建筑节水技术中的给水设备的应用与研究现状

王海波，瞿碧莲，王立娟

(宁波工程学院 建筑与交通工程学院，浙江 宁波 315211)

1 国内外建筑给水设备应用现状

1.1 国外应用现状

近些年,建筑节水和卫生可靠的给水设备越来越得到广泛的关注。建筑给水设备的开发与应用在欧美国家得到迅猛的发展。美国出台了不少法律来限制卫生器具的额定流量，政府免费提供给居民各种节水装置，例如节流器、节流水龙头等，以此控制居民的用水量。此外，政府法律中还规定了新建建筑的给水装置必须是节能产品。欧洲和美国的一些公司陆续研究出了各种节水装置，例如厨房和浴室的淋浴喷头、气水混合龙头以及无水小便器等，这些装置可以使生活用水节约20%。研究表明，使用节水装置可以让民用建筑的生活节水率提高到20%，而公共建筑的节水率则可以从25%提高到60%。日本为了推广节水装置的使用，免费向其居民发放节水率可以达到50%的节水阀芯。还大力推广采用两档便器冲洗水箱，并且开发了多种浴室节水型淋浴器[1]。日本采用节水型坐便器，在马桶的储水箱上设置水龙头，马桶上的水龙头流出的水使用后可以用于马桶冲水使用，这种废水再利用型的产品应用极少。

1.2 国内应用现状

由于节水节能技术是一项较为新兴的技术，具有较高的使用成本。经济条件的限制在一定程度上也就阻碍了该项技术在国内实际生活中的使用，在给排水工程中真正能使用到给水设备的情况也很少。2018年起北京市实行财政补贴，推广高效节水器具的使用。

当前国内在建筑给排水施工过程中应用的大都是一些防水防腐性能并不好的普通材质，投入使用后很快会出现腐蚀、老化等方面问题，造成人力、物力等方面资源的浪费。当前最常见的节能技术包括节能管道以及对管网进行二次增压，使给水效率得到提高。

相对于落后的农村区域，建筑给水设备的运用还处于一片空白的初始阶段，小部分农村区域即使有节能节水意识，也还未取得突出成效。

2 建筑节水设备的国内外研究概况

1)在新型设备应用方面。Djiby Racine Thiam等[2]使用了从南非开普敦465个具有代表性的家庭样本中收集的数据来选择模型框架，将潜类分析(LCA)与多项logit和条件logit模型进行比较，表明不同家庭在采用节水设备方面存在差异，其节水率也不同。Young Han Moo等[3]以韩国国立首尔大学的卫生间改造项目为例研究节水解决缺水问题的有效途径，对节水型水龙头数据研究表明，一个月的水流量从238.73 t减少到94.38 t。马建清[4]针对综合性学校建筑及其特点，提出了应采取的节水对策，节水器具和降低漏损、选用高效低耗的设备及新型管材配件的合理配置、防止二次污染造成的浪费、控制超压出流、建筑中水回用等环节。郑伟[5]以选择红外线控制的节能淋浴设备从而降低给排水系统中的水资源浪费量为例，提出在能够满足建筑功能的前提下，应选择新型节能产品来达到节能节水目的。其中卫生器具以及水龙头等设备是实现节能接回技术应用的主要设备。刘海洋[6]提出采用符合以下要求的设施：坐便器≤3/4.5 L/冲，小便器≤2 L/冲，洗手盆龙头≤1.8 L/min，水压为0.413 MPa，厨房水槽龙头≤5.6 L/min，水压为0.413 MPa，淋浴花洒≤6.8 L/min，水压为0.551 MPa，可减少用水量约40%。张祥中等[7]对在不同压力下的延时自闭式便器冲洗阀、感应式自动便器冲洗器的出流量进行了研究，得出结果：便器冲洗阀(器)的出流量随着压力增大而增大，在适用压力下，其出流量符合节水型生活用水器具要求。水压于0.35 MPa，宜设减压设施或调整冲洗时间。林端[8]提出可以使用变频调速泵，采用陶瓷芯水嘴处设置节流装置。赵宏伟[9]根据水泵扬程的计算，分析提出在高层建筑中，变频给水设备更高效节能，但也受到泵组扬程的限制。李习群等[10]提出了对节能型脚踏式多用途水阀和注水嘴的应用方式。

