绿色建筑给排水节水设计研究

潘舒

（长沙市建筑设计院有限责任公司，湖南 长沙 410007）

为了更好地减少在建筑的使用过程中出现能源消耗过大或者水资源过度使用的问题，在进行绿色建筑工程的设计阶段，需要根据实际情况和自身情况来准确判断，将节水节能技术与水资源的循环利用融合在绿色建筑工程中。准确地运用好节能技术可以有效地帮助细化绿色建筑工程中的给排水设计内容，一定要在绿色建筑中充分地运用好的科学的供水设备和系统。符合低碳经济时代的要求，才可以更好地帮助我国建筑企业走上可持续发展的绿色道路。

1 绿色建筑工程给排水系统

绿色建筑是指在全寿命期内，节约资源、保护环境、减少污染，是为人们提供健康、适用、高效的使用空间，最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。而给排水系统是绿色建筑不可分割的一部分，在提高生活质量、节约资源、保护环境、减少污染这些方面可以发挥不可磨灭的作用。建筑的给排水系统由给水系统和排水系统组成，给水系统的主要作用是将生活及生产活动所需要的各种性质的用水送达到指定位置，给水系统是能源消耗大户，也是关乎人们健康的重点关注对象。怎样降低能源消耗及防治水质污染是绿色建筑给水系统的主要工作。排水系统是绿色建筑的清洁工，它收集建筑各类污水、废水、雨水，在我国水资源分布极其不均的情况下，我们在水资源极度匮乏的地区应实现水资源的闭环运用，减少对自然资源的过度索取，达到人与自然的和谐共生。目前，随着我国经济的高速发展，我国城市化的规模也越来越大，随着城市化进程的越来越快，各种各样的建筑类型纷杂涌现，为了实现绿色建筑的可持续发展，作为给排水专业人员，需要不断创新和进步以此完善给排水系统，使给排水系统的工作效率和能力得到有效地提升，从而有效地防止出现水污染及能源消耗过大的问题。本文将从节水节能技术运用，新型给水材料的使用、雨水循环利用等几方面在绿色建筑中的使用作出论述，希望能提高建筑中水资源的利用效率。

2 绿色建筑给排水设计中应用节水节能技术

2.1 建筑给排水中有哪些节水节能技术

我国是个水资源大国，但我国人均的水资源使用量及保有量与世界上其他各国来比是远低于平均水平的，一个国家要想保持现有的发展水平，一定离不开水资源和能源，所以减少对水及化石能源的消耗对我国的经济进步有迫在眉睫的重要作用。随着科技的进步，为我们给排水系统的完善提供了许许多多的先进材料及设备，例如，管道材料的变革，涌现出包括钢塑复合、陶瓷管道、钢丝骨架管、芯层发泡工艺塑料管、HDPE高密度聚乙烯管、薄壁不锈钢管等能应付各种工况下使用要求的管材。信息技术革命以来，人们在变频技术上的能源管控有了突飞猛进，变频泵相比定频恒压泵可以节约30%～50%能源（衡阳某高层综合楼物业数据）。干旱缺水地区污废水的循环使用方面也得到了进步，一体化存水与处理设备在大规模应用，出水水质随着膜技术及生物处理手段的突破而显著提高。雨水回用及太阳系统目前是绿色建筑中最常用的技术措施，它们的使用成本低，投资成本相比其他同类型的举措要低许多，且回报率高。所以现阶段和未来，我们都应保持绿色的发展观念，人们都应该理解节能减排，并为此而付诸行动，这样不仅可以有效提高我们的经济实力，还可以最大程度地帮助我们提高生活需求。

