田雨辰

（華陸工程科技有限責(zé)任公司，西安 710065）

1 引言

近年來，各個(gè)行業(yè)頻頻發(fā)力，通過更新設(shè)備、開發(fā)新技術(shù)來提升資源利用率、 控制能耗。 但是就工業(yè)建筑用水現(xiàn)狀而言，一方面，城市總用水量中工業(yè)給排水用量持續(xù)增加；另一方面，我國有關(guān)水循環(huán)利用、水污染治理的研究實(shí)踐還不夠成熟， 水資源利用效率有待進(jìn)一步提升， 水源不足問題依舊嚴(yán)峻。 所以，加強(qiáng)工業(yè)建筑給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義[1]。

2 工業(yè)建筑給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的積極意義

2.1 經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

工業(yè)建筑的核心是實(shí)現(xiàn)盈利，所以，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)都應(yīng)盡可能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，而通過節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，能幫助工業(yè)建筑達(dá)到盈利的目標(biāo)[2]。 隨著我國經(jīng)濟(jì)、科技的日益發(fā)展，城市周邊工業(yè)建筑越來越多， 但許多工業(yè)建筑都體現(xiàn)出節(jié)能保護(hù)設(shè)計(jì)滯后，浪費(fèi)了大量水資源，如此既會(huì)加大工業(yè)建筑日常的使用成本，也偏離了國家建設(shè)環(huán)境保護(hù)型經(jīng)濟(jì)軌道。

2.2 保護(hù)環(huán)境

工業(yè)建筑在生產(chǎn)作業(yè)中會(huì)用到大量水資源， 且產(chǎn)生許多廢水。 落實(shí)給排水的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，能減少工業(yè)建筑帶給周邊環(huán)境的影響，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

2.3 有助于人們生活質(zhì)量的提升

許多工業(yè)建筑建設(shè)在生活區(qū)域附近，所以，工業(yè)建筑的環(huán)保性也會(huì)影響周邊居民的日常生活，故此，通過優(yōu)化工業(yè)建筑給排水節(jié)能設(shè)計(jì)，利于周邊居民生活質(zhì)量的提升，且利于企業(yè)塑造良好的外部形象。

3 工業(yè)建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題

3.1 給水系統(tǒng)

目前， 部分工業(yè)建筑給水系統(tǒng)存在一些位置水壓過大的問題。水壓過大會(huì)在一定程度上影響閥門和設(shè)備。倘若給排水系統(tǒng)水力參數(shù)計(jì)算不合理，可能發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)部水壓不穩(wěn)等情況，導(dǎo)致給水管道出現(xiàn)水錘等現(xiàn)象， 給日常生產(chǎn)帶來很大影響[3]。另外，給水系統(tǒng)的密封設(shè)計(jì)不到位，還會(huì)誘發(fā)漏、滴、跑等問題，進(jìn)而浪費(fèi)水資源。 當(dāng)前國內(nèi)許多設(shè)計(jì)人員在著手系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用了擁有節(jié)水效果的用水器具，一些節(jié)水器甚至能實(shí)現(xiàn)50%的節(jié)水效果。

3.2 排水系統(tǒng)

清潔下水、生活廢水、生產(chǎn)廢水等，是工業(yè)企業(yè)的主要污水種類。 倘若挑選的管件材質(zhì)與實(shí)際排水需求不相符，可能導(dǎo)致管道腐蝕乃至于破損，進(jìn)而出現(xiàn)污水滲漏、外泄等環(huán)境污染問題，且在一定程度上影響建筑結(jié)構(gòu)[4]。與此同時(shí)，由于排水管道配件多布設(shè)于地下，當(dāng)這部分管件出現(xiàn)滲漏情況時(shí)，處理與維護(hù)的難度很大，因此，要落實(shí)材料的擇優(yōu)選擇，選取具有良好防腐性能的材料。 并且，為了獲得更理想的水資源回收率，應(yīng)在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置水資源回收裝置。 部分企業(yè)還應(yīng)用傳感器對管道狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測，以保證泄漏問題得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

