(gòu)能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)給排水系統(tǒng)的節(jié)能。為確保單循環(huán)中水在重復(fù)利用的過(guò)程中，水質(zhì)始終達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，需要在結(jié)構(gòu)當(dāng)中引入中水綜合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，表1 為高層建筑單循環(huán)中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表。

表1 高層建筑單循環(huán)中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表

綜合表1 中不同類(lèi)型排水的各類(lèi)雜質(zhì)濃度，在利用中水時(shí)，盡可能選用優(yōu)質(zhì)雜排水作為水源，其次為雜排水，最后為生活污水[2]。為確保中水在回用過(guò)程中不會(huì)對(duì)人體造成威脅，滿(mǎn)足安全可靠原則，需要對(duì)其進(jìn)行處理，并且根據(jù)水質(zhì)的具體情況應(yīng)用到不同給排水管道當(dāng)中?；诖?，本文構(gòu)建如圖1 所示的高層建筑單循環(huán)中水結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 高層建筑單循環(huán)中水結(jié)構(gòu)示意圖

按照?qǐng)D1 所示構(gòu)建高層建筑單循環(huán)中水結(jié)構(gòu)，將符合中水回用要求的生活廢水單獨(dú)收集匯總，并將其引入中水處理單元當(dāng)中進(jìn)行有效處理，再進(jìn)行循環(huán)利用。通過(guò)這樣循環(huán)結(jié)構(gòu)，不僅能夠有效降低基礎(chǔ)建筑設(shè)施的投資量，同時(shí)結(jié)構(gòu)流程簡(jiǎn)單易操作，具備良好的應(yīng)用效果。將該結(jié)構(gòu)應(yīng)用到高層建筑小區(qū)當(dāng)中需要調(diào)整生活排水管的傳輸路徑，增設(shè)一套生活廢水收集與排放系統(tǒng)，做到室內(nèi)外污廢分流、獨(dú)立收集與排放。收集到的生活廢水通過(guò)中水處理單元進(jìn)行處理、加壓至二次利用，將其應(yīng)用到整個(gè)小區(qū)的沖廁用水以及綠化景觀用水當(dāng)中，最后排入市政下水管當(dāng)中，完成一個(gè)涉及范圍更廣的單循環(huán)中水利用，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的節(jié)約。

1.2 引入變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)

對(duì)于高層建筑給排水系統(tǒng)而言，供水加壓系統(tǒng)是其中不可或缺的組成部分，加壓系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)消耗大量的能源以及成本，也是本文節(jié)能方法重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。為了進(jìn)一步提高對(duì)能源的高效利用，本文在供水加壓系統(tǒng)中重點(diǎn)討論變頻調(diào)速恒壓供水裝置和無(wú)負(fù)壓供水裝置。

變頻調(diào)速恒壓供水裝置，指在供水量發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)對(duì)變頻泵的變速調(diào)節(jié)，達(dá)到出口壓力保持不變，確保整個(gè)用水官網(wǎng)里隨時(shí)都有充足的水壓和水量。由于泵組始終保持著高效運(yùn)行工況狀態(tài)，由此可減少不必要的揚(yáng)程浪費(fèi)。基于節(jié)能需要，在選擇變頻節(jié)能水泵時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)高層建筑給水最不利點(diǎn)的揚(yáng)程以及流量參數(shù)對(duì)其進(jìn)行選擇。由于在給排水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，最不利情況出現(xiàn)的概率極小，并且大多數(shù)變頻節(jié)能泵都能夠滿(mǎn)足水量和揚(yáng)程的需要，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)給排水系統(tǒng)的節(jié)約，根據(jù)高層建筑的用水需要，對(duì)變頻節(jié)能泵組進(jìn)行設(shè)計(jì)，給出不同類(lèi)型的泵組組合模式。根據(jù)用水量的大小及波動(dòng)大小選擇主泵數(shù)量，當(dāng)主泵數(shù)量達(dá)到3 臺(tái)泵以上時(shí)，要考慮主泵之間互為備用、逐一啟動(dòng)，減少備用泵的數(shù)量；并在主泵旁邊配置小流量泵，用作夜間小流量供水使用，盡可能使整個(gè)主泵均處在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行，降低能耗；適當(dāng)情況下，可與氣壓罐配套使用，效果更佳。且變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)一般配置有不承壓的調(diào)節(jié)水箱，當(dāng)市政管網(wǎng)斷水是，仍能滿(mǎn)足基本的生活用水需要。

1.3 引入無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)