2.2 管道材料在绿色建筑中的具体应用

在绿色建筑工程中使用，管道材质是保障水质要求的重要一环，又是控制能量消耗的手段之一，材料的应用不仅能阻断污染降低管道阻力，还能给使用者创造安静的生活空间。例如，可以在绿色建筑中给水系统使用薄壁不锈钢管、钢塑复合管。它的优点是无毒无害，在高温下形变小，耐压且耐腐蚀能力突出。在消防管道系统中传统热镀锌钢管的耐腐蚀性确实较一般金属管道能力强，但镀锌管道在高压环境下必须提高壁厚以保障使用的可靠性，这就极大地增加了管道的自重及支架的敷设要求。工程案例中，我们可以用钢塑复合管道替代。排水管道中传统塑料管道有易老化，不能长期暴露在阳光的直接照射中。新型塑料管材的出现弥补了这些缺点，例如，芯层发泡工艺塑料管、高密度聚乙烯消音管、HDPE 高密度聚乙烯管等，这些材料具有很多优点，最突出的优点是重量轻且强度高还耐腐蚀能力。尤其是芯层发泡工艺塑料管，高密度聚乙烯消音管它们的排水静音性能好，在靠近人们生活办公的场所能发挥重要作用。现存的老旧建筑中，管道锈蚀、管件损坏引发危险的案例比比皆是，新材料的使用能大大提高给排水系统的使用寿命，不仅可以有效地提高人们的生活质量，还可以帮助降低建筑项目的总投资。

2.3 在绿色建筑中的能耗管理

能源是人类赖以生存的必要条件，然而，自然界的化石能源并不是取之不尽、用之不竭的，我们都应保持绿色的发展观念，只有在生产生活中有效地减少资源的损耗以及提升资源的使用效率，才能帮助人们和企业降低生活成本和运营成本。给排水是建筑中能源消耗大户，我们供水需要能源，制热及制冷都需要能源，目前随着我国科技水平越来越高，在绿色建筑中，能源管理手段越发丰富，时代要求我们合理高效地运用科技提高我们能源利用效率，创造绿色生活。在供水中我们利用能源赋予流体势能和动能，以往加压设备在设计工况中，往往是恒压恒流，加之以前电控技术落后，电机要想实现变频难度较高，成本也巨大。实际加压设备在运行工况中往往流量及压力变化还是比较大的，例如，在住宅建筑中，用水高峰及低谷差值往往以倍计，《建筑给排水设计标准》GB50015-2019 中普通住宅供水时变化系数能达到2.8 倍，在用水最低的凌晨几乎是高日高时的几十分之一，那么我们要在掌握用户用水规律的前提下，合理采用加压设备，采用现有的变频设备同时搭配小流量泵，并精确预估计小流量工况，利用大泵的高压余量配置保压容器，在电控技术及大数据大幅进步的今天，针对绿色建筑小区的设计应合理分配动力设备管理，做到耗电最小经济最优。在能利用市政余压的场所，可以优先使用无负压加压设备。

能耗的降低不止于动力设备，工况中流体的无用消耗也是我们关注的重点。流体在管道或容器中运动产生的阻力能消耗我们动力设备给予流体动能的1/5 左右，这部分能耗我们不能完全避免，但是我们应竭尽所能地降低这部分能耗，老旧的铸铁管道，内壁往往起泡锈蚀，阻力系数高于现在的涂塑钢管和不锈钢管的数倍，我们给排水设计应在选材时考虑材料的可循环使用性能，减小不必要的能源浪费。流体的能量消耗往往产生在压力管道密闭性不过关，流体溢出管道，所以阀门附件的选择中，我们不但要采用低阻力附件，还要使用符合管道材料性能匹配的密封组件和连接方式。同时，我们还要关注阀件的使用寿命，在管道运行的使用期通过保养巡视管道或增设电脑自动巡检设备来保障我们的能源未来。

能源的无效释放也是对资源的浪费。绿色建筑中有些品质较高的使用群体对水的温度也有多种要求。在人们的日常生活中，热水供应对居民来说是必不可少的，所以在绿色建筑给排水的过程中，要充分考虑人们的日常需求。在热水的正常供应过程中，会存在热损失，需要将热损失尽量减少。所以为了避免热水温度降低过快，工作人员应该针对不同的建筑选择不同的热水供应方式，并且减少管道的长度使用导热性能好的材料建设管道。在实际建设过程中，需要从多方面考虑，可以使用干管和立管循环，以及支管循环，合理选择热水系统的循环方式，不仅可以有效地提高热水供应系统的效率，减少多余冷水的无效排放，还能以最省的总投资投入使用，从而达到提高资源总利用率的目的。储热设备在保温管理科学的前提下还要合理设计设备容积的大小，过大储热容积会增大制热设备耗热量而且会增大储水的冗积。在智能化控制和科学计量的并用中我们对减少绿色建筑的能源消耗会得到飞速进步。

