王國棟

(貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550016)

眾所周知，水是人類生存發(fā)展過程中不可或缺的重要能源，事實上，經(jīng)濟建設的發(fā)展進步同能源的發(fā)展有著密不可分的關系，能源發(fā)展是經(jīng)濟建設不斷發(fā)展的不懈動力。當下，水資源短缺問題已經(jīng)引起了全世界的高度關注，該問題需要全人類共同面對和解決。在社會發(fā)展的過程中，各個環(huán)節(jié)都要耗費大量的水資源。因此，在建筑中大力推廣給排水節(jié)能技術刻不容緩。

1 建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術概述

1.1 給水系統(tǒng)的節(jié)能節(jié)水技術

首先，合理的分區(qū)供水可以減少水泵的數(shù)量，從而減少能源的消耗。在建筑給排水設計中，應考慮到建筑物的特點、高度、樓層等條件，合理地進行供水分區(qū)設計，采用高效節(jié)能的水泵，并采取分區(qū)同時設倒流防止器、壓力表等措施。其次，使用優(yōu)質(zhì)管材、衛(wèi)生器具和設備可以減少水的浪費，如表1所示。最后，氣壓給水設備是一種新型的高效節(jié)能的供水設備，它利用水箱和氣壓罐組合供水，克服了高位水箱容量大的缺點，提高了供水效率[1]。

表1 給水系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水設備及其應用價值

1.2 排水系統(tǒng)的節(jié)能節(jié)水技術

首先，建筑物中排放雨水和污廢水時，應考慮到廢水的不同特點，采用不同的排放方式，比如：糞便污水、生活污水、工業(yè)廢水等應該分別設置不同的排水管道系統(tǒng)，以便于維護和管理。其次，收集大量雨水后，可以用于沖廁所、洗車、澆草坪等，應結合城市污水處理系統(tǒng)，建立雨水的收集和凈化系統(tǒng)，將收集的雨水進行處理后用于上述用途。最后，排放物理性質(zhì)好、污染少的廢水、廢氣時，應鼓勵零排放，少排放。

1.3 建筑給排水工程中的節(jié)能節(jié)水技術

首先，選擇合適的輸水管道，可以減少管道的損壞和漏損，比如：給水鑄鐵管、給水塑料管、給水銅管等。給水鑄鐵管因為具有較高的抗腐蝕能力和良好的撓性，在給排水施工中使用較為廣泛；給水塑料管和給水銅管具有保持良好水質(zhì)，且安裝方便的優(yōu)點，在給排水施工中也有一定的應用。其次，自動節(jié)流沖洗是一種新型的節(jié)水裝置，它可以根據(jù)實際需要自動調(diào)節(jié)流量，從而實現(xiàn)節(jié)水目的[2]。

2 建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術應用價值

2.1 促進建筑行業(yè)的發(fā)展

隨著人們生活水平的提高，建筑行業(yè)的發(fā)展取得了顯著的進步。在建筑給排水工程設計中，應用節(jié)能節(jié)水技術，可以促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時也可以提高建筑的使用性能。由此可見，建筑給排水工程合理應用節(jié)能節(jié)水技術對于促進建筑行業(yè)健康發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。首先，應用節(jié)能節(jié)水技術可以有效地降低建筑給排水工程的能耗和水耗，有助于提高建筑的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。在建筑給排水工程中，熱水系統(tǒng)的水量浪費比較嚴重，通過采用合理的節(jié)能技術，如控制超壓出流水量、科學劃分區(qū)域等，可以有效地減少水資源的浪費，提高建筑的使用性能[3]。其次，應用節(jié)能節(jié)水技術可以促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著社會對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的重視，建筑行業(yè)必須采取相應的措施來降低自身對環(huán)境的影響。通過在建筑給排水工程中應用節(jié)能節(jié)水技術，可以有效地降低建筑的能源消耗和環(huán)境污染，提高建筑的可持續(xù)性。最后，應用節(jié)能節(jié)水技術還可以顯著提升建筑的使用性能。通過合理選擇給水配件和熱水供應系統(tǒng)，可以有效地提高建筑的給排水效率和水質(zhì)，從而提高建筑的使用舒適度和使用壽命。綜上所述，建筑給排水工程合理應用節(jié)能節(jié)水技術對于促進建筑行業(yè)健康發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展以及提升建筑使用性能具有重要意義[4]。例如：某建筑工程總面積是33萬m2，地下一層建筑面積是7.3萬m2，涉及到商業(yè)用房、車庫等，商業(yè)用房和辦公樓建筑面積是27萬m2，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)流量為4200m3/h，補水量根據(jù)1.5%的指標計算分析，每小時需要的補水量是63m3，在給排水系統(tǒng)采用節(jié)能節(jié)水技術后，和之前的給排水系統(tǒng)相比，節(jié)約的成本較多，使建筑行業(yè)的給排水系統(tǒng)成本支出降低，促使建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

