陳小彬

（福建境景建筑設(shè)計(jì)有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

隨著城市化速度的不斷加快， 使得建筑行業(yè)迎來了諸多發(fā)展機(jī)遇， 對(duì)水電等能源的需求也隨之增加。 在建筑給排水工程實(shí)施中，水電資源的利用是保障工程建設(shè)的基礎(chǔ)， 也是確保工程穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。 但當(dāng)前建筑行業(yè)仍然面臨著嚴(yán)峻的資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等問題，導(dǎo)致各項(xiàng)資源未得到合理利用，因此，建筑行業(yè)應(yīng)當(dāng)綜合考慮如何應(yīng)用節(jié)能節(jié)水技術(shù)， 降低能源消耗， 提高能源利用率，并積極推廣節(jié)能環(huán)保理念，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備材料，解決當(dāng)前資源浪費(fèi)問題，確保給排水工程建設(shè)能夠落實(shí)節(jié)能減排，推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 節(jié)能節(jié)水技術(shù)基本概述

建筑給排水工程中建筑節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用目的是降低能源消耗， 其主要途徑是在給排水工程施工中，利用各項(xiàng)技術(shù)滿足節(jié)能的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合節(jié)能材料與技術(shù)，優(yōu)化運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)資源的合理利用， 降低能源消耗， 進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減排的最終目標(biāo)。 在建筑給排水施工中，節(jié)能節(jié)水技術(shù)的有效應(yīng)用，是踐行國家的節(jié)能減排理念的基礎(chǔ)，在先進(jìn)施工技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用下，能夠確保水資源的充分利用。 通過對(duì)給排水系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、水資源再回收系統(tǒng)的構(gòu)建，降低水資源的消耗，提高水資源利用率，進(jìn)而有效解決當(dāng)下水資源浪費(fèi)問題。

2 建筑給排水工程中節(jié)能節(jié)水技術(shù)的要點(diǎn)

2.1 使用現(xiàn)代節(jié)水器具

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得節(jié)水器具也出現(xiàn)創(chuàng)新，極大程度的提高了水資源利用率。 傳統(tǒng)節(jié)水器與耗水量較大， 由于給水配件封閉性效果不佳，也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)問題，因此在現(xiàn)代建筑工程中，給排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇使用新型的衛(wèi)生器具。比如，在現(xiàn)代建筑中，新型坐便器的使用十分常見，每次使用能夠節(jié)約5 L 水。 選擇節(jié)水水龍頭也能夠有效降低水資源浪費(fèi)，例如，陶瓷閥芯節(jié)水龍頭。 此種水龍頭將原有平膠墊改為凸起膠墊，能夠有效改善水壓過大等問題。 將陶瓷節(jié)水龍頭與普通水龍頭相比，在同種條件下，陶瓷水龍頭流量更低，節(jié)水效果要優(yōu)異。除此之外，延時(shí)水龍頭與光電控制水龍頭的應(yīng)用也十分廣泛，能夠有效提高水資源利用率。

2.2 廢棄污水的再利用

在建筑給排水工程中，常見的節(jié)水措施包括節(jié)流、開源，回收利用污水，促進(jìn)水資源循環(huán)利用也是水資源再利用的關(guān)鍵技術(shù)，不僅能夠起到良好的節(jié)能節(jié)水效果，也能夠有效減少環(huán)境污染問題，踐行環(huán)境保護(hù)策略。通過對(duì)污水的收集、處理，使其能夠滿足我國對(duì)水資源的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)用到衛(wèi)生器具沖洗、建筑物清潔之中，起到良好的節(jié)水效果。 當(dāng)前， 此種回收再利用形式在城市中的應(yīng)用十分常見， 且在居民建筑中應(yīng)用能夠達(dá)到節(jié)水30%的效果，排水量可控制在30%～40%。當(dāng)前在處理污水過程中，大部分采用生化技術(shù)的處理方法，并根據(jù)具體情況選擇合理的處理方式。