3.3 熱水系統(tǒng)

現(xiàn)如今， 許多工業(yè)建筑所用熱水供應(yīng)系統(tǒng)都存在一定缺陷，譬如，配水裝置開啟后，要先靜置已經(jīng)加熱的水，才可滿足企業(yè)用水需求，然而在此期間，會(huì)由于溫度較低排放掉大量冷水。 雖然此種運(yùn)行模式能夠確保正常使用熱水設(shè)施，但并未二次利用被排放的冷水，進(jìn)而較大程度浪費(fèi)了水資源[5]。

4 工業(yè)建筑給水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)及措施

4.1 合理利用市政水壓

工業(yè)建筑廠房給排水設(shè)計(jì)過程中， 應(yīng)盡量采用市政供水管網(wǎng)直供， 通過市政供水管網(wǎng)壓力滿足廠房地層建筑的供水要求， 避免由于加壓導(dǎo)致能耗提升， 實(shí)現(xiàn)資金成本的有效節(jié)約。 在設(shè)計(jì)時(shí)，針對2 層以下建筑利用城市供水管網(wǎng)完成水源地供應(yīng)，超過3 層的建筑則采用合理的加壓方式，使供水質(zhì)量得到保障[6]。 在展開具體設(shè)計(jì)前，應(yīng)和城市供水部門進(jìn)行溝通協(xié)商，保證管道連接無異常，使供水效果得以改善。 同時(shí)，還可以采用疊壓供水的方式。 此模式能提高管控的自動(dòng)化水平，當(dāng)水壓達(dá)標(biāo)后， 會(huì)自動(dòng)關(guān)閉水泵， 在水壓降低時(shí)會(huì)自動(dòng)開啟水泵，實(shí)現(xiàn)水源供應(yīng)的自動(dòng)化控制，任何時(shí)間水源供應(yīng)都充足，且減少了剩余水頭。 并且，應(yīng)在城市給水管的引入管進(jìn)行倒流防止器的安裝。 倒流防止器的組成結(jié)構(gòu)是2 個(gè)止回閥、1 個(gè)水力控制排水閥，排水閥在止回閥中間。 在發(fā)生滲漏現(xiàn)象，或者止回閥閥后壓力超過閥前壓力時(shí)，受壓差所致的水力作用，排水閥能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水。 結(jié)合CEES184:2005《給水系統(tǒng)防回流污染技術(shù)規(guī)程》，為了更有效地避免建筑內(nèi)部水出現(xiàn)倒流的情況，需要應(yīng)用倒流防止器，且能使水質(zhì)得到有效保障。

4.2 采用變頻調(diào)速水泵

工業(yè)建筑供水主要為水泵和水箱聯(lián)合， 為了避免用水點(diǎn)壓力過高，增設(shè)減壓裝置，實(shí)現(xiàn)能耗的節(jié)約。 因?yàn)檫@種供水方式容易造成電機(jī)啟動(dòng)頻繁，會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)電能，因此，應(yīng)盡可能采用變頻調(diào)速水泵供水，根據(jù)水量來有效調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，需水量大，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，反之則轉(zhuǎn)速減小，如此一來電機(jī)將不會(huì)頻頻啟動(dòng)，減少電能的消耗。 現(xiàn)如今，變頻調(diào)速水泵供水系統(tǒng)功能較為完備，節(jié)電效果較好。 將該技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，能更好地體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的原則。

