浅谈建筑给排水节能技术与措施

曲迪

摘 要：节能环保是我国可持续发展战略的重要举措， 建筑给排水节能潜能很大，作为建筑给排水专业工程师应结合当地实际情况，重点研发节水节能的新技术和新设备，不断普及节水节能的相关知识，提高人们的节约意识，在不违反相关条例规范的情况下，尽量提高节能的程度。本文对建筑给排水节能技术与措施进行了探讨。

关键词：建筑给排水；节水；节能

1 建筑给排水节能设计在节约水资源的重要性

我国水资源丰富，但我国人口众多人均可用水资源并不多，地下水污染近年有加剧情况，水资源越来越贫瘠。因此，在社会的各方面做到节约利用水资源十分重要。我们不仅要提倡居民在使用过程中勤俭节约，在建筑施工的给排水设计中也要做到节能减排。

2 建筑给排水节能措施

2.1 减少各种污染

（1）水箱 -目前，我国民用建筑多采用高层建筑，这种建筑高度较高，市政给水压力无法满足正常居民用水，所以多采用分区供水的方式，即水箱储水变频泵向楼内供水的方式。储水池、水箱中水质污染源主要有：附体、本体以及停留时间。传统建筑水箱是由钢筋混凝土堆砌而成，其表面粗糙并且极易滋生细菌、微生物、青苔；而钢制水箱极易生锈。建议采用不锈钢或玻璃钢代替传统钢板水箱，必要时在水箱内加内衬。另外，在日常使用过程中应定期进行清理和消毒杀菌工作，防止细菌的繁殖，确保人们的身体健康。

（2）管材 -自来水水质大多可以腐蚀金属管道，进而导致自来水中氯离子减少，矿物质元素（如铁、锌、锰等）以及溶解性固体，细菌数目明显增多。金属管道不仅会造成水质下降，发生锈蚀后更容易出现露水和渗水的现象。所应禁止使用镀锌钢管输送生活用水，要采用质量的新型材料合成管道，如铝塑复合管、钢塑复合管、聚丙烯管、聚氯乙烯给水管、纳米聚丙烯管、交联聚乙烯管、不锈钢管、铜管等，以避免在输送过程中污染水资源。

2.2 防渗漏及节水措施

就目前建筑给排水设计中出现的最大问题是供水管道的渗漏。这与材料的选择、工程的设计、施工工艺有直接关系。另外，周围环境和温度也可以造成管道的泄漏。因此建议使用高质量的阀门和各种优质新型管材，这种材料能够更好的减少管道的泄漏防止跑冒滴漏。

高层建筑给水系统的设计中的减压阀对供水系统耗水量的作用极为重要，它的损坏甚至会引起整个供水系统的瘫痪，产生很大的水资源浪费。因此要选取高质量的减压阀，同时，要定期对减压阀等设备进行保养和维护，对于受损的零件要及时更换。只有这样，才能保证在供水过程中最大限度的节约水资源，做到建筑给排水设计中的节能减排。

配水器具和卫生器具方面推广采用节水的卫生器具，作为供水系统的终端，尤其要注意器具的节能效果，这是非常重要的一个环节。如采用充气水龙头，脚踏开关淋浴器、节水延时自闭阀、限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等，不应采用无控制花洒、长流水的小便槽。

2.3 选用合理的供水方式

合理利用市政管网余压，采用分区给水方式及新型供水节能设施。

城市供水中，根据供水规模大小不同，一般市政给水管网压力均在0.2MPa ～0.4MPa 之间，只能满足三～五层多层建筑供水压力，现在城市城区土地利用率均较高，城区住宅高层建筑增多，且一般多层住宅楼层均在五层以上，供水压力要求采用二次加压。合理利用市政管网压力，采用分区供水方式并采用新型供水设施，可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.3MPa，则五层及以下楼层可采用市政管网直接供水，五层以上采用无负压变频供水设备供水。这样即不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高，造成能耗及水量浪费。

使用无负压给水设备加压与传统二次加压方式比较（传统加压方式为市政管网供水至水池，然后由水泵供应至屋顶水箱）有以下优点：（1）可减少投资；传统加压方式需要建水箱，使用无负压给水设备可取消水箱。（2）可减少污染；自来水在水箱内增加停留时间，水中余氯余量低，微生物含量高，使用新型设备后水质同自来水。（3）可节省大量能源；传统二次加压方式是将自来水直接放入水箱中，使原有压力全部为零，再从零重新加压供水；而无负压变频设备完全利用原有市政管网压力供水，与供水管网直接串接，差多少，补多少。（4）可减少水资源浪费，水箱渗水、跑水、漏水、蒸发不可避免，而且水箱需定期清洗，需要大量清洗水。采用变频供水设备可以通过用水量的大小来改变变频设备输出电压的频率进而改变水泵的功率大小，从而节约电能。由此可见新型的无负压给水方式更加的环保，有效防止污染更有利于使用者的安全健康。同时，供水效率显著提高，而耗电量反而更低，从而大大的节约了能源，有利于节能减排。

