建筑给排水工程中的节水节能技术探讨

张 明，肖光辉，李春宝

（中国石油大学储运与建筑工程学院土木工程系，山东青岛 266580）

1 建筑给排水工程中的节水节能概念

建筑节水节能作为促进国内经济蓬勃发展的重要国策之一，指在项目建设设计、规划、新建和改造甚至在项目竣工之后使用过程中，通过对节能型建筑材料、建筑工艺和建筑设备的采用，将建筑节水节能落实好，使保温隔热性能以及给排水系统效率得到有效提高，并充分利用二次能源，替代不可再生能源，在环境质量以及建筑物给排水功能不受影响的前提下，降低建筑物给排水系统所消耗能量。

现阶段，伴随我国社会经济发展，我国对水资源需求亦在不断增大，同时我国又面临人均水资源严重短缺这一严峻形势，因此，保护利用好水资源，努力实现可持续化发展道路。因此，在建筑给排水中的节水节能技术应用有着至关重要作用。

2 建筑给排水节水节能的重要性

2.1 在国家宏观调控上

近三十年，我国经济发展迅猛，经济结构产业链变动过快，能源消耗量过大，走“先污染后治理”道路，形成经济发展与生态环境的不协调，导致水资源在空间分布上的不均等，严重制约给我过国内经济发展。目前我国国内发展达到瓶颈期，环境污染，社会问题日益暴露，不利于生态可持续发展。因此，为了树立科学发展观，形成可持续化发展，我国近几年提出“低碳建筑”，这是国家在宏观调控建筑业与生态，经济方面的有力措施，低碳建筑指在不影响正常建筑结构使用，建筑建造，建筑设备制造的生命周期内，减少水源，能源消耗量，在根本上降低CO2排放，为全面建设可持续化经济提供有力保证。国家调控重点在于经济的可持续化和国家综合实力的提升，房地产行业在给排水上的节水节能措施能有效降低各能源消耗量，实现低碳建筑，发展我国城镇建设和营造绿色生态环境。

2.2 在人类生活发展上

建筑给排水的节水节能设计是建筑可持续化发展战略的重要实现，是社会经济发展的长远战略目标。深刻认知国内水资源现状，优化给排水功能设计及完善是快速发展经济，节约国家资源的重要任务，关系到人类发展与生存。人类生存与发展离不开水资源和相应能源支持，前期过度开采和过度使用导致的生态失衡带来的影响日益体现在水资源匮乏上，引用淡水比例的下降更充分体现出人类生存的困境，建筑生活给排水技术深入落实建筑施工中，从长远利益角度考虑给排水设计无疑成为人类生存之重点。建筑给排水节水节能设计在影响人类生活发展的同时，对生态环境的营造起到保护作用。

3 建筑给排水存在的问题探析

3.1 由于建筑生活用水存在分布范围大，管理难度大等特点，对城市生活用水广大用户来说，大部分人认为水是取之不尽、用之不竭的自然资源，没必要节约珍惜，因此节约用水意识较为淡薄；对政府部门和节水部门也仅仅停留在口头号召上，具体实施方法少，缺少明显实效。

3.2 水价不合理；水价低廉亦是造成水量浪费重要原因之一。由于我国现阶段民众经济水平大幅度提升，但水价上升并未与之匹配，导致民众不注重节约节水；目前，许多城市自来水售价和制水成本形成严重逆差，低水价政策继续实行，不仅有碍社会经济效益提升，同时也助长用水资源的浪费；在确保民众能用水基础上更应制定合理水源价位，或合理制定居民用水定额制度措施，增收“超量水费”，超量水费单价随用水量增加而相应提升，充分利用价格杠杆作用，减少水资源浪费。

4 强化建筑给排水节水节能系统方案探析

4.1 建筑给排水施工技术上

施工技术的改革对给排水应用提供结构空间，在实际中共过程中应做好如下几点：

4.1.1 分区减压

现代化建筑向高层化，节能化，效率化方向发展，因此在施工技术上各个供水系统对水压要求不同，例如：高层建筑与多层建筑在供水系统上有二次供水，生活供水，消防供水系统区别，针对多层建筑和高层建筑，分区进行供水设计。对于生活供水和消防供水，由于两者适应供水压强不同，消防用水在700～800kpa左右，而生活供水一般为300～400kpa区间，由于消防供水的高压性，如果不进行分区减压，在很大程度上造成水源流向，流量失控，给排水系统出现浪费现象。

4.1.2 分区变频

现阶段市政部门给排水只能满足六层以下建筑需求，针对高层建筑采取二次增压即二次供水方式，但传统增压技术采用水泵水箱联合增压供水方式，即通过水泵把水提致高位水箱，再由此向下供水，必须保证电动机频繁启动和工作，对电能过于浪费。

