绿色建筑给排水节能节水设计的探讨

柯圣剑

摘要：对于建筑给排水设计，为减少水资源在使用过程中的能耗，提高水资源的利用率，应该加强节水设计措施。“给排水”贯穿建筑全寿命周期，在绿色建筑的理念下，建筑给排水设计显得尤为重要，需要在设计理念上有所提升，改善给排水系统，最大程度的节约水资源。

关键词：绿色建筑；给排水设计；节能；节水

中图分类号： TE08 文献标识码： A

1、给排水系统中的节能与节水

节能和节水，是给排水系统设计和运行管理中必须考虑的两大课题。在给排水系统中，节能和节水既相伴出现，又伴随一定的冲突。如:水箱式冲洗大便器，在节水的同时，还减少了水泵的耗能，具有节能效果；器具延时自闭式冲洗阀，在节水的同时，却增加了所需的最低工作压力，使水泵的扬程增加，综合能耗是减少还是增加，需要分析比较；又如中水系统的设置，需占用一定的建筑面积，增加管材耗费，其运行过程亦增加能耗，使得节水与节地、节能、节材又相冲突。

绿色建筑给排水设计，就是为了于建筑全寿命周期内，在最小能耗的同时，实现水资源利用率最大化。

2、绿色给排水设计的意义

一切生命活动都是起源于水，水是人类的保贵资源，节约用水对社会经济可持续发展具有重大的现实意义和深远的影响。近年来能源危机进一步加剧，水资源日益紧张，世界各国越来越重视水资源的保护。目前，我国正在大力提倡建立资源节约型社会，绿色建筑给排水的设计有着显著的社会和经济效益，做好给排水节能设计具有深远的意义。

3、给排水节能节水设计的主要措施

3.1合理的利用市政给水管网

低层、多层建筑，可利用市政给水管网直接供水；而高层建筑，市政水压往往难以完全满足供水要求，对此，部分工程设计将市政进水直接引人贮水池中，无形中损失了此部分水压，造成能耗流失。

以1吨水提升1米高度计算能耗为例：W1=mgh=1000kgx9.8m/s2x1m=9800J（焦耳），即将1吨水提升1米的高度需要消耗9800焦耳能量；假定电机效率为0.7，则需要的电功率为W2=W1/0.7=14000J，相当于0.0039度电；由此，以市政水压0.3Mpa计，每吨引入贮水池的市政水将浪费0.117度电，若每天使用水量为300吨，则1年的流失的能耗折合用电量为12811.5度。当然，实际情况可能远不止于此，因此，应充分重视并合理的利用市政管网水压。就当前而言，叠压供水、无负压供水等已比较好的解决了此技术问题。

3.2注意给水管道中减压节流问题

当给水管道出水压力过大时，容易发生超压出流而造成水资源的浪费，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂。

以北京建筑工程学院所做控压节水试验为例：普通水嘴半开和全开时，最大流量分别为0.42L/s和0.72L/s，对应的实测动压值分别为0.24Mpa和0.50Mpa，静压值均为0.37Mpa；节水水嘴半开和全开时，最大流量分别为0.29L/s和0.46L/s，对应的实测动压值分别为0.17Mpa和0.22Mpa，静压值均为0.30Mpa；按照水嘴的额定流量0.15L/s为标准比较，上述试验出水量远远超出了额定标准数倍。因此《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010）亦规定了配水点处供水压力（动压）不大于0.2Mpa的要求。在设计中，应注意使竖向分区的水压分布更加均匀，同时注意给水支管减压节流的问题。

3.3合理选用节水型卫生器具

如上述例，相比于水嘴额定出水量标准，节水型水嘴比普通水嘴节约水量一倍有余，同时普通水嘴的构造导致水流动压值偏高，易引起噪声、震动，也是与绿色建筑要求相悖的。因此，在给排水设计中，合理选用节水型卫生器具亦显重要。

