白冰霜 北京市熱力工程設計有限公司大同分公司

1 前言

綠色建筑的節(jié)能節(jié)水主要包括三層含義：一是控制用水量；二是提高水資源利用率；三是最大程度的避免水資源漏損。人們在使用水的過程中，有一些無意識的行為會導致水資源的大量浪費，例如超壓出流，因為水量的不均勻分配，在過大壓力下會導致水流增大，進而形成一定浪費；人們在使用熱水時，管道中的水溫無法滿足用戶的使用需求，這部分冷水就會被浪費；管道與閥門在使用過程中會因為老化磨損產(chǎn)生泄漏，進而導致水資源浪費。所以建筑在進行給排水設計時可以從以下幾個方面進行節(jié)水節(jié)能處理：減少超壓出流、分質(zhì)供排水、雨水回收利用、使用節(jié)水器具等。

2 減少超壓出流

超壓出流是指因水壓過高而導致實際水流量超出了額定水流量。在我國現(xiàn)行的GB50015—2010《建筑給排水設計規(guī)范》中明確指出：在高層建筑和超高層建筑給水系統(tǒng)中必須存在豎向分區(qū)，并且各個分區(qū)的衛(wèi)生器具配水點的靜水壓要小于0.45MPa，如果情況特殊也盡量不要超過0.55MPa。我國所使用的衛(wèi)生器具最適合的水壓在0.20MPa～0.30MPa之間，這也就說明絕大多數(shù)衛(wèi)生器具都處于超壓出流狀態(tài)。查閱大量資料可知，如果配水點的靜水壓力高于0.15MPa，水龍頭的流出量會顯著增加，所以在設計高層建筑給排水系統(tǒng)時，如果靜水壓力高于0.15MPa，就要采取必要的減壓措施，超壓出流的防治措施主要包括以下幾種。

一是，合理設置給水系統(tǒng)中的限定配水點的水壓。在GB/T 50378中明確規(guī)定：應控制住宅入戶管的工作壓力在0.15MPa～0.20MPa之間，并保證靜水壓力要小于0.35MPa，利用合理分區(qū)以及安裝相應的減壓裝置將水壓控制在合理范圍內(nèi)，避免因流量過大而導致的水資源浪費。

二是，采取一定的減壓措施?，F(xiàn)代建筑的給排水施工過程中，通常會配置減壓裝置在水壓較高處來進行必要的降壓處理，主要方法有：設置減壓閥、減壓孔板或者節(jié)流塞等。

①設置減壓閥：在建筑的入戶支管中安裝減壓閥并對出水量進行測試，可發(fā)現(xiàn)在所測試的樓層中，超壓出流狀態(tài)明顯改善，高層用戶供水穩(wěn)定，并沒有出現(xiàn)水流飛濺、缺水或斷水的情況，同時出水流量也可以得到很好控制。

②設置減壓孔板：減壓孔板的工作原理是利用消能作用對給水配件前的剩余水壓進行降壓處理，使給水系統(tǒng)內(nèi)的供水壓力得到平衡，如此可有效避免水資源浪費。減壓孔的構(gòu)造相對簡單，并且在長期的使用過程中已經(jīng)形成一定的標準，施工經(jīng)驗也相對成熟，所以目前廣泛應用于建筑的給排水施工中。但是不可否認的是，減壓孔板只能對動壓調(diào)整起到明顯作用，對靜壓的使用效果并不理想，而且減壓孔板在使用過程中的穩(wěn)定性有待提高，如果所使用的地區(qū)水質(zhì)較差，孔板就容易堵塞，需要技術(shù)人員在使用前對水質(zhì)和水壓進行詳細檢測。

③設置截流塞：與減壓孔板相類似，節(jié)流塞主要安裝在配件和小管徑上，起到調(diào)節(jié)水壓、確保供水壓力平衡的作用。

三是，利用節(jié)水龍頭。在超標水壓的供水點配備節(jié)水龍頭，可以有效的控制超出壓力，進而保證水流平緩，因此可起到很好的節(jié)水效果。

3 分質(zhì)供排水

3.1 常規(guī)供水系統(tǒng)

