建筑给排水中节能型设计的探讨

刘 熹

(江西省化学工业设计院)

近年来，随着城市建筑业的突飞猛进的发展，在城市的总用水量中，建筑内部用水占据的比例逐年增加，使得建筑给水排水工程的节水、节能问题不容忽略。在实际的建筑给排水设计中应全面考虑，在满足用水安全稳定性以及经济性的前提下，尽量考虑到设计中的节水节能问题。

1 充分利用市政给水管网的可用水头H0［1］

对于高层建筑，城市市政给水管网水压一般难以完全满足其供水要求，只能采用区域或独立的升压系统供水。某些工程设计中将管网进水直接引入贮水池中，白白损失掉了H0，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把H0全部转化成负压，更不经济合理。而在高层建筑的下面几层常常是用水量较大的公共服务商业设施，如:公共浴室、洗衣房、汽车库、餐厅、美发厅等，这部分用水量占建筑物总用水量相当大的比例，如果全部由贮水池及水泵加压供水，无疑是一个极大的浪费。

2 注意生活给水管道中减压节流问题

生活给水系统按规定竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题，而这一点常常被忽视。因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达300～400kPa。而在进行设计流量计算时，卫生器具的额定流量是在流出水头为20～30kPa的前提条件下所得的。故而，若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的4～5倍。随之带来了水量浪费、水压过高、漏水量增加的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂［2］。国外一些国家均采用在给水支管上安装孔板、压力调节阀或减压阀等手段来避免部分供水点超压，为用户提供适宜的服务水龙头，使竖向分区的水压分布更加均匀。所以在高层建筑给水系统竖向分区后仍应注意减压节流的问题。

3 生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置

在高层建筑给水设计中宜把生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置，因为两种给水系统对水压的要求不同。按“高规”规定:生活给水系统按静水压力不大于300～400kPa分区为宜，消防给水系统按静水压力不大于800kPa分区为宜。故若按消防要求水压值分区时，将使得生活给水管道超压而造成超量供水等问题;若常年用减压阀降压节流，又势必造成电能浪费;若按生活给水水压要求分区，则会相对增加水泵机组数目。所以，无论从节能节流还是节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看，均应把生活、消防给水系统分开设置。

4 以区域集中消防加压贮水系统取代各建筑物中的单个消防加压贮水系统

对于高层建筑群或小区应尽可能共用消防水池和加压水泵，消防贮水量应按其中最大的一座高层建筑需水量来计算。这样，既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题，又可以节省工程建设和设备投资，降低运转费用，便于集中管理，同时可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。

5 合理设计水泵运行参数

在不设调节水箱的供水方式中应选用高效、节能的变速水泵。变速水泵的应用可避免传统供水系统中按供水最不利情况计算所引起的水、电的浪费问题，在各类资源紧缺的今天有着广阔的前景。同样，在热水供应系统中，随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现，循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统。可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电20% ～40%［3］。

6 采用优质生活废水和粪便污水分流体制，发展

建筑中水系统对于用水量较大的高层或公共建筑物，从节水节能的长远利益来考虑，其排水系统宜采用优质生活废水和粪便污水分流体制。这样有利于优质杂排水的收集、处理以实现建筑内部生活污水的重复利用。实际经验表明，每人每日直接用于饮食的水量一般不超过5L，绝大部分的用水量是消耗在食物、衣物的洗涤、冲洗便所、清洗地面和车辆。其中不直接接触人体的各种杂用水，约占总用水量的50%以上。也就是说，采用中水回用系统，在保证同样生活质量的前提下，现有的自来水供水量可节约30% ～50%，可见节水潜力很大［4］。深圳市规定建筑面积大于2万平方米的商住区，4万平方米以上的办公建筑，日排水量250m3以上须设置中水设施。1992年符合此规定的有200项，可节水312m3/d［5］。因此，在缺水城市，以生活污水作为原水加以适当的处理，使之水质达到中水质标准后，回供于各类杂用水系统，这是一条开源节流的有效途径，将成为城市建筑给排水的发展趋势。中水系统设计和施工时应防止中水污染上水。中水管道与上、下水管道平行埋设时，水平净距应大于0.15m;交叉埋设时，中水管道应位于上、下水管道的中间。为了防止中水处理系统故障，应设以上水作为中水水源的切换装置。