随着技术改革和设备日益先进，众多施工单位采取变频供水设备，变频调速水泵通过控制速度达到流量控制的功能，由供水量的多少对水泵自行提速或降速，变频器通过控制器传送的信号调节水流速度，避免传统供水系统中电动机频繁运作造成的电能损耗，合理匹配楼层区域官网压力，在不影响生活功能下有效实现节水节能，达到节水节能效果。

4.2 运用中水系统进行节水

中水，即是对各生活污水进行收集、处理，并让其达到标准水质标准，能在一定范围内循环使用的非饮用水，称之为中水；中水多运用于园林灌溉，汽车清洗等。现阶段，可通过对中水系统采用，使污、废水实现水质资源化，达到节约用水以及环境保护目的。

当前，国内一些缺水城市已将中水设施建设纳入城市总体规划之中，要求在新建项目时，尽可能配套中水设施系统；同时，为提升总体经济效益，在进行中水设施建设过程中，应考虑水量集中这一现实问题。据有关部门调查，在采用中水系统后，各单位用水量均有明显下降。通过对表1 的分析，可见，中水系统的运用对整体环境效益以及社会效益均有着不可估量影响。

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公共建筑以及居住小区通常采用的中水水源均为优质杂排水，在实际建筑中使用的中水处理工艺一般指生化处理方式和物化处理方式，即通过生化净化和通过武力净化方式。具体选型应结合综合技术管理、成本和所占面积等多方面考虑，以选择最佳中水处理工艺。

自1985年以来，西欧各国和日本等地区和国家相继展开雨水收集和提取的研究。多年研究看来，将雨水集中收集并加以利用，采用就近收集、就近处理、就近循环等方式将中水广泛运用于清洗车辆、绿化和喷淋街道等方面。另外雨水收集也会碰到成本回收较慢情况，例如：在降雨量不高或用水量不大区域，雨水集蓄成本回收就会比较慢。

4.3 进行系统节能

建筑给排水系统除去建筑节水外，还包括：给水系统和污水处理系统节能方面。主要体现于水泵和其余用电设备节能上；生活热水节能则主要体现于水加热器节能方式上；对于空调冷却循环水系统节能则应选择高效水泵以及给排水协调优化设计；为防止建筑水质污染，建筑给水系统入口处应设计倒流防止器，防止建筑水质受到污染。

热水系统节水节能主要包括于以下两方面：

4.3.1 在热水供应循环方式方面：

在建筑设计初期，热水循环包含：立管+干管循环，支管+立管+干管循环以及干管循环这三种循环方式。而根据大量社会实践显示，干管循环浪费水量为三种最多，支管+立管+干管循环方式最少，立管+干管循环则居于两者中间，但出于建筑施工过程中的支管+立管+干管循环模式工程造价较高，出于建筑整体经济效益考虑，建议在项目设计中，热水供应系统应设为干管+立管热水循环。

为达到节水节能目的，在进行热水供应系统设计时，应保证各配水点处冷热水压力平衡。为使水压一致，在建筑项目设计阶段，热水分区供应中的冷、热水系统应尽量保持统一一致，各分区加热器以及贮水罐均应由同区专用给水系统专管供于；儿子啊实际供水过程中，当供水量无法满足需求时，尽量采取合理设置减压阀等相关措施，以确保热水压力均衡；

大量实践证明表示，热水供应循环体系在高层，多层建筑中广泛使用，对建筑设施及其相关设备的节水节能有良好市场表现，是现阶段较为先进的节能技术。

4.3.2 加强太阳能热水器节能技术的研制与推广

现阶段，太阳能热水器已广泛运用于广大用户，太阳能以其清洁性和节约性成为现代化建筑的新宠，利用太阳能进行生活热水热源，既体现建筑节约性能又体现生态性能。

集热器、储水箱、给水箱和循环泵配水管是构成热水器的几大要素，太阳能热水器已经过三个发展时期，分为：第一阶段：箱式集热器，但技术原始、效率较低；第二阶段：管板式太阳能集热器，利用集热技术加以技术改进，效率达40%以上，优点：价格便宜、寿命较长，缺点：热损失大，在冬季以及阴天无法正常使用，易损坏；第三阶段：真空管式集热器，其中可分为玻璃套金属管式和全玻璃式，基本可做到减少热损失，提高效率等，但价格也会相应较高。

太阳能的节能效果跟热水器安装方式也有关系。针对多层建筑而言，太阳能进行分散设置，在楼梯等公共部位应设管道井，太阳能进出管道应设在管井内，每户太阳能集热板和热水箱都应设置在内。而针对于高层建筑，除上部几层可设置分散太阳能外，其余层次均可采取集中供热太阳能热水系统。对于高层建筑太阳能利用分为直接和间接两种。

直接利用指把几组串连集热太阳能聚热板置于整个平面上，并在楼梯间顶部设置水箱间，并且采用水箱内电辅助加热等设备，采用上供下回方式；间接利用即为太阳能板集中置于屋面与景观结合，置于小区内道路架空间上部，热器热水箱则应设于地下室设备间内，并制备好热水用变频泵送往各用户。

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