我國建筑工程中最常用的供水系統(tǒng)通常包括共用低壓供水系統(tǒng)、分散加壓供水系統(tǒng)和集中加壓供水系統(tǒng)三大類。

a)共用低壓供水系統(tǒng)：建筑工程中的生活用水和消防用水通常與市政供水系統(tǒng)直接相連，并不需要單獨設置泵房和高位水箱。值得注意的是，如果在某一時段內(nèi)市政供水系統(tǒng)的用水量突然變大，就會導致建筑工程供水系統(tǒng)中的水量和水壓下降，會影響供水系統(tǒng)的供水效果。

b)分散加壓供水系統(tǒng)：分散加壓供水系統(tǒng)需要在加壓泵站的作用下才能完成供水，并按照樓層具體劃分供水對象。簡單的說，就是對于高層房屋建筑，低層用戶的用水需求可以直接通過市政供水系統(tǒng)來滿足，但是對于中高層用戶必須經(jīng)過加壓泵站的加壓，才可以確保水量和水壓穩(wěn)定，才可以滿足用戶的具體生活需求。

c)集中加壓供水系統(tǒng)：集中加壓供水系統(tǒng)通常用來為特定區(qū)域進行供水，在房屋建筑的建設高度確定的前提下，技術(shù)人員需要根據(jù)最不利給水點的實際需求水壓來明確供水區(qū)域的供水壓力，然后在建筑內(nèi)部修建加壓泵站。

在過去的很長一段時間里，我國的建筑供水都是按照飲用標準提供，并不區(qū)分用途和目的。但是隨著人口數(shù)量的不斷增加，水資源日益匱乏，所以為了最大程度的提高水資源的利用率，在現(xiàn)代建筑的給排水施工過程中，就逐漸拋棄了傳統(tǒng)的供水方式而采用分質(zhì)供水代替。分質(zhì)供水主要包括飲用水、市政供水和中水三種，在使用過程中需要充分考慮使用者的用途來提供相應水質(zhì)。市政供水是人們?nèi)粘Ｉ钪邢匆伦鲲?、洗漱盥洗的重要保證，高品質(zhì)飲用水則是對市政供水進行深度處理，使之變成可以直接飲用的水。中水不可以飲用，中水按品質(zhì)分為三類，一類以水質(zhì)較好的空調(diào)冷卻水、雨水和浴室排水為主；二類以人們在生活中產(chǎn)生的雜排水為主，多為廚房排水；三類的水質(zhì)最差，主要包括廁所排水。

3.2 常規(guī)排水系統(tǒng)

我國現(xiàn)有的公共建筑和住宅在進行給排水施工時，排水系統(tǒng)通常為污廢水合流，由同一管道最終流入市政排水管，但是這樣會直接加大市政排水管道的排水壓力，同時存在著嚴重浪費的情況，因為一些生活污水具有很大的可利用價值，在后期回收處理時會增大污水處理廠的處理難度。

所以為了實現(xiàn)污水資源的最大利用，現(xiàn)如今的建筑給排水系統(tǒng)在施工過程中也充分應用了分質(zhì)排水理念，也就是按照水的污染程度進行分別收集與排放，因此需要在建筑內(nèi)部分別設置獨立的排水系統(tǒng)，對糞便污水和生活雜排水進行分別排放，經(jīng)過處理的雜排水可以用于道路清潔、消防供水、園林綠化等；糞便污水在經(jīng)過化糞池處理后流入市政排水管道。

4 中水回收利用

建筑中水系統(tǒng)主要包括：原水收集、存儲系統(tǒng)、處理系統(tǒng)和供給系統(tǒng)等幾個部分，由上述子系統(tǒng)共同構(gòu)成建筑的中水回收系統(tǒng)。中水系統(tǒng)是綜合了給水、排水、建筑環(huán)境、水處理等各種技術(shù)要素的整體工程。根據(jù)服務范圍的大小中水系統(tǒng)分為建筑內(nèi)中水系統(tǒng)和建筑小區(qū)中水系統(tǒng)。