7 采用节水节能型卫生器具和设备

对生活饮用水来说，节水就是节能。据资料统计，在高层建筑中，生活用水的比例是:饮食用水占4% ～5%，大便器冲洗用水占37% ～39%，洗澡用水占34%～37%，其它用水占22%左右。其中大便器用水和洗澡用水占全部生活用水70%以上，因此高层住宅节水，主要着眼于这两部分用水。节约用水不能影响卫生器具本身功能要求和卫生标准。这里所提倡的节约用水，必须在满足使用功能的前提下节约，而不是简单地减少水量。建筑中主要的节水器具和设备包括水龙头、淋浴器、厕所冲洗设备及自来水管道等。

(1)龙头节水

水龙头是应用范围最广、数量最多的一种盥洗用水器具。目前节水型水龙头大多为陶瓷阀芯水龙头。这种水龙头密闭性好、启闭迅速、使用寿命长，而且在同一静水压力下，其出流量均小于普通水龙头的出流量，具有较好的节水效果，节水量约为20% ～30% 。充气水龙头是国外使用较广泛的节水龙头，在水龙头上开有充气孔，由于吸进空气，体积增大，速度减小，既防溅水又可节约水量，据报道可节约水量25%左右。

(2)淋浴节水

淋浴时因调节水温和不需水擦拭身体的时间较长，若不调节水量会浪费很多水。现在研制使用的节水型淋浴器包括带恒温装置的冷热水混合栓式淋浴器，按设定好的温度开启板手，既可迅速调节温度，又可减少调水时间。带定量停止水栓的淋浴器，能自动预先调好需要的冷热水量，如用完已设定好的水量，即可自动停止，防止浪费冷水和热水。

(3)厕所节水

厕所冲洗设备的节水是建筑节水的重点。除了利用中水做厕所冲洗之外，目前已开发研制出许多种类的节水设备。美国研制的免冲洗(干燥型)小便器，采用高液体存水弯衬垫，无臭味，不用水，免除了用水和污水处理的费用，是一种有效的节水设备。还有一种带感应自动冲水设备的小便器，比一般设备日节水13L。在瑞士及德国，公共卫生间的小便器几乎100%采用了这种设备。还有各种节水型大便器，如双冲洗水量坐便器，这种坐便器每次冲洗水量为9L，小便冲洗为4.15L，节水效果显著。我国大、中城市住宅中严禁采用一次冲洗水量在9L以上的坐便器。此外，利用压缩空气或真空抽吸的气动大便器，每次仅需2L的冲洗水量。

(4)管道节水

节水的前提是防止管道渗漏，自来水的管道漏损率一般都在10%左右。为减少管道漏损，在管道铺设时要采用质量好的管材，并采用橡胶圈柔性接口。另外，还应增强日常的管道检漏工作。瑞土乔治费谢尔公司研制开发的聚丁烯(PB)管在建筑上的全面应用引起了人们的广泛关注。首先在材料上选用了化工产品中尖端产品——聚丁烯具，有耐高温、无渗漏、低噪音、保障卫生的优点，是世界上最先进的给水系统。连接方法有热熔、电熔和带O型的挤压式等，使其系统能够完美地连接在一起，而且极利于施工安装。这种管材已在西欧北美等国得以广泛使用，节水显著［6］。

(5)采用节水型配水器材

对淋浴器采用脚踏控制开关，大便器采用延时自动冲洗阀冲洗，给水管道中安装节流塞或减压孔板等，也能不同程度地起到节水节能效果。

(6)采用节能供水设备

市政给水管网水压满足不了高层建筑供水要求，需要设置水泵升压供水。在合理选择水泵时，首先要破除一个习惯概念，即总想在需要的流量及扬程基础上，留较大的富余量。这样做既浪费功率又降低效率。在考虑上述问题时，应尽可能选择节能新产品。

［1］胡梦玲.高层建筑给排水工程的节能［J］.低温建筑技术，1996，(1):41 －42.

［2］付婉霞，吴俊奇.建筑节水技术与中水回用［M］.北京:化学工业出版社，2003.

［3］余海静.室内给水排水工程的节水节能措施［J］.河南城建高专学报，1998，7(3):6 －7.

［4］陈文辉.大有发展前途的开源节水技术——中水道技术［J］.中国环保产业，1998，(10):29 －31.

［5］郭卫宏，周勤，肖锦.中水道应用——建筑给排水的发展趋势［J］.给水排水，1999，25(12):41 －45.

［6］苏桂荣.建筑中的节水技术［J］.河北水利，2004，(7):37－38.