2)在防止给水管道漏损方面。任涛[11]在建筑材料的购买上指出，以建设项目的具体情况为前提，应做好给水管道的防腐工作，给水管道的施工部分可采用新型建筑材料，并给水龙头等零件涂上保护漆层，避免管道漏水、腐蚀和老化，导致漏水问题。宋杰[12]以传统指数漏失模型为基础，研究了对管道漏失量存在影响的因素，揭示了管道漏失的机理，并借助人工智能技术研究了漏点定位和漏失量预测技术。上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司[13]为克服声学检查供水管道漏损的普遍问题，发明并提供了一种可以实现作为听漏仪、分析仪等以声波为原理的供水管道检漏设备的验证平台。

3)在给水分区与设备布置方面。郭琦睿[14]通过给水超出压力与流量的关系的计算，分析了改善给水系统超压出流的方法，提出需考虑给水分区来减少对卫生器具的耗损度。颜怡明[15]提出建筑给水系统中水表和管线的位置较为关键，应根据不同的使用分区域性质设置水表，同时要对给水系统进行合理的竖向分区，分区时对低层用户的供水设置相应的减压设施，保证供水压力的同时降低供水噪音。

4)在新兴技术应用方面。邹宇亮等提到了喷灌和微管技术，采用了自动控制微喷灌技术，节水效果明显。任淑军对比负压给水设备与无负压给水设备，认为针对小流量情况，无负压给水设备运行效率较低，必须应用小流量供水节能技术(即负压给水设备)，但无负压给水设备可以选择变压变流量控制方式来避免产生压力波等弊端，不仅能减少能耗，而且可以提高运行效率，做到节水节能，这为给水节能提供一个发展方向，也更好地满足国家供水节能的需求。湖南钜达程水务有限公司发明了一套对加压给水设备的管控方法、系统及存储介质，避免了加压给水设备在无人使用的时候处于开启造成能源的浪费。

3 节水节能措施

建筑节水已经受到政府和人们的关注，人们的节水意识也日益提高。深化节水节能措施有三层含义：①减少用水量；②提高水的有效使用效率；③防止泄漏。针对建筑中给水设备，提出以下措施。

1)推广节水器具技术，使用合格给水管件及配件。例如可以改变大、小便池通用，同一种水量进行排泄物的清理模式，使用最新型大便池(大便使用9 L水，小便使用4.5 L水)；在用水、出水口安装水流指示器，合理规划水流分配；及时更换不同功率的水泵以便于不同流量间的转换；针对给水管道泄露的问题，卡压式连接中管道和连接件之间设有的O型密封胶圈存在安全隐患，应采用可长久使用的不锈钢新型水管连接件；采用定时控流自锁式、延时自动关闭式水龙头等。

2)重视设计所选水表的设置要求及水表和表前阀门的质量要求。加强水表检定装置的技术改造，推动水表检定实现自动化，如液位自动读数等；市场上很多水表阀门都采用球阀，其作为控制器只能短期适用，在工艺保证的前提下，可以采用平面叠阀和机械密封组合，大大减弱水管网中水压变化和电压变化带来的不利影响；各给水点均设置阀门调节或支管减压阀，保证其供水压力合理。

3)要对建筑给水施工进行绿色化管理。专业给排水施工人员的匮乏，尤其是给排水管道的安装和管道维修技术的不精，导致工程质量伴有随意性，也是造成能源浪费的一部分原因。因此，确保工作人员的综合素质，保证工作人员的技术水平，优化施工质量，也是建筑节水节能技术中的一项不可忽视的要求。

4 结 语

给排水工程与人们的生活息息相关，同时对人们的生活环境和水平有很重要的意义。建筑行业中，用水量非常大。如若不能很好地将节能节水技术融入到工程中，必将对我国节能减排、生态环境的保护目标产生阻碍。当然，生活给水设备可以带来的节能不是无限制的，应因需而供，才能最有效地节能。目前由于我国水资源分配存在的显著差异，导致城市大多数居民对水的需求急速增长的现状认识不够，对水资源紧缺的严峻形势认识不足。因此，需要向全社会广泛宣传节水的重要性、必要性和紧迫性，使群众认识到“水荒”已经到来，真正做到人人高度重视，个个动手节水。

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