建筑给水排水设计中节能减排设计分析

李盼盼

(甘肃第一建设集团有限责任公司，甘肃 兰州 730070)

1 给排水节能设计的意义

现阶段我国建筑工程在建设过程中，存在严重的水资源浪费。近些年来我国逐渐加大对环保意识的宣传，人们逐渐认识节能环保、绿色可持续发展是我国必由之路。其中绿色节能环保技术在建筑行业应用广阔，一方面，提高建筑居民对水资源的利用效率，同时减少在建设环节和后期投入使用环节过程中不必要的水资源浪费。在建筑给水排水设计阶段，设计单位融入节能减排理念和技术，可以有效减少建设过程中的水资源浪费。

2 具体工程案例

陕西省西安市某住宅楼总占地面积约为3万m2，建筑总面积为21 420 m2。住宅楼总高度95.5 m，其中地上25层，地下3层。其中地上1～5层为商务区，地下室1～3层为停车场；住宅楼6～25层为居住区。

3 住宅楼给排水设计中存在的问题

3.1 热水资源浪费严重

水资源浪费严重是社会关注要点，也是解决难点。当前该住宅楼存在热水资源浪费严重的问题，主要表现在集中热水给水系统设计缺乏科学性，导致水资源无法得到有效利用；热水循环系统与冷水循环系统之间压力失衡，无法保证热水系统分区与给水系统分区形成有效统一，且在用水点未设计具有调节压差功能的混合阀，使该住宅楼热水资源无法得到有效利用。

该住宅楼水加热设备机房距离热用户入户管较远，输送热水管道未形成有效的保温效果，冬季热水管道外壁环境温度较低，导致热水输送环节中大量热量流失，增加了燃料、动力供应消耗。

3.2 排水系统设计不当

该住宅楼排水系统亦存在严重的水资源浪费。设计阶段排水立管的摆放位置有误，未靠近卫生洁具排水点，排水系统立管设计不合理，排水立管内存在水塞流，导致排水系统设计不当。且建设过程中采购的排水管道管材存在质量问题，排水系统漏水造成极大的水资源浪费。

3.3 超压出流

调查人员对该住宅楼内卫生洁具现场测试，许多住户采用的都是超压型抽水马桶。该类型抽水马桶通过强大的压力来增加水流量，水流量超出了国家对马桶水流量标准，造成了不必要的水资源浪费。个别室内生活给水系统末端用水点处的表压达到0.25 MPa，不仅给给水系统造成了水压冲击，缩短了管道的使用寿命，而且使得水资源浪费突出。

3.4 隐性水资源浪费

该住宅楼还存在隐性水资源浪费。隐性水资源浪费主要出现在公共区域，此种浪费行为不会影响该住宅楼居民的切身利益，使得居民缺乏对隐性水资源浪费问题的关注。隐性水资源浪费主要存在于出流设备压力与给水设备的压力之间存在压力不均衡，导致设备在未使用的情况下出现水资源的浪费。

4 住宅楼给排水设计中的节能减排措施

4.1 中水回用系统的推广

当前我国建筑设计中逐渐融入绿色环保理念，推广中水回用系统，将污染程度相对较低污废水进行二次处理来达到回收利用水的水质标准。中水回用系统的设计，需要设计师不断改进工艺水平、增强水处理设备的技术性能。同时在中水回用系统使用阶段，设计方案需要将生活废水与雨水进行有效分离。对于生活废水需收集至检验池来检测其水的性质，对于水资源当中含有有害物体的废水，需要放入定点进行有效隔离和排放；对于不含有有害物质的废水进行净化系统的处理，达到使用水质标准后进行二次使用。图1为中水回用系统运行结构。

图1 中水回用系统运行结构

4.2 选用节水型卫生器具和材料

供水系统中必不可少的组成部分就是卫生器具、配水设备、阀门附件及管路系统，这些也是水资源浪费严重的重灾区，其节能性能的好坏也直接影响住宅楼给排水设计中节能减排的效果。因此，在建设项目的实施阶段，建设单位需要采购部门在进行卫生设备和配水设备的采购时，选择节能环保且价格实惠的复合型材料，这样不仅能够有效节约建设成本，同时还能起到较好的节能环保效果。例如购买钢塑复合管、PVC—U管等复合型材料防止出现水污染；我国许多马桶积水箱出水量大于11 L，而通过科学实验表明，6 L的积水箱就可完成基本的功能使用，所以购买小容量集水箱的马桶，可以减少水资源消耗。