2.2 促進國家的可持續(xù)發(fā)展

我國是一個水資源短缺的國家，節(jié)約水資源是促進國家可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術的科學應用對于社會穩(wěn)定發(fā)展和國家可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義，主要表現(xiàn)在：首先，減少水資源短缺：建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術的科學應用可以有效地減少水資源短缺的問題。通過節(jié)約用水和優(yōu)化水資源配置，可以緩解水資源供需矛盾，避免水資源的浪費和過度開采，保障社會穩(wěn)定發(fā)展。其次，降低能源消耗：建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術可以降低建筑的能源消耗，減少對環(huán)境的負擔。通過采用高效的給排水設備、控制超壓出流水量等方法，可以降低建筑的能耗，提高能源利用效率，促進社會經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。再次，促進技術創(chuàng)新：建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術的科學應用需要不斷的技術創(chuàng)新和進步。通過推廣和應用新技術、新材料和新設備，可以促進建筑給排水技術的創(chuàng)新和發(fā)展，提高建筑行業(yè)的整體技術水平，推動社會經(jīng)濟的發(fā)展。最后，提升城市環(huán)境質(zhì)量：建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術的科學應用可以提升城市的環(huán)境質(zhì)量[5]。

3 建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術應用措施

3.1 優(yōu)化供水系統(tǒng)

供水管網(wǎng)是建筑給水系統(tǒng)的重要組成部分，為了節(jié)約用水，應優(yōu)化供水系統(tǒng)，采用高效的供水設備，如氣壓給水設備、疊壓給水設備等，這些設備可以在保證供水效率的同時，減少水的浪費。借助節(jié)能節(jié)水技術優(yōu)化建筑給排水工程供水系統(tǒng)，主要操作模式如圖1所示。

圖1 供水系統(tǒng)的優(yōu)化模式

1)評估現(xiàn)有供水系統(tǒng)：首先需要對現(xiàn)有的建筑給排水工程供水系統(tǒng)進行全面評估，包括系統(tǒng)的設計、運行情況、能源消耗、水資源利用情況等。通過評估，可以確定系統(tǒng)的優(yōu)點和不足，以及需要改進的方面；2)制定節(jié)能節(jié)水目標：在評估現(xiàn)有供水系統(tǒng)的基礎上，制定具體的節(jié)能節(jié)水目標。目標可以包括降低能源消耗、減少水資源浪費、提高供水效率等；3)設計優(yōu)化方案：根據(jù)制定的節(jié)能節(jié)水目標，設計供水系統(tǒng)的優(yōu)化方案。優(yōu)化方案可以包括以下方面：選擇合適的供水方式：根據(jù)建筑的高度、規(guī)模和需求，選擇合適的供水方式。例如，對于高層建筑，可以采用分區(qū)供水或變頻供水等方式，以滿足不同樓層的水壓和流量需求；選擇高效的給水泵：選擇高效的給水泵，可以降低供水系統(tǒng)的能源消耗。選擇時需要考慮水泵的功率、流量、揚程等參數(shù)，確保其能夠滿足建筑用水的需求；優(yōu)化管道設計：優(yōu)化管道設計方式，可以減少水資源的浪費。例如，合理設計管道的走向和布局，避免管道過長或過短；選用優(yōu)質(zhì)的管道材料，如高密度聚乙烯管(PEX)、交聯(lián)聚乙烯管(PEX)等，可以提高管道的使用壽命和降低破損率；引入智能控制：引入智能控制技術，如自動控制閥門、傳感器等，可以實現(xiàn)供水的自動化和智能化。通過智能控制，可以實時監(jiān)測和調(diào)整供水量，避免水資源的浪費；4)實施優(yōu)化方案：根據(jù)設計好的優(yōu)化方案，實施具體的改進措施。例如，更換高效的水泵、安裝智能控制設備等；5)監(jiān)測與評估：在實施優(yōu)化方案后，需要對供水系統(tǒng)進行監(jiān)測和評估。通過監(jiān)測，可以了解優(yōu)化方案的實際效果，包括能源消耗是否降低、水資源是否得到有效利用等。評估的結果可以作為進一步改進和優(yōu)化的依據(jù)，以實現(xiàn)更好的節(jié)能節(jié)水效果。通過以上措施，可以借助節(jié)能節(jié)水技術對建筑給排水工程供水系統(tǒng)進行優(yōu)化，從而提高系統(tǒng)的效率，降低能源消耗和水資源浪費，實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[6]。