3.4合理选用变频增压设备

对于日益渐多的高层建筑，往往需要考虑生活用水加压的问题，特别是近年来着重推广的变频调速技术，在给排水加压方面，也起到了重要的节能作用。变频调速加压节能的重点在于一方面需要准确地计算出设计秒流量和扬程，并最好能绘出各时段的流量曲线；另一方面是要在进行设备选型时对各种流量的水泵搭配进行耗能的比选，尽量能够做到根据建筑用水的流量曲线选择合适流量搭配的加压水泵，这样在不同流量的时段投入相同流量搭配的水泵运行，有效地到达节能的作用，一般的，采用变频调速装置比一般供水设备节电约10%～40%。另外，也应采用比较精确的变频控制技术，即可靠的变频设备和可靠的流量压力传感设备。

3.5非传统水源利用

近年来，“非传统水源利用率”一直是全世界节水关注的关键性指标，我国也出台了相应的标准和指导规程，对非传统水源的水质、适用范围等做了明确要求。建筑中可利用的非传统水源主要有：再生水、雨水、海水以及经相关部门许可取用的湖泊河道水。

对非传统水源的利用设计，应先考虑源水的水质对应的适用范围，一般的非传统水源可用于冲厕用水、景观补水、绿化浇洒、道路冲洗、循环冷却系统补水、消防用水等，而与人身接触的景观娱乐用水就不应使用再生水。其次，设计时应注意源水的来水时间与用水时间的关系，如中水来源与冲厕使用时间较为对应，设计时可考虑回用中水优先应用于冲厕；而雨水的季节性，又与植被绿化繁茂期、冷却塔补水高峰时节一致，因此可考虑回用雨水优先应用于冲厕、绿化浇洒、冷却塔补水等。

3.6 可再生能源应用

据统计，我国家用热水、供热和空调的能耗已达到社会总能耗的25%~30%，而我国的能源只要依靠化石燃料，其燃烧产生制热的同时伴生大量污染，可再生能源的应用将很好实现节能与减排目标。

目前，给排水设计应用可再生能源方面，较成熟的主要有太阳能系统、热泵系统（分水源、空气源、地源）等。由于太阳能、水源、空气源等属于低温热源，因此，在水的加热和储存，以及相应的储热设备、水加热器等的设计计算均不能采用常规热源系统的设计参数进行。其次，设计应根据所处地区的气候条件，按“因地制宜”原则，选用不同的热源系统，如《民用建筑太阳能热水系统应用技术规程》中规定，日照时数大于1400h/a，年太阳辐射量大于4200MJ/m2及年极端最低气温不低于-45℃的地区，宜优先采用太阳能作为热水热源；对于空气源热泵系统，其供热能力容易随室外气温降低而降低，受环境温度影响较大，一般适用于最低温度-10℃以上的地区。此外，结合建筑平、立面形式布置热源系统也很重要，如太阳能系统其集热板一般需要占用大量的面积，同时还应满足采光、日照时长等要求，往往容易与建筑屋面形式、其他设备位置产生冲突，如何统一协调的布置安排，使设备与建筑布置实现一体化，就需要设计时们的智慧了。

结束语

绿色建筑给排水系统是建筑工程中一个非常重要的组成部分，在建筑给排水设计过程中，要充分考虑节能环保的相关措施和政策，践行节能减排的绿色环保理念，积极运用节能型的新材料，防治水资源污染，优化节能减排设计，保护自然环境，提高建筑给排水系统的环境效益、社会效益和经济效益，推动我国建筑行业的可持续发展。

参考文献

［1］GB/T50378-2006. 绿色建筑评价标准［S］．中国建筑工业出版社，2006

［2］GB50555-2010.民用建筑节水设计标准［S］．中国建筑工业出版社，2010

［3］黄金超，陈岩．试论建筑给排水设计中的节能减排［J］．科技致富向导，2013(35)

［4］肖雨露，杨河．试论建筑给排水节能设计措施［J］．科技创新与应用，2013(18)