建筑给排水工程中节能节水技术的要点分析

陈小彬

（福建境景建筑设计有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

随着城市化速度的不断加快， 使得建筑行业迎来了诸多发展机遇， 对水电等能源的需求也随之增加。 在建筑给排水工程实施中，水电资源的利用是保障工程建设的基础， 也是确保工程稳定运行的关键所在。 但当前建筑行业仍然面临着严峻的资源浪费、环境污染等问题，导致各项资源未得到合理利用，因此，建筑行业应当综合考虑如何应用节能节水技术， 降低能源消耗， 提高能源利用率，并积极推广节能环保理念，应用先进的设备材料，解决当前资源浪费问题，确保给排水工程建设能够落实节能减排，推动建筑行业的可持续发展。

1 节能节水技术基本概述

建筑给排水工程中建筑节水技术的应用目的是降低能源消耗， 其主要途径是在给排水工程施工中，利用各项技术满足节能的相关标准，结合节能材料与技术，优化运行模式，实现资源的合理利用， 降低能源消耗， 进而达到节能减排的最终目标。 在建筑给排水施工中，节能节水技术的有效应用，是践行国家的节能减排理念的基础，在先进施工技术与设备的应用下，能够确保水资源的充分利用。 通过对给排水系统的合理设计、水资源再回收系统的构建，降低水资源的消耗，提高水资源利用率，进而有效解决当下水资源浪费问题。

2 建筑给排水工程中节能节水技术的要点

2.1 使用现代节水器具

现代科学技术的快速发展，使得节水器具也出现创新，极大程度的提高了水资源利用率。 传统节水器与耗水量较大， 由于给水配件封闭性效果不佳，也会导致严重的水资源浪费问题，因此在现代建筑工程中，给排水系统应当优先选择使用新型的卫生器具。比如，在现代建筑中，新型坐便器的使用十分常见，每次使用能够节约5 L 水。 选择节水水龙头也能够有效降低水资源浪费，例如，陶瓷阀芯节水龙头。 此种水龙头将原有平胶垫改为凸起胶垫，能够有效改善水压过大等问题。 将陶瓷节水龙头与普通水龙头相比，在同种条件下，陶瓷水龙头流量更低，节水效果要优异。除此之外，延时水龙头与光电控制水龙头的应用也十分广泛，能够有效提高水资源利用率。

2.2 废弃污水的再利用

在建筑给排水工程中，常见的节水措施包括节流、开源，回收利用污水，促进水资源循环利用也是水资源再利用的关键技术，不仅能够起到良好的节能节水效果，也能够有效减少环境污染问题，践行环境保护策略。通过对污水的收集、处理，使其能够满足我国对水资源的应用标准，并应用到卫生器具冲洗、建筑物清洁之中，起到良好的节水效果。 当前， 此种回收再利用形式在城市中的应用十分常见， 且在居民建筑中应用能够达到节水30%的效果，排水量可控制在30%～40%。当前在处理污水过程中，大部分采用生化技术的处理方法，并根据具体情况选择合理的处理方式。

2.3 合理分区给水系统

城市建筑给水系统需要按照配水点与净水压力需求进行合理配置， 各区静水压力控制在0.45 MPa以内，用水点处供水压力在0.20 MPa 以内，并满足卫生器具工作压力要求，但在实际建筑给水工程施工中，为了降低成本未按设计标准执行，用水点处供水压力大于0.2 MPa 不再进行减压，这就会导致管道中的压力加大，水流速度加快，水资源造成浪费。因此，在给排水系统设计施工中，要合理控制水的压力， 在各个配水点可安装减压阀门与节流孔板，将水压控制在0.2 MPa 之间，使得水压分布更加均匀，为居民提供正常水流，降低水资源消耗。

目前百米以下住宅建筑给水竖向分区基本上采用并联分区（串联分区文中不讨论），供水能量公式见式（1）。

式中：E—供水总能量；Q—总供水量；H—供水总高度

并联均匀分成n 个区供水， 每个分区流量为Q/n,不同分区扬程为（n-i+1）H/n，并联分区供水总能量En 公式见式（2）。

分区数量应结合工程项目实际情况，如当地供水部门要求，管材抗压等级，泵房大小，管道井大小及规范分区压力要求。在工作中给排水设计同层分区有以4～9 个楼层为一个分区， 结合多年设计经验认为6～7 个楼层为一个分区较为合理。 以26 层建筑为例分区：一区1～7 层，二区8～14 层，三区15～20 层，四区21～26 层，分为四个区。该分区方案兼顾分区均匀，同时让低区承担更多楼层，减少总势能从而降低电能消耗达到节能的目的。