3.2 合理設置水表

在水表中安裝節(jié)能水表，可以及時發(fā)現(xiàn)用水問題，并及時采取措施，避免浪費。在水表的選擇上，應選擇計量準確、壽命長、維修少的智能水表。智能化節(jié)能水表是一種能夠?qū)崿F(xiàn)水量計量、數(shù)據(jù)傳輸、信息處理等功能的水表，可以通過對水量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和分析，幫助供水部門及時發(fā)現(xiàn)用水問題，并及時采取措施，避免浪費。在選擇智能化節(jié)能水表時，應該考慮以下幾個方面：1)計量準確性：智能化節(jié)能水表必須具備較高的計量準確性，能夠準確測量用戶的用水量，并按照規(guī)定程序進行計算，確保計量的準確性；2)壽命長：智能化節(jié)能水表的壽命應該相對較長，這樣可以減少水表的更換頻率，節(jié)省水資源；3)維修少：智能化節(jié)能水表的維修應該較少，這樣可以減少水表的維護成本，并且可以提高水表的可靠性；4)安全性：智能化節(jié)能水表應該具備一定的安全性，可以進行數(shù)據(jù)加密和傳輸，以防止數(shù)據(jù)泄露和安全問題；5)易于使用：智能化節(jié)能水表應該具備易用性，操作簡便，便于工作人員進行數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析。綜上所述，選擇智能化節(jié)能水表時，應該綜合考慮以上因素，選擇計量準確、壽命長、維修少的智能水表，以提高水表的可靠性和使用壽命，避免浪費，實現(xiàn)水資源的合理利用[1]。同時在設置水表的過程中，需要利用公式計算水表應用前后的節(jié)水情況，按照計算公式分析水表的應用效果，具體為。