4.3 水池密封及管材選擇

工業(yè)建筑水池建設(shè)于地下室，采用不銹鋼拼裝，人孔設(shè)密封蓋。 同時(shí)池內(nèi)爬梯和管道應(yīng)采用不會(huì)對給水質(zhì)量產(chǎn)生影響的環(huán)保、綠色材料和涂料，所選涂料、材料需通過衛(wèi)生部門檢驗(yàn)。 以往工業(yè)建筑的儲(chǔ)水池（箱）材料主要為鋼板，但是鋼板水池（箱）表面防腐涂層容易出現(xiàn)脫落，繼而會(huì)增加水中鐵、錳的含量，腐蝕水箱。 同時(shí)，鍍鋅鋼管是過去工業(yè)建筑的常用給水管材，隨著時(shí)間的推移，此種材料會(huì)發(fā)生腐蝕，進(jìn)而損害鋼管內(nèi)壁的平滑度，而細(xì)菌容易在凹陷處滋生，對水質(zhì)產(chǎn)生影響。隨著鍍鋅鋼管弊端愈加明顯， 近些年工業(yè)建筑給水系統(tǒng)開始采用銅管、不銹鋼管、聚丙烯管等管材，相比于鍍鋅鋼管其中一些管材具有更明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，造價(jià)要更低。 故此，在進(jìn)行給水管材選擇前，要對建筑與用水性質(zhì)展開細(xì)致分析，提高選材的合理性與針對性。 建議采用當(dāng)前衛(wèi)生部門推薦的一些優(yōu)質(zhì)水箱產(chǎn)品，如搪瓷鋼板水箱、組合式玻璃鋼水箱等，隨著我國不斷倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的理念，這些產(chǎn)品將在舞臺(tái)上大放異彩。

4.4 科學(xué)把控總用水量

總水量的控制可采用如下措施：（1）生活水池規(guī)模的規(guī)劃，優(yōu)化設(shè)計(jì)其高度，使水泵作業(yè)壓力降低；（2）通過開展相應(yīng)培訓(xùn)強(qiáng)化員工節(jié)水意識(shí)， 促使其良好用水習(xí)慣的養(yǎng)成；（3）工作區(qū)減少減壓閥的設(shè)置，采取并聯(lián)豎向給水泵分區(qū)，平衡各點(diǎn)的供水壓力；（4）注重節(jié)水器具的使用。

5 工業(yè)建筑排水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)及措施

5.1 廢水零排放

二次開發(fā)與利用水資源，是達(dá)成節(jié)能環(huán)保目標(biāo)、提升水資源利用率的有效舉措。 在著手工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)時(shí)，要注重回收處理生活污水和工業(yè)廢水，通過凈化、沉淀等手段，將污廢水中的有害物質(zhì)分離，使水恢復(fù)清澈[7]。然后，把經(jīng)過凈化的水源用于沖洗和道路噴灑等環(huán)節(jié)，避免浪費(fèi)水資源。 同時(shí)，設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí)， 應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)污水和生活污水分流處理系統(tǒng)的設(shè)置，分離與處理兩者，盡可能在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行回用。 雖然此種節(jié)能環(huán)保技術(shù)在前期需要較多成本， 但從長遠(yuǎn)來看更利于工業(yè)建筑經(jīng)濟(jì)效益的獲取，降低水資源支出。

5.2 合理利用雨水

為了實(shí)現(xiàn)水資源消耗的減少，可合理利用自然降水，既有助于工業(yè)建筑供水量的保障，也利于減少浪費(fèi)與損失。 當(dāng)前一些工業(yè)建筑會(huì)直接向市政管道排放自然降水， 這種做法既會(huì)增大市政管道的運(yùn)行負(fù)荷，也是對資源的浪費(fèi)。 對此，要考慮如何科學(xué)調(diào)蓄、 回用、 處理工業(yè)建筑屋面雨水及廠區(qū)地面雨水，完成雨水收集回用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 譬如，在降雨之后將雨水引入沉淀池處理，隨后排放到蓄水池。 蓄水池內(nèi)的水能用作綠化噴灑和灌溉等，實(shí)現(xiàn)水資源能耗的降低。 雨水處理設(shè)計(jì)先要展開水量平衡計(jì)算， 保證有效收集與利用雨水， 便于成本控制。 總之合理利用雨水，有助于工業(yè)建筑自來水使用比重的降低、水資源利用率的提升。