4.1 建筑內(nèi)部中水系統(tǒng)的設計

建筑內(nèi)部的中水系統(tǒng)主要處理來自于建筑內(nèi)部的優(yōu)質(zhì)雜排水，不包括第三類中水，也就是糞便污水。這一中水系統(tǒng)具有成本低、安裝簡單等優(yōu)勢，十分適合于賓館、酒店、商業(yè)辦公等大型公共建筑，但是在使用過程中面臨著較高的處理費用。

4.2 建筑小區(qū)中水系統(tǒng)

建筑小區(qū)的中水系統(tǒng)主要的服務對象為整個小區(qū)，在此系統(tǒng)的作用下，建筑小區(qū)內(nèi)所產(chǎn)生的各種生活廢水都會被進行收集與處理，待水質(zhì)達標后通過供水系統(tǒng)為用戶提供不同的使用需求。建筑小區(qū)的中水系統(tǒng)具有施工規(guī)模大、管道鋪設復雜、處理費用低等優(yōu)勢，因此十分適合于居民區(qū)、學校、企業(yè)等大型公共建筑使用。

5 雨水回收利用

現(xiàn)代建筑給排水設計中的雨水回收利用，經(jīng)常選擇如下三種方式：一是利用特殊面進行收集，然后經(jīng)過處理成為消防用水和園林綠化用水等；二是利用天然水體或人工蓄水池對雨水進行收集，成為城市的水資源儲備；三是利用植被樹木等加速雨水滲入，補充地下水源?，F(xiàn)代建筑的雨水回收利用大多通過道路、屋面與綠化帶完成。綠地中的雨水通常會快速滲入地下不利于收集，而且在下雨的初始階段，雨水的污染程度較大，以路面為例，通過對道路初期雨水進行分析可知，此時雨水的COD值接近4000mg/L，而且雨水的水質(zhì)也受諸多因素影響，例如空氣質(zhì)量、降雨間隔與強度、溫度等，所以技術(shù)人員在設計建筑給排水系統(tǒng)時，一定要充分考慮到雨水系統(tǒng)在運行過程中存在的一系列因素。

在建筑的給排水系統(tǒng)中，雨水主要是回收屋面雨水，因為屋面雨水的污染程度更低并且易于收集，如果雨水收集量無法達到滿足建筑的使用需求，那么也可以收集路面雨水，通常會選擇用濾網(wǎng)過濾掉雜質(zhì)，并在水落管上加裝雨水罩以去除小型碎片，如果雨水的污染程度較重，還需要進行必要的沉淀、隔渣處理。經(jīng)過處理的雨水可以滿足建筑物的廁所沖洗、綠化用水等需求，不僅可節(jié)約出大量的飲用水資源，同時雨水已經(jīng)被充分回收利用所以不會進入城市的排水系統(tǒng)，因此對于城市的防洪排澇工作也有一定意義，并且也可在一定程度上降低污水處理廠的工作負荷。

6 使用節(jié)水器具

根據(jù)具體測試可知，直徑為15mm的普通水龍頭，如果供水壓力大于0.2MPa，那么滴漏量為3.6L/h，線漏量為17L/h，全流量為670L/h。與普通的水龍頭相比，節(jié)水型龍頭的節(jié)水功能十分明顯，在CJ/T 164—2014《節(jié)水型生活用水器具》中對節(jié)水型水龍頭的水流量作出了明確規(guī)定：以管徑為15mm的水龍頭為例，如果水壓為0.1MPa，那么水龍頭的全流量應小于0.15L/s；感應式水龍頭的自動止水時間要控制在2s之內(nèi)，而且能夠在供電電壓不穩(wěn)定時自動斷水。綠色建筑的給排水系統(tǒng)在設計過程中也要充分考慮使用節(jié)水便器，以壓力流防臭節(jié)水便器為例，不僅安裝方便同時密封性良好，不會存在漏水問題，而且還擁有自動分檔沖水功能，可以更好的控制沖水量。

此外，在設計二次增壓的操作流程中，通常會應用市政供水方式，但是采取這個方法首要的步驟是在地下室的生活水箱內(nèi)引入市政供水，之后再應用變頻加壓裝備，保證水能夠輸送到對應的位置區(qū)域。例如無負壓式供水裝備，這個設備能夠與市政管網(wǎng)直接連接，不僅能夠進行余壓疊加操作，還能夠取消掉原先水箱的設置，確保節(jié)能節(jié)水效果實現(xiàn)的同時，也相應節(jié)約成本的投入。

