建筑给排水专业节能措施及再生水资源的利用

张玉平

国家发展和改革委员会相关领导 2010年 11月 24日表示,发改委正在研究制定“十二五”节能减排的专项规划。“十二五”期间,将把大幅度地降低能源消耗强度、二氧化碳排放强度和主要污染物的排放总量作为重要的约束性指标。

在“十五”期间,我国年均能源消费增长约 10%,支撑了年均9.8%的经济增长,而在“十一五”期间,国家实行了节能减排的重大措施,在“十一五”前四年,年均能源消费的增长在 6.8%左右,支撑了 10%的经济增长,节能效果非常明显,但也有一些地方在最后阶段为了实现节能减排的目标,采取了拉闸限电的节能手段,给人们的生活带来了不便。正确的节能减排方式应从源头抓起。

1 从给排水专业角度简述节能减排的措施

1)充分利用市政给水管网的压力,采用管网叠压供水设备,节能减漏。

建筑物的给水系统应综合考虑采用分区给水的方式,低区完全利用市政管网压力直接供水,高区采用管网叠压的供水设备,在市政管网压力的基础上差多少,补多少。给水泵的能耗在给排水系统的能耗中占有很大的比重,因此给水泵的选择应在管网水力计算的基础上进行,从而保证水泵选型正确,工作在高效区;降低供水能耗智能型无负压供水设备在节能及节约资源方面有明显的优点:a.初期投资低,无需水箱;b.运行成本低,由于利用了市政管网压力,压力在其基础上,差多少,补多少;c.安装简便,节省占地面积;d.避免水的二次污染;e.功能全、智能化程度高,管理方便。无负压供水设备的使用应根据当地的市政水管网压力及自来水公司的要求来选择。

避免管道渗漏的措施:管道应采取管道涂衬、管内衬软管、管内套管道等以及选用性能高的阀门、零泄漏阀门等措施。

2)热水热源选择太阳能,减少电能及其他能源的损耗。在能源危机和环境污染的双重压力下,为适应人居环境的可持续发展,顺应世界低碳经济发展趋势,发展太阳能建筑一体化无疑是将建筑业与科技的有机结合,实现节能降耗的解决方案和发展方向。根据有关专家对 2001年按终端用途分的建筑能耗资料,其中城镇采暖占37.4%,农村采暖占6.44%,空调制冷占 11.5%,照明、家电占7.0%,炊事、热水占37.7%。其中:热水和采暖空调占到建筑能耗的大部分。太阳能作为一种干净的可再生的清洁能源,已受到世界各国的重视;我国在太阳能热水器的利用上,已有很成功的经验,据预测我国太阳能热水器到 2015年保有量将达到3.1亿m2(相当于217 000MW th),2020年保有量将达到6亿m2(相当于420 000MW th)。山西省晋北地区的太阳能资源较丰富,年日照时数在 3 000 h～3 200 h,水平面上年太阳辐照量在5 400MJ/(m2◦年)～6 700 MJ/(m2◦年),太阳能保证率为50%～60%,利用太阳能热水器提供生活热水,按每平方米太阳能热水器年替代标煤150 kg计,其节能效果非常显著。

3)热水设备及管道应做好保温。设有集中热水供应的系统,应采取有效的保温措施减少热水输送和循环过程中的热量损失,要求水加热站供水温度与最不利用水点处出水温度差小于10℃,并应设完善的热水循环系统,使得用水点开启后 10 s内出热水。同时水加热器、贮水罐等均应有良好的保温措施;公共场所的热开水器应采用保温型。

4)卫生器具选用节水型。公用洗手间应选用延时自动关闭、停水自动关闭水龙头;住户水龙头应选用加气节水龙头、陶瓷阀芯水龙头、停水自动关闭水龙头;坐便器采用 3L/6L两挡节水型虹吸式排水坐便器及6 L以下直排式节水型坐便器或感应式节水型坐便器,极度缺水地区用无水真空抽吸坐便器,感应式或脚踏式高效节水型小便器和蹲便器。

5)利用安装水表及刷卡用水方式减少资源的浪费。水表的设置对水量的控制起着至关重要的作用。通过总水表与各分水表,进行水量平衡分析,有利于查出漏水隐患。因此计量水表安装率应达到 100%。在公共浴室应推广采用刷卡用水方式,从而避免长流水现状。

6)景观用水应采用非饮用水,绿化灌溉采用喷灌、微灌的方式。景观用水应优先考虑采用雨水、再生水,还应设置循环水处理设备,循环利用景观用水。微灌比地面漫灌省水 50%～70%,比喷灌省水15%～20%。

2 再生水资源的利用

水资源利用现状:我国是一个干旱缺水严重的国家,淡水资源总量为 28 000亿m3,占全球水资源的 6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有 2 300m3,仅为世界平均水平的 1/4,在世界上名列 121位,是全球 13个人均水资源最贫乏的国家之一。在我国北方 13个省(区、市)有 318个县级以上的城市缺水,许多城市被迫限时限量供水。随着城市建设和社会经济的发展,城市用水量和排水量在不断增长,造成水资源日益不足,水质日趋污染,环境不断恶化,水的供需矛盾也愈发尖锐。

1)污废水的再利用。再生水在国外早已利用。美国、日本等国厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等都大量地使用中水,在利用中水方面积累了不少成功的经验。日本从 20世纪 80年代起大力提倡使用中水,日本政府制定了奖励政策,通过减免税金、提供融资和补助金等手段大力加以推广。我国在 20世纪 90年代末开始使用中水,目前已经形成一定的规模,但与发达国家还有不小的差距,主要还是用于居民冲厕、灌溉、景观用水、洗车,正在开发在工业和农业中的使用。北京、天津等缺水严重地区走在中水市场的最前面,都把中水回用列入城市大的总体规划之中。在北京如新建建筑物已按照GB 50336-2002建筑中水设计规范的要求,在市政中水还没有辐射到的区域且规模超过要求情况下均自建了配套中水处理设施,节约用水在 30%～40%,并缓解了城市下水道的超负荷运行。

2)雨水的利用。在发达国家,已不再将雨水仅仅作为城市排水,而是把雨水作为有用和可持续的自然资源加以保护和利用,雨水资源化成为城市生态系统的一部分,并通过制定一系列有关雨水资源的法律、法规,建立了雨水资源化的运作机制。如美国既利用了雨水的生态环境功能,同时也减轻了其他重要地区的防洪压力;制定了相应的法律法规对雨水利用给予支持,规定所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”;在德国新建小区之前,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用设施,政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费;在日本,集蓄的雨水主要用于冲洗厕所、浇灌草坪、消防和应急用水,并将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分。

我国的农民在长期的抗旱实践中,积累了丰富的利用雨水的经验,创造了水窖、水窑、水池等小型和微型蓄水工程形式,用于解决生活饮水问题。从 20世纪末开始,国内一些城市也相继开展有关雨水资源化的研究和应用。北京雨水利用的步伐较快,目前北京市共建成雨洪利用工程 1 200余处,年综合利用雨洪水4 500万m3。

以上是从给排水专业的角度简要阐述了节能减排的措施及水资源的再利用,其节能节资效果是非常显著的,希望各行各业均能从源头出发,采取适当的节能减排措施,发展低碳能源技术,真正实现绿色生活。

[1] 全国民用建筑工程设计技术措施给水排水[Z].2009.

[2] 中华人民共和国节约能源法[Z].2009.

[3] 中华人民共和国节约资源法[Z].2009.