變頻加壓供水系統(tǒng)的最大缺點(diǎn)，是浪費(fèi)了市政供水的余壓，造成能源的浪費(fèi)。為充分利用市政余壓，在有條件的建筑單體或建筑小區(qū)內(nèi)，采用無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)供水，可大大降低能耗，尤其是小高層較多的建筑小區(qū)。

無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)主要包括罐式無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)和箱式無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)，二種類(lèi)型設(shè)備均可直接與市政供水管網(wǎng)直連，在市政管網(wǎng)余壓基礎(chǔ)上串聯(lián)疊壓供水，并確保市政管網(wǎng)內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓；均具有占地面積相對(duì)較小、干凈且不易造成二次污染、運(yùn)行成本較低、具有很明顯的節(jié)能效果。不同點(diǎn)是罐式無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)在水泵鉗裝設(shè)壓力密封罐和真空消除器，水泵通過(guò)穩(wěn)流罐吸水并加壓至用戶(hù)，通過(guò)真空消除器的作用降低對(duì)市政供水管網(wǎng)的影響，但罐式無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)無(wú)儲(chǔ)備水量，當(dāng)市政供水停水時(shí)，會(huì)出現(xiàn)斷水現(xiàn)象；箱式無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)設(shè)置有不承壓的調(diào)節(jié)水箱，當(dāng)市政管網(wǎng)的水量及水壓能滿(mǎn)足無(wú)負(fù)壓供水要求時(shí)，系統(tǒng)直接從市政管網(wǎng)抽水；反之，如市政管網(wǎng)的水量或水壓不能滿(mǎn)足要求，系統(tǒng)可以從調(diào)節(jié)水箱取水；箱式無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)具有一定的儲(chǔ)水量，市政停水的情況下可以暫緩?fù)Ｋ?；但是由于存在水箱，需要定期清潔消毒?/p>

1.4 二次利用雨水資源

雨水是一種天然免費(fèi)資源，并且具有較好的水質(zhì)，因此只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的凈化處理便能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到生活綠化用水和沖廁用水當(dāng)中，因此為達(dá)到更理想的給排水系統(tǒng)節(jié)能效果，本文對(duì)雨水資源進(jìn)行二次利用設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高雨水資源的利用效率。雨水二次利用包括雨水滲透系統(tǒng)和雨水回收利用系統(tǒng)。地面雨水和屋面初期雨水可通過(guò)人造透水地面、下凹式綠地、滲透管等對(duì)雨水資源進(jìn)行滲透，圖2 為草皮磚地面示意圖。

圖2 草皮磚地面示意圖

圖2 是一種常見(jiàn)的人造透水地面結(jié)構(gòu)，將該結(jié)構(gòu)應(yīng)用到高層建筑的停車(chē)場(chǎng)、人行道以及廣場(chǎng)上能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)雨水的高效回收及利用。利用土質(zhì)良好的材料敷設(shè)地面，利用草皮與磚的交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，既能夠達(dá)到良好的雨水滲透效果，又具備美化環(huán)境的作用[3]。當(dāng)遇到雨水天氣，草皮磚地面能夠達(dá)到十分理想的蓄水量。

高層屋面或綠地雨水經(jīng)過(guò)初期截污、棄流后，根據(jù)高層建筑所在地理位置的地形條件，通過(guò)雨水自動(dòng)過(guò)濾裝置，進(jìn)入雨水蓄水模塊或蓄水池，并對(duì)雨水進(jìn)行消毒處理，通過(guò)加壓泵組及管線(xiàn)，輸送至回用水點(diǎn)。同時(shí)，蓄水池內(nèi)的雨水也可以通過(guò)滲透管將雨水資源傳輸?shù)剿槭瘜赢?dāng)中，最后向周?chē)寥喇?dāng)中滲透，通過(guò)碎石層的引入達(dá)到調(diào)蓄雨水的作用。以此進(jìn)一步提高對(duì)雨水資源的利用率，達(dá)到節(jié)能效果。

2 結(jié)論

本文在綠色建筑建設(shè)發(fā)展的需求背景下，開(kāi)展對(duì)高層建筑給排水系統(tǒng)節(jié)能方法的設(shè)計(jì)研究，通過(guò)研究提出幾種新的節(jié)能方法。除本文提出的節(jié)能方法外，通過(guò)太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用、其他節(jié)水器具大量引入也能夠在一定程度上達(dá)到節(jié)能效果，從而進(jìn)一步改進(jìn)和完善節(jié)能方法，實(shí)現(xiàn)最佳的節(jié)能效果。