2.4 绿色建筑中的清洁能源

能源的形式是多种多样的，绿色建筑中我们坚决要求使用的是清洁能源，在现阶段我国的绿色建筑工程节能技术的运用情况来说，推荐设计人员在使用的能源上做文章，可以将能源改换为清洁能源。新能源包括风能、太阳能、地热、水能等，在其中太阳能是常见的最清洁能源之一，开发利用太阳能不会污染环境。太阳能在除云贵川部分地区太阳能辐照量(＜4200MJ/(m2·a))有些匮乏外，其余都能得到很好的开发利用。生活中的热水系统用户使用需求可分为3 类：（1）集中-集中供热水系统；（2）集中-分散供热水系统；（3）分散-分散供热水系统。在分散式热水系统中，太阳能也应根据用户用水量大小，分散布置在南向不被遮挡阳光的场所，而太阳能在集中式系统中应统一管理，太阳能板集中布置，设计中科学搭配水箱和合理控制水管的热损失，有效保障绿色建筑中水管的保温能力。相较两者集中布置太阳能可以帮助我们节约了更多的资源，而分散式布置较为灵活、单个投资小的特点，我们设计时要灵活运用，充分做到绿色发展。清洁能源中的地热，风能也有其运用空间，长沙高铁南站热水系统运用深井技术，往地下打了数百口深井，地下水恒温的特点能有效地跟自来水换热，中南大学某宿舍也运用了此系统，短期来说，这套系统投资颇大，长远讲，这套系统还是值得建设的。绿色建筑中将清洁能源运用在给排水系统中，为以后的可持续发展打好了基础。

2.5 合理运用给排水管网

管道损漏问题在整个建筑管道设计的过程中是非常常见的，如果在建筑中出现了这种问题，会导致水资源大量的浪费。所以对整个传送管道，需要定期进行检查，检查后工作人员需要对整个管道进行养护，并且在建设过程中使用优秀的材料来降低漏损发生的概率。给排水管网是否使用到位在整个排水系统中非常重要的，因为在未来整个系统是否可以良好地运行都需要看给排水管网。给排水管网可以保证整个系统可以安全运行，但是国家更应该从多方面来提升给排水系统的稳定性，可以通过完善相关的法律法规来有效提高水资源利用率。对于管道上可能出现的管网损漏问题要着重注意，不同的供水高度，管道所能承受的压力也是不同的。根据管道的实际工作压力选择不同的管材，这样可以有效地避免管道因承压过大而造成安全隐患。另外，在实际运行中，还可以用阀门附件减压，或者分区给水来选择管材。

2.6 节水器具运用

（1）增加节水型器具的运用。最突出的是公共场所采用非接触式或延时自闭式水嘴。在使用者离开后，会自动定时断水，用于公共场所的卫生间时不仅节水，而且卫生，特别是在发生公共卫生安全事件时，不会造成交叉感染。另外，延时自闭式水嘴还限定每次给水量和给水时间，具有较好的节水性能。

（2）节水便器。随着时代的进步，坐便器从最传统冲落式到现在的利用旋涡和虹吸作用的坐便器，一次冲水量从原来的16 升/次，到现在创新低1.4 升/次。在平时的设计中，要求不得使用一次冲洗水量大于6L的坐便器。减少用水点的出水量，做到从实际出发，节约水资源。

3 合理利用雨水资源

雨水是大自然的馈赠，我国水资源总体匮乏，且地域分布不均，以秦岭-淮河为界，南方地区年降水量在800mm 以上，属于多雨地区。如果将雨水收集起来，经过设备处理后，将它们用来绿化浇洒、汽车冲洗，以及路面冲洗、水景补水等，甚至还可以用于循环冷却水和消防水。通过这些途径，可以缓解城市水资源紧缺的局面，是一种开源节流的有效途径。

4 结语

随着社会快速的发展，我们对绿色建筑中的节水性能的要求不断地提高。所以，在目前这个阶段，我们首先注重的是给排水系统的优化措施。要充分利用好新兴技术和设备来有效地提高水资源利用率和减少水资源的消耗。如果能够合理地在给排水系统中运用好节能技术，不仅减少了资源浪费，还助力了我国可持续发展的目标。