節(jié)水量計算公式：

節(jié)水量 = 前期用水量 - 后期用水量

其中，前期用水量為建筑在未應用節(jié)水技術之前的用水量，后期用水量為建筑應用節(jié)水技術后的用水量。

節(jié)水率計算公式：

節(jié)水率 = (節(jié)水量 / 前期用水量)* 100%

其中，節(jié)水量為節(jié)約的水量，前期用水量為建筑在未應用節(jié)水技術之前的用水量。

水效率計算公式：

水效率 = 用水量 / 使用面積

其中，用水量為建筑的總用水量，使用面積為建筑的總使用面積。

3.3 優(yōu)化排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)是建筑給水排水系統(tǒng)的重要組成部分，排水系統(tǒng)的優(yōu)化可以提高排水的效率，減少水資源的浪費。優(yōu)化排水系統(tǒng)的措施包括采用高效能的排水設備、排水系統(tǒng)的合理設置等。在建筑給排水工程排水系統(tǒng)優(yōu)化環(huán)節(jié)引進節(jié)能節(jié)水技術的有效措施主要包括以下幾個方面：1)優(yōu)化排水系統(tǒng)設計：排水系統(tǒng)設計是優(yōu)化供水系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。在設計排水系統(tǒng)時，需要考慮以下因素：排水管道的材質(zhì)和管道材料的選擇，應選用耐用、節(jié)水、防腐蝕的管道材料，如PVC-U 雙壁螺旋管、PEX 交聯(lián)聚乙烯管等；排水管道的布置和設計應合理，避免管道交叉和迂回，以減少管道的水損失；合理選擇排水流量和排水速度，以確保排水系統(tǒng)的正常運行，并減少水資源浪費；優(yōu)化排水系統(tǒng)的水力設計，如采用最優(yōu)化的水泵和管徑設計，以降低排水系統(tǒng)的能耗和水損失[2]；2)引進節(jié)能節(jié)水設備：在排水系統(tǒng)中引進節(jié)能節(jié)水設備，是實現(xiàn)節(jié)能節(jié)水的重要措施。例如，可以選擇效率高的衛(wèi)生器具，如節(jié)水型馬桶、洗手盆等；采用中途止水措施，如中途止水型洗臉盆、中途止水型坐便器等；以及采用雨水的收集與再利用技術，如采用沉砂工藝、膜生物反應器技術等；3)自動控制系統(tǒng)的引進：在排水系統(tǒng)中引進自動控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)排水的自動化和智能化。通過傳感器監(jiān)測和控制排水流量、水壓、水質(zhì)等參數(shù)，可以實現(xiàn)排水系統(tǒng)的節(jié)能節(jié)水和安全穩(wěn)定運行；4)更新排水系統(tǒng)設備：更新排水系統(tǒng)設備，可以提高排水系統(tǒng)的效率和降低能源消耗。例如，可以采用新型的排水管道材料、高效的水泵和閥門等設備，以及智能控制技術等；5)優(yōu)化排水系統(tǒng)運營管理：優(yōu)化排水系統(tǒng)的運營管理，也是實現(xiàn)節(jié)能節(jié)水的重要措施。在選擇水泵設備的過程中，需按照具體情況計算其節(jié)能效果，主要公式為。

水泵節(jié)能計算公式：

節(jié)能量 = (原水泵功率 - 新水泵功率)× 運行時間 × 節(jié)能時段比例

其中，原水泵功率為未節(jié)能前的水泵功率，新水泵功率為節(jié)能后的水泵功率，運行時間為水泵的運行時間，節(jié)能時段比例為節(jié)能時段內(nèi)水泵運行時間占總運行時間的比例[3]。

水泵節(jié)能比例計算公式：

節(jié)能比例 = (原水泵功率 - 新水泵功率)/ 原水泵功率 × 100%

其中，原水泵功率為未節(jié)能前的水泵功率，新水泵功率為節(jié)能后的水泵功率。

水處理設備節(jié)能計算公式：

節(jié)能量 = (原能耗 - 新能耗)× 運行時間 × 節(jié)能時段比例

其中，原能耗為未節(jié)能前的能耗，新能耗為節(jié)能后的能耗，運行時間為設備的運行時間，節(jié)能時段比例為節(jié)能時段內(nèi)設備運行時間占總運行時間的比例。

3.4 構建完善的節(jié)能節(jié)水系統(tǒng)