2.3 合理分區(qū)給水系統(tǒng)

城市建筑給水系統(tǒng)需要按照配水點(diǎn)與凈水壓力需求進(jìn)行合理配置， 各區(qū)靜水壓力控制在0.45 MPa以內(nèi)，用水點(diǎn)處供水壓力在0.20 MPa 以內(nèi)，并滿足衛(wèi)生器具工作壓力要求，但在實(shí)際建筑給水工程施工中，為了降低成本未按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，用水點(diǎn)處供水壓力大于0.2 MPa 不再進(jìn)行減壓，這就會(huì)導(dǎo)致管道中的壓力加大，水流速度加快，水資源造成浪費(fèi)。因此，在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工中，要合理控制水的壓力， 在各個(gè)配水點(diǎn)可安裝減壓閥門與節(jié)流孔板，將水壓控制在0.2 MPa 之間，使得水壓分布更加均勻，為居民提供正常水流，降低水資源消耗。

目前百米以下住宅建筑給水豎向分區(qū)基本上采用并聯(lián)分區(qū)（串聯(lián)分區(qū)文中不討論），供水能量公式見式（1）。

式中：E—供水總能量；Q—總供水量；H—供水總高度

并聯(lián)均勻分成n 個(gè)區(qū)供水， 每個(gè)分區(qū)流量為Q/n,不同分區(qū)揚(yáng)程為（n-i+1）H/n，并聯(lián)分區(qū)供水總能量En 公式見式（2）。

分區(qū)數(shù)量應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況，如當(dāng)?shù)毓┧块T要求，管材抗壓等級(jí)，泵房大小，管道井大小及規(guī)范分區(qū)壓力要求。在工作中給排水設(shè)計(jì)同層分區(qū)有以4～9 個(gè)樓層為一個(gè)分區(qū)， 結(jié)合多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為6～7 個(gè)樓層為一個(gè)分區(qū)較為合理。 以26 層建筑為例分區(qū)：一區(qū)1～7 層，二區(qū)8～14 層，三區(qū)15～20 層，四區(qū)21～26 層，分為四個(gè)區(qū)。該分區(qū)方案兼顧分區(qū)均勻，同時(shí)讓低區(qū)承擔(dān)更多樓層，減少總勢(shì)能從而降低電能消耗達(dá)到節(jié)能的目的。

給水系統(tǒng)壓力太大加大了管道和附件漏水、爆管概率；管道中流速過大引起管道震動(dòng)；水龍頭出水量增大，且造成噴濺；給水系統(tǒng)壓力大，單位水的能量越大，需消耗的電能也越多，因此水壓是節(jié)水節(jié)電的重要指標(biāo)。 給水水壓是系統(tǒng)是否合理的體現(xiàn)，正常的水壓能增強(qiáng)用戶使用體驗(yàn)感，方便生活，結(jié)合多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為住戶水表處水壓在0.15～0.20 MPa 較為合理。近幾年燃?xì)鉄崴饕蚱渲茻岢杀镜?，制熱量大，安裝空間小，無觸電危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)逐漸被更多用戶使用， 燃?xì)鉄崴鲉?dòng)水壓一般為0.10 MPa，水表局部水頭損失為0.01 MPa，以一戶兩衛(wèi)一廚一陽臺(tái)為例，戶內(nèi)冷水采用De20 和De25管道，局部水頭損失和沿程大約0.02 MPa，富余水頭0.02 MPa， 因此住戶水表處水壓需在0.15 MPa以上，合理的水壓在滿足用戶使用時(shí)需求的同時(shí)又不會(huì)造成水量的浪費(fèi)。 當(dāng)各分區(qū)底下樓層水壓超0.20 MPa，應(yīng)設(shè)置減壓措施。

以一梯兩戶， 一戶兩衛(wèi)一廚一陽臺(tái)為例計(jì)算分區(qū)立管管徑。 根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》3.6.4 條計(jì)算住宅建筑生活給水管道設(shè)計(jì)秒流量，見式（3）、（4）、（5）。