5.3 科學(xué)選用管材

管材選擇是否合理，直接關(guān)系著管道漏損、破裂等情況的發(fā)生概率。 若忽視管材，既會(huì)給建筑質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，埋下安全隱患，也可能嚴(yán)重污染水質(zhì)。 具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)排水管的不同，采用相應(yīng)的管材，譬如，使用鋼塑復(fù)合管作為地下集水坑的污廢水排水管、排水橫支管使用具有良好耐酸堿、耐腐蝕性能的UPVC 塑料排水管； 開水爐處排水管則使用離心澆鑄柔性接口排水鑄排管，用不銹鋼管箍連接；使用鋼塑復(fù)合管作為地下集水坑的污廢水排水管。

6 廠區(qū)熱水系統(tǒng)熱源的節(jié)能設(shè)計(jì)

在綠色低碳背景下， 工業(yè)建筑給排水設(shè)計(jì)可借助太陽能技術(shù)和空氣源熱泵的熱水供應(yīng)系統(tǒng)， 或是進(jìn)行智能建筑熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)熱水供水系統(tǒng)的創(chuàng)新。 一方面，為確保連續(xù)供應(yīng)熱水， 智能建筑熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)多采用立管和干管循環(huán)系統(tǒng)。 實(shí)際運(yùn)行時(shí)管道內(nèi)同時(shí)存儲(chǔ)熱水和冷水。 若需用熱水，要先把剩余冷水排出，以保證熱水循環(huán)。 伴隨系統(tǒng)的不斷運(yùn)行，管道內(nèi)將存儲(chǔ)更多的冷水，也將有更多冷水需排放，如此一來就會(huì)浪費(fèi)水資源。 所以，應(yīng)采用冷熱水系統(tǒng)同源同式。 閉式系統(tǒng)的承壓式空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。 一次加熱式熱泵主機(jī)為空氣源熱泵，貯熱水箱是水箱變頻泵組、無負(fù)壓設(shè)備或承壓式水箱的綜合運(yùn)用，容積式電加熱器為輔助熱源，能夠保證同源同式的良好實(shí)現(xiàn)，有效控制無效冷水量，使冷水壓力得到充分利用，冷熱壓力同源末端擁有相同的壓力，水箱為閉式，系統(tǒng)為下行上給式，能夠取得更顯著的節(jié)水節(jié)能效果。 另一方面，設(shè)計(jì)太陽能熱水系統(tǒng)時(shí)，要考慮運(yùn)行管理?xiàng)l件、集熱系統(tǒng)布置方式、集熱器類型和承壓能力等因素，來選擇開式太陽能集熱系統(tǒng)或是閉式太陽能集熱系統(tǒng)。 著手設(shè)計(jì)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)熱水耗熱量的良好控制，冗余量要盡可能減少，衛(wèi)生器具的小時(shí)與一次用水定額、水溫建議按照低限取值。 并且，加強(qiáng)智能無機(jī)房梯級(jí)貯熱裝置或是無動(dòng)力集熱循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)等新技術(shù)的應(yīng)用，保證冷熱水轉(zhuǎn)換效率良好，提高水資源利用率，且避免二次污染。 此外，為了避免傳熱中出現(xiàn)散熱，應(yīng)選擇擁有良好隔熱性能的材料，保證熱水充足供應(yīng)。

7 結(jié)語

建筑業(yè)需要高度關(guān)注如何在確保工程質(zhì)量的前提下，優(yōu)化工程的給排水設(shè)計(jì)，繼而有效節(jié)約資源、落實(shí)環(huán)境保護(hù)。 為了推動(dòng)我國工業(yè)行業(yè)的良好發(fā)展，保證工業(yè)正常生產(chǎn)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高周邊居民生活質(zhì)量，需要設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)時(shí)，科學(xué)選擇設(shè)備材料、積極應(yīng)用清潔能源和新技術(shù)、做好熱水系統(tǒng)熱源的節(jié)能設(shè)計(jì)等，從而保證建筑給排水系統(tǒng)能夠良好體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保理念，更大程度提高工業(yè)建筑的經(jīng)濟(jì)效益。