建筑給排水節(jié)能節(jié)水系統(tǒng)的構建，有助于提升給排水的節(jié)能節(jié)水效率效果，因此需要重點按照建筑給排水特點和情況，科學合理構建相應的節(jié)水節(jié)能系統(tǒng)。1)雨水收集系統(tǒng)：首先，在建筑物中選擇合適的區(qū)域設置雨水收集系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以通過雨水管道、雨水收集池等設施來收集雨水。雨水收集系統(tǒng)需要根據(jù)當?shù)氐臍夂?、地形和建筑物特點來進行設計，以便最大程度地收集和利用雨水資源；2)雨水過濾：收集到的雨水需要進行過濾處理，以去除其中的雜質(zhì)和污染物。一般采用物理過濾或者生物過濾的方法，例如使用濾網(wǎng)、濾布等過濾器材，或者利用植物根系、微生物等自然生物過濾。同時還可按照實際情況設計雨水過濾系統(tǒng)，如圖2所示；3)雨水存儲：經(jīng)過過濾的雨水需要儲存起來，以備后續(xù)的使用。一般可以設置儲水池或者水箱來進行雨水的儲存。這些儲存設備需要考慮到防滲、容積等因素，以保證雨水的安全儲存和使用[4]；4)雨水處理：對于需要進一步處理的雨水，例如需要達到更高的水質(zhì)標準，可以使用水處理技術進行深化處理。例如采用生物降解、化學氧化、膜處理等技術，以去除雨水中的有機物質(zhì)、重金屬等污染物；5)節(jié)水設備的應用：將處理后的雨水輸送到建筑物內(nèi)的各個用水點，例如洗手盆、淋浴器、洗衣機等，使用節(jié)水型衛(wèi)生器具和設備，例如雙擋馬桶、節(jié)水噴頭等，以減少水的消耗。同時，也可以在建筑物中安裝水表等設備，監(jiān)控和統(tǒng)計用水情況，進一步促進節(jié)水意識的提高。以上是建筑給排水工程中推廣節(jié)水設備的一些具體流程和步驟。通過這些措施的實施，可以有效地提高建筑物的節(jié)水水平，減少水資源的浪費，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

圖2 建筑給排水的雨水過濾系統(tǒng)框架

3.5 制定完善的節(jié)能節(jié)水規(guī)劃

建筑給排水節(jié)能節(jié)水優(yōu)化的過程中，需要按照具體的情況選擇節(jié)水設備。

3.5.1 選用高效的給排水設備

選用高效的給排水設備和器具，如節(jié)水型馬桶、節(jié)水型淋浴頭等，可以有效地降低水的消耗量，同時還可以減少能源的消耗[5]。

3.5.2 控制超壓出流水量

在建筑給排水工程中，超壓出流水量會造成水資源的浪費。通過控制超壓出流水量，可以有效地減少浪費問題，提高水的利用效率。建筑給排水系統(tǒng)超壓出流水量控制的公式可以根據(jù)具體的情況和計算需求而有所不同，常見公式為。

其中，C為流量系數(shù)，A為出流面積，g為重力加速度，h為超壓高度。

需要注意的是，具體的控制公式會根據(jù)不同的情況和需求而有所差異。在實際應用中，建筑物的設計者或工程師可以根據(jù)具體的數(shù)據(jù)和排水系統(tǒng)的特點，選擇適合的公式來計算和控制超壓出流水量。同時，在設計和施工過程中，還需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可操作性等因素，并遵循相關的規(guī)范和標準。

3.5.3 科學劃分區(qū)域

科學劃分熱水供應區(qū)域，可以減少熱水的浪費，降低能源消耗。通過合理的劃分區(qū)域，可以避免過遠距離的供水，同時還可以采用更加高效的保溫材料，以減少熱量的損失。

3.5.4 優(yōu)化熱水供應系統(tǒng)

優(yōu)化熱水供應系統(tǒng)可以降低熱水的浪費，例如采用高效的加熱設備、控制加熱溫度、采用保溫材料等。此外，還可以采用可再生能源，如太陽能等，來提供熱水，降低能源消耗。綜上所述，科學應用建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術可以幫助我們更加有效地節(jié)約水資源，促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[6]。

4 結語

在住宅建筑給排水設計中，在確保使用功能完善、外形美觀等前提下，也要從節(jié)水節(jié)能的角度出發(fā)，對其進行科學、合理的優(yōu)化。在建筑給排水工程設計中，應全方位考慮節(jié)能節(jié)水問題，應用節(jié)能節(jié)水技術，可以促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時也可以節(jié)約水資源，提高建筑的使用性能。為了達到節(jié)能節(jié)水的目的，需要優(yōu)化供水系統(tǒng)、合理設置水表、優(yōu)化排水系統(tǒng)、推廣節(jié)水設備等。