式中：q0—最高日用水定額250 L/人·天；m—每戶人數(shù)3.5 人；Kh—小時(shí)變化系數(shù)2.5；Ng—每戶給水當(dāng)量6，樓層高度3 m。 計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 給水管道設(shè)計(jì)秒流量

因此在立管對(duì)應(yīng)管徑下管道內(nèi)水頭損失較小，系統(tǒng)水頭損失占水泵揚(yáng)程較小以26 層分區(qū)為例，各區(qū)立管各水頭占總比例（不考慮水泵位置，高度，橫管水頭損失），見表2。

表2 各區(qū)立管各水頭占總比例

由此得出水泵揚(yáng)程主要是消耗在樓層高差處，因此合理的分區(qū)在節(jié)能節(jié)水中起到重要作用。

2.4 變頻給水泵機(jī)組的選擇

建筑給水系統(tǒng)投入運(yùn)行后主要的成本是水泵的運(yùn)行電費(fèi)， 因此水泵機(jī)組的選配是否合理對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行階段的節(jié)能有很大影響。

給水系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)各種工況下安全高效的運(yùn)行，避免大馬拉小車或小馬拉大車的情況。 建筑給水工程設(shè)計(jì)基本采用水箱+變頻水泵機(jī)組聯(lián)合供水形式，雖然變頻水泵理論上能做到用戶用多少水，水泵供多少水， 但是由于水泵的構(gòu)造及運(yùn)行特點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)小流量和短時(shí)間用水時(shí)的供水， 因此在選配變頻水泵機(jī)組時(shí)應(yīng)有大泵、小泵、氣壓罐。

選用的水泵應(yīng)在高效率段運(yùn)行，用水量大時(shí)運(yùn)行大泵供水，用水量小時(shí)運(yùn)行小泵供水，當(dāng)用水量處在極小時(shí)應(yīng)通過氣壓罐供水。

實(shí)際工程變頻水泵機(jī)組運(yùn)行情況，以一組三臺(tái)大泵（兩用一備）+一臺(tái)小泵+氣壓罐的變頻水泵機(jī)組為例，該變頻水泵機(jī)組在一天供水過程中大部分時(shí)間運(yùn)行小泵，當(dāng)用戶用水量大于小泵流量時(shí)啟動(dòng)一號(hào)大泵，用水量再增加時(shí)啟動(dòng)二號(hào)大泵，此時(shí)是兩臺(tái)大泵與一臺(tái)小泵同時(shí)供水；當(dāng)用水量減少時(shí)水泵依次關(guān)閉一號(hào)大泵、二號(hào)大泵、小泵，到僅氣壓罐出水。 在變頻水泵機(jī)運(yùn)行過程中氣壓罐時(shí)刻在扮演重要角色，不斷的交替儲(chǔ)水和供水，而且這種交替轉(zhuǎn)換是瞬間完成，是水泵無法實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)用戶用水量小于水泵出水量時(shí)水存儲(chǔ)在氣壓罐內(nèi)，當(dāng)戶用水量大于水泵出水量時(shí)氣壓罐出水，就是有了氣壓罐的這種靈活調(diào)節(jié)水流的功能使得變頻水泵機(jī)組更加節(jié)能，選配氣壓罐有效體積宜大不宜小，氣壓罐有效體積越大調(diào)節(jié)水流越多，減小水泵啟停頻率，因此變頻水泵機(jī)組更節(jié)能。

3 結(jié)語

綜上所述，要想保障建筑給排水工程水資源利用率的有效提高，就應(yīng)當(dāng)充分應(yīng)用節(jié)能節(jié)水技術(shù)，全面掌握給排水工程的資源浪費(fèi)問題。 并結(jié)合工程的實(shí)際情況，采取科學(xué)可行的節(jié)能節(jié)水技術(shù)，提高水資源利用率，實(shí)現(xiàn)最終的節(jié)水節(jié)能目標(biāo)，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。