给水系统压力太大加大了管道和附件漏水、爆管概率；管道中流速过大引起管道震动；水龙头出水量增大，且造成喷溅；给水系统压力大，单位水的能量越大，需消耗的电能也越多，因此水压是节水节电的重要指标。 给水水压是系统是否合理的体现，正常的水压能增强用户使用体验感，方便生活，结合多年设计经验认为住户水表处水压在0.15～0.20 MPa 较为合理。近几年燃气热水器因其制热成本低，制热量大，安装空间小，无触电危险等优点逐渐被更多用户使用， 燃气热水器启动水压一般为0.10 MPa，水表局部水头损失为0.01 MPa，以一户两卫一厨一阳台为例，户内冷水采用De20 和De25管道，局部水头损失和沿程大约0.02 MPa，富余水头0.02 MPa， 因此住户水表处水压需在0.15 MPa以上，合理的水压在满足用户使用时需求的同时又不会造成水量的浪费。 当各分区底下楼层水压超0.20 MPa，应设置减压措施。

以一梯两户， 一户两卫一厨一阳台为例计算分区立管管径。 根据《建筑给水排水设计规范》3.6.4 条计算住宅建筑生活给水管道设计秒流量，见式（3）、（4）、（5）。

式中：q0—最高日用水定额250 L/人·天；m—每户人数3.5 人；Kh—小时变化系数2.5；Ng—每户给水当量6，楼层高度3 m。 计算结果见表1。

表1 给水管道设计秒流量

因此在立管对应管径下管道内水头损失较小，系统水头损失占水泵扬程较小以26 层分区为例，各区立管各水头占总比例（不考虑水泵位置，高度，横管水头损失），见表2。

表2 各区立管各水头占总比例

由此得出水泵扬程主要是消耗在楼层高差处，因此合理的分区在节能节水中起到重要作用。

2.4 变频给水泵机组的选择

建筑给水系统投入运行后主要的成本是水泵的运行电费， 因此水泵机组的选配是否合理对系统运行阶段的节能有很大影响。

给水系统应适应各种工况下安全高效的运行，避免大马拉小车或小马拉大车的情况。 建筑给水工程设计基本采用水箱+变频水泵机组联合供水形式，虽然变频水泵理论上能做到用户用多少水，水泵供多少水， 但是由于水泵的构造及运行特点无法实现小流量和短时间用水时的供水， 因此在选配变频水泵机组时应有大泵、小泵、气压罐。

选用的水泵应在高效率段运行，用水量大时运行大泵供水，用水量小时运行小泵供水，当用水量处在极小时应通过气压罐供水。

实际工程变频水泵机组运行情况，以一组三台大泵（两用一备）+一台小泵+气压罐的变频水泵机组为例，该变频水泵机组在一天供水过程中大部分时间运行小泵，当用户用水量大于小泵流量时启动一号大泵，用水量再增加时启动二号大泵，此时是两台大泵与一台小泵同时供水；当用水量减少时水泵依次关闭一号大泵、二号大泵、小泵，到仅气压罐出水。 在变频水泵机运行过程中气压罐时刻在扮演重要角色，不断的交替储水和供水，而且这种交替转换是瞬间完成，是水泵无法实现的。 当用户用水量小于水泵出水量时水存储在气压罐内，当户用水量大于水泵出水量时气压罐出水，就是有了气压罐的这种灵活调节水流的功能使得变频水泵机组更加节能，选配气压罐有效体积宜大不宜小，气压罐有效体积越大调节水流越多，减小水泵启停频率，因此变频水泵机组更节能。

3 结语

综上所述，要想保障建筑给排水工程水资源利用率的有效提高，就应当充分应用节能节水技术，全面掌握给排水工程的资源浪费问题。 并结合工程的实际情况，采取科学可行的节能节水技术，提高水资源利用率，实现最终的节水节能目标，降低对生态环境的污染。