7 減少無效冷卻水量

建筑內(nèi)部，熱水管道系統(tǒng)存在著大量的無效冷卻水，這一部分水資源被嚴重浪費，因為在熱水龍頭啟動后不可能立即達到人們所需要的溫度，必須釋放掉一部分冷水，這部分冷水被稱為無效冷卻水。無效冷卻水產(chǎn)生的原因眾多，例如冷熱水系統(tǒng)分區(qū)不合理、熱水系統(tǒng)局部管線過長、溫控裝置性能不理想、施工質(zhì)量不達標等，所以設計人員在設計建筑的給排水系統(tǒng)時，一定要采取有效措施最大程度的降低無效冷卻水量。

首先，要選擇適合的熱水循環(huán)系統(tǒng)。對于有集中供熱的建筑要設置循環(huán)管道，確保立管和干管擁有良好的循環(huán)熱水，同時為了最大程度的滿足用戶的熱水使用需求必要時需要加設支管循環(huán)；其次，為了最大程度的保證熱水系統(tǒng)水壓平衡，一定要進行合理分區(qū)，并且做到給排水系統(tǒng)的豎向分區(qū)保持一致，以此保證冷熱水具有相同的壓力，并且在供給水加熱器的冷水管上不應該有其他供水分支；最后，合理布置熱水管線，避免管線過長，以此來降低無效冷卻水的排出量。

8 使用可持續(xù)再生能源

作為清潔能源中的一個類型，太陽能本身也屬于可再生能源，通過高效利用太陽能，不僅能夠達到節(jié)能節(jié)水的目標，同時也是目前建筑節(jié)能設計中應用較為普遍的方式，如最常見的太陽能熱水器。其構(gòu)造主要由配水管、循環(huán)泵、集熱器與給水箱等組裝元件構(gòu)成，依據(jù)集熱器形式上的差異，能夠?qū)崴鞣譃閮煞N：即真空管型和平板型。通過分析真空管型熱水器，其具體結(jié)構(gòu)比較簡單，價格也比較便宜，能夠直接在玻璃管內(nèi)加熱，通過落水法來獲取熱水，并且全年都能夠保持使用狀態(tài)，表現(xiàn)出絕佳的耐冷熱沖擊和抗凍等性能。平板型熱水器其實在結(jié)構(gòu)還有成本等方面與真空管型熱水器是差不多的，但能力表現(xiàn)卻有些不足。一般情況下應用于建筑中都是小型熱水器，并且都是單循環(huán)這一形式，通過集熱器進行加熱操作，之后水會被運送到蓄水箱內(nèi)以供使用。

9 科學選用水表

建筑物的各個區(qū)域可通過安裝不同型號的水表在最大程度上實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能的目標，安裝水表不僅能夠有效提升水表計量的精確度，也能夠強化用戶節(jié)水的意識。事實上，水表型號、失靈或者計量誤差等一系列問題在一定程度上會影響計量的精準性。例如，一些建筑物中某些區(qū)域所安裝的水表型號相對較大，但是水量卻比較小，這一情況對水表的精準度也會造成影響，使得水資源產(chǎn)生浪費問題。此外，水資源一般會存在一些雜質(zhì)，長時間運行積累會堵塞水表濾網(wǎng)的進水孔，導致水表指針精準性不足?；诖?，相關(guān)工作人員需要安裝與建筑各個區(qū)域過濾器相對應型號的水表，并且定期清理水中雜質(zhì)，從而最大限度提升水表計量精準度。

10 總結(jié)

綜上所述，在節(jié)能減排的施工理念下，現(xiàn)在建筑在設計給排水系統(tǒng)時，一定要充分利用水資源，避免水資源浪費，實現(xiàn)水的循環(huán)利用。這不僅需要國家出臺相關(guān)的政策法規(guī)進行支持與限制，同時也需要技術(shù)人才用過硬的專業(yè)素質(zhì)，充分發(fā)揮出節(jié)水節(jié)能技術(shù)的最大價值，推動社會的可持續(xù)發(fā)展。