同时在给排水设计阶段，设计师需要对卫生设备和配水设备的用水设计方案多次优化，保证卫生设备和配水设备能达到节水效果，从水资源运输环节有效避免水资源浪费的问题发生。

4.3 雨水收集利用

随着城市化进程的进一步加快，土地资源日益紧张，城市密度逐年增加，城市排水系统面临着巨大的压力，同时也增加了城市洪涝灾害的风险。设计阶段设计人员应将雨水收集、调蓄及循环利用系统纳入到住宅小区雨水系统设计内容当中，通过雨水收集调蓄池→过滤→净化→消毒→回收雨水循环利用工艺流程，有效扩大住宅楼雨水系统收集范围，增加雨水径流量收集量，通过过滤、消毒、净化等回用水处理环节，将净化后的雨水资源运用到住宅楼冲厕、绿化灌溉等用途，有效增强住宅楼节能减排功能的效果。

4.4 合理控制水压

设计师在建筑工程给水排水设计阶段，需按照给水排水设计现行相关标准来设定适用于不同使用功能建筑的给水系统压力数值，保证给水管道不会因为系统承受过高水压而造成管道及阀门附件破坏、卫生器具不致于出水压力过大造成用水浪费严重及用户用水体验太差等问题的发生。建筑工程设计过程中给水排水设计师在技术设计阶段，需要结合现行设计标准及以往类似工程的经验等有效数据，对实际工程项目进行给水压力的系统计算和具体水压数值的定位。首先要保证给水系统压力在安全使用范围内，不会对给水管道正常使用造成影响。其次，要辅以安全可靠的减压措施，有效减少给水系统承受过大水压时的风险。

4.5 利用绿色能源提供热水

设计师在设计阶段，首先需要对建筑物所在的环境、气候条件以及太阳能资源的利用情况，通过文献调查、实地调研、实验法等方式进行充分调查和综合性评估。优先采用绿色节能能源来取代化石燃料获取热源的方式，有效保护城市环境。同时为了保障热用户能随时使用太阳能获取热水，需要设计师加入防静电性能在太阳能设备安装当中，并做好温度保护工作，有效减少由于外界温度、湿度等环境对设备的性能破坏。要因地制宜，对于年平均降雨量大、年日照持续时间较短的地区，如果盲目使用太阳能设备来获取热水，就容易导致设备搁置、水质变差及资源浪费，不仅无法有效达到节能减排的功能效果，反而极大地增加了水资源的消耗。因此，对于降水量大的区域，需要考虑采用空气源、水源及地源热泵等其他方式来获取热源。

4.6 排水管道的合理布置

建筑排水管道在进行施工阶段，应该保障管道布置排水量大且空间范围较多的区域，避免将管道铺设在居民卧室或卫生条件较好的区域；同时也要避免将管道铺设在具有功能空间的内墙处，最大程度减少排水管道运行过程中产生的噪音对居民造成影响。

排水管道铺设应避开内墙，靠近外墙。一方面可以有效减少对居民生活的影响，同时铺设在外墙，有利于维修工人的维修和清洁工作。同时，每10 m设立一个检查口，特别在排水管道首层和顶层两大重要区域，可减少检查口距离。同时，排水管道设计应尽量减少弯曲路径，防止由于水压过高而造成对转弯环节的管道冲击。

4.7 消防蓄水装置的合理配置和压强数值控制

由于城市土地资源日益紧张，建筑工程建筑物的高度不断增高，消防队伍进行灾害救援的工作难度与日俱增。建筑物内发生火灾时必须保证在火灾延续时间内不间断供水，因此，在建筑物内必须设有完善的消防储水设施。因此，在许多高层建筑物当中，消防储水量远高于普通居民生活用水储水量，部分情况下设计师会将消防储水与居民生活用水储存在同一水池(箱)中。消防储水并非经常使用，长期缺乏氯元素，水质保证率差。因此，需要对建筑物消防储水进行定期更换。若消防储水池(箱)与居民生活储水池(箱)分开储存，不但可以使消防用水不污染居民生活用水，而且有效避免了水资源浪费。同时也可考虑设置消防储水装置的循环系统，定期将消防用水用于绿植灌溉、厕所用水等环节当中。

4.8 变频调控供水系统

变频调控技术可根据居民用水适时调整水泵运转速、电机频率，来有效控制供水系统的水量及水压变化。变频调控的方法可实现对建筑水资源供需平衡的动态调整，减少建筑物隐性水资源浪费问题的发生。居民日用水量主要受到当地气候变化和时间变化的影响。夏季消耗的水资源高于冬季，白天消耗的水资源高于夜晚。通过变频调控的方式，在居民用水量较大的时间段，提高水泵转速，来增加供水量；在居民用水量较少的时间段，降低水泵转速，降低供水量，减少隐性水资源浪费。

5 结束语

现阶段我国建筑物给水排水设计仍存在热水资源浪费严重、排水系统设计不当、超压出流等问题，通过在建筑物给排水设计中推广中水回用系统、选择节水型卫生设备和材料、有效利用雨水资源、合理控制水压、利用绿色能源提供热水、排水管道的合理布置、消防蓄水装置的合理配置等有效措施，有效提高我国建筑给排水节能减排设计的水平，有效降低建筑中各种原因导致的水资源浪费现象，促进我国建筑行业设计朝可持续发展的绿色方向迈进。

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