3 加强水资源循环利用

3.1 中水的概念及分类

循环再利用的水，是各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水水源应该包括：冷却排水、淋浴排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水、城市污水处理厂尾水等。一般不宜采用工业污水作为中水水源，严禁将具有传染性和放散性的污水作为中水水源。对于住宅可考虑除厕所生活污水外其余排水作为中水水源；对于大型的公共建筑、旅馆、商住楼等，采用冷却排水、淋浴排水、盥浴排水作为中水水源；公共食堂、餐厅的污水水质污染程度较高，处理比较复杂，不宜采用；大型洗衣房的排水由于含有各种不同的洗涤剂，能否作为中水源须经试验确定。

中水系统按规模分为建筑、建筑小区和城市中水系统。建筑中水系统是针对单幢建筑物或相鄰几幢建筑物而言的，实施容易。但由于规模小，其投资及处理运行费用较高；建筑小区中水系统指的是在一个较小的范围内的中水系统，其管理集中，处理运行费用相对较低，供水水质较稳定；城市（区域）中水系统是指以城市污水处理厂二级处理出水为中水原水，经深度处理后提供城市中水使用。其处理运行费用低，但是由于规模大，实现难度较大。中水系统由原水收集系统、水处理系统和中水供水系统组成。原水收集系统主要是采集原水，包括室内中水采集管道、室外中水采集管道和相应的集流配套设施。中水处理设备是用来处理原水使其达到中水的水质标准。中水供水系统通过室内外和小区的中水给水管道系统向用户提供中水。

3.2 中水的收集

中水原水收集有部分集流和全部集流两种方式。结合供水回用情况 ，可分为3种：①全集流全回用方式，即将建筑物或小区所排放的全部污水集流，处理后全部回用。该方式将室内外的排水管道与中水收集系统合二为一，降低中水收集系统造价，但是由于水质污染大，处理成本高，适用于已建成的建筑或小区及城市中水系统。②分质集流和部分回用方式，即只收集优质杂排水或杂排水，处理后供回用，这种方式需要室内外具备两套排水管道，即单独敷设中水原水管道和污水管道，基建投资高，但由于中水原水水质好，运行处理费用低，适用于新建建筑、小区。③全集流部分处理回用方式，即将中水收集系统与建筑物排水系统合并，但不全部处理回用，多余排水排放到城市排水管网中，这种方式适用于已建成地区或建筑的中水系统分期建设或改扩建的工程。

3.3 中水的处理

中水因使用的用途不同处理方式有两种：一种是将其处理到饮用水的程度而直接回用到日常生活中，即实现水资源直接循环利用，这种处理方式用于水资源极度缺乏的地区，而且投资高，工艺复杂，一般地区不采用，目前我国中水系统普遍未达到饮用水水质要求；另一种方式是将其处理到非饮用水的程度，主要用于不与人体直接接触的用水，如建筑中便器的冲洗，地面、汽车清洗，绿化浇洒，空调冷却以及消防等方面。这是我们通常所采用的中水处理方式。其中用于厕所冲洗、绿化、清洁洒水和冲洗汽车等杂用的中水水质须符合国家标准《生活杂用水水质标准》（CJ2511-89），用于水景、空调冷却等用途的中水水质标准还应有所提高。

3.3.1 城市中水处理和建筑中水处理

以物化处理为主，适合中水原水为优质杂排水。采用混凝沉淀，过滤及活性炭吸附，臭氧处理等。工艺特点适用于住（客）房使用率波动较大，水源质量变化较大或间歇性使用的公共建筑的水中处理，可除磷等有害物，运行方便。缺点：对水中的溶解性有机物和表面活性剂去除效果不佳。工艺流程：杂排水→预处理（调节池）→物化处理（混凝沉淀或气浮）→过滤→消毒（消毒剂）→中水。

普通生物处理与物化处理并用。适合中水原水为主生活污水或优质杂排水，对水溶解性有机物和表面活性剂有效。工艺流程：原水→预处理（调节池）→普通生物处理→物化处理过滤（沉淀）→后处理（过滤）→消毒（消毒剂）→中水。

采用MBR为主的处理工艺，适用于中水原水为生活污水或优质杂排水。用超滤膜替代常规的二沉池和后置的过滤工艺，在较大程度上节省处理建筑的占地和提高活性污泥法的排水水质和优化处理工艺。占地面积小，出水水质稳定，排泥量少，自动化程度高等优点。缺点是，成本高，容易发生膜堵塞，导致水体发黑，发臭，有异味，增加了后续预防处理的麻烦和投资经费。工艺流程：原水→调节池→预处理→膜分离（MBR）→消毒（消毒剂）→中水。

3.3.2 景观环境排水用水及处理

景观水通常指用于视觉观赏的水体，通常分为两类：一类是自然水景，像天然的湖泊、等；另一类是人工水景，像喷泉、人工湖、城市小型河道等，都是露天地表水，自净能力非常低，并且非常容易受到污染。景观排水处理原则：一.统一协调；二.目的明确；三.位置恰当；四.安全可靠；五.风格独特；六.量力而行；七.其他多方面考虑。在处理中要模拟自然界水动态，使水可以流动起来，增加水体溶解氧、鲜化、活化的特点。让水力浮选，这样可以彻底除去水中有机无机物。处理工艺有如下两种方法可供参考：

脱氮生物处理与物化处理联合处理法，适用于中水为生活污水或优质排水。采用脱氮功能的前置反硝化接触氧化法，讲解水中有机物，氨氮，总氮，磷等。优点：占地面积小，安全可靠，效果好，投资运营经费小。工艺流程：原水→预处理→脱氮生物处理→物化处理→后处理→中水。

硝化生物处理与人工湿地结合处理法，适用于中水原水为生活污水或优质排水，采用接触氧化法，曝气生物滤池等高负荷工艺。优点：具有水质稳定，排泥量少，投资成本小，运行费用低等。缺点：占地面积大，需长期进行人工维护。

3.4 中水供水方式

中水给水管网的水量和水压能满足观及园林用水，采用直接供水方式，其供水可靠，投资少，能耗低。 另外对于多层和高层建筑而言，宜采用分区供水方式，低层由中水供水管网直接供水，高层通过加压方式供水，这样既可以节省能源，又能充分利用室外中水给水管网的水压。

4 采暖及热水系统中的节能措施

根据工程实际情况，若具备条件的应当至少选择一种可再生能源（指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源），用于建筑物的热水供应。热水水源的利用可采用太阳能、水源热泵、地源热泵技术。在采用水源热泵、地源热泵技术时，不得对水体和土壤造成污染和浪费。如利用地下地温地源自动供暖制冷系统，就是通过表层地下水为载体，或将盘管埋在土壤中以盘管内流动的介质为载体，将这些地温热源输送到水源热泵进行能量转换，冬季输出45℃～65 ℃的热水。

在太阳能的利用上，有条件的可采用太阳能蓄热技术，太阳热水系统的工程参数应结合建筑所处的地理位置确定。太阳能热水器的循环可采用强迫式、自然式循环太阳能热水器和直流式太阳能热水器。太阳能热水器应有温控装置，并应合理控制和设定热水的温度。太阳能热水系统的热能再利用与节水技术还应相互结合。太阳能热水器可作为热水供应的预加热措施，可设在其他热交换器的前端。热水系统宜机械循环以满足用水点的节水要求。合理设计热水供应系统。

利用太阳能用作住宅热水加热的使用范围及太阳能热水器分类：①太阳能作为清洁能源，取之不尽，用之不竭。是节能的重要途径，太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、循环管、循环泵、配水管等组成。我国大部分地区均处北纬40度以北，日照时间较长，均适合推广太阳能热水器。②根据现在使用的太阳能热水器技术，按集热器形式可分为平板型和真空管型。使用太阳能热水器的选择方式及节能效果具体应用太阳能热水器应根据工程具体情况及住宅小区物业管理情况确定，在土建施工阶段预留热水器进出水管及管道井，在管理条件许可的情况下，应优先采用第一种供水方式，根据现有太阳能热水器技术，使用全玻璃真空管比较经济合理。

加强余热的回收和利用（包括工业余热、废热、烟气余热、蒸凝结水、热风能量的回收和梯级利用），有条件的地区可采用城市热网或区域性锅炉房的热水或蒸气作热源。可采用专用的蒸气或热水锅炉制备热源，也可采用燃油、燃气热水机组制备热源或直接供应生活热水。

从技术可靠、经济适用的角度出发，应合理配置组合各种不同热源的比例关系。对集中热水系统远距离的少量供热点可采用局部加热方式；对不同场所可采用不同的热源形式。热水供应系统储水温度宜控制在55℃～60 ℃。应合理确定热水用水量定额、耗水量、耗热量、供水水温、水质等热水系统的基本設计参数。热水供应管网宜采用同程回水的给水方式。

当采用电作为热源时，宜采用储热式电热水器，以降低耗电功率。热水供应系统宜缩短热水的给水时间，增加机械循环，并平衡冷热水的水压。对于适合热电联供技术的工程，应优先考虑。

5 结语

总之，建筑给排水工程中的节能减排对于保护环境和减少污染有着十分重要的意义。但仅凭设计者的努力仍然不够，还需增强全民环保意识，设计优化为主，使用者合理利用为辅，两者结合才能真正实现建筑给排水的节能。

参考文献：

[1] 孙巍.浅谈我国建筑给排水设计中的节能[J].科学与财富，2013（1）：205.

[2] 郭龙金. 探讨住宅建筑给排水节能环保措施[J].河南建材，2015（3）.