楊帆,王持恒
(機械工業第三設計研究院建筑六所 重慶 400039)
城市用水量的逐年增加給城市給水處理和污水處理系統帶來了沉重的負擔,已經成為制約社會經濟可持續發展的重要因素。目前,在全國668座建制城市中有400座城市存在著不同程度的缺水問題,其中,有110座城市已列入嚴重缺水城市范疇,正常年份的全國城市缺水量高達60億萬立方米。隨著我國水源水質逐年遞減,城市生活用水量卻逐年遞增,且城市生活用水損耗很大,要節約城市生活用水必須注意研究節水技術在建筑給排水中的應用。
建筑節水是一個系統工程,要采取有效的技術措施,保證建筑節水的順利開展。在2009年對《建筑給水排水設計規范》的修訂中,針對建筑節水問題提出了新的要求,包括節水型衛生器具的強制使用、推廣中水、雨水回用工程等,在“顯性”的水量浪費問題上,起到了很好的監督作用。但如何克服不易被使用者察覺的“隱形水量”浪費,如超壓出流,管網漏水的問題,還需要進一步采取強制措施,從建筑給排水的設計上杜絕減少水資源的流失。
在《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)2009修訂版中,將原3.3.5第一條:“各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓力不宜大于0.45MPa,特殊情況下不宜大于0.55MPa”,改為“各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓力不宜大于0.45MPa”。并與國家標準 《住宅建筑規范》(GB50386-2005)有關內容協調,新做出如下規定:“3.5.5A居住建筑入戶管給水壓力不應大于0.35MPa”。
這一系列對給水壓力的限定不僅是為了防止損壞給水配件,同時可以避免過高的供水壓力造成用水不必要的浪費。當給水配件前的靜水壓大于其流出水頭,出流量會大于其額定流量,這一現象被稱為“超壓出流”。研究發現,目前我國水龍頭出流量的實際超標率遠大于55%,由此看來,我國建筑給水系統超壓出流的現象普遍存在而且是比較嚴重的[1]。在重慶大學學生宿舍進行的減壓節水實驗中,通過在給水支管上設置減壓閥,控制原本過高的供水水壓(0.55~0.65 MPa)至0.2 MPa,實驗結果表明未減壓日平均用水量與減壓后日平均用水量相差0.0231立方米/(天·人),人均節水率可達到25.63%[2]。由此可以發現,通過控制“超壓出流”可以取得的節水效益是相當可觀的。
規范中限制供水壓力對防止“超壓出流”有一定的積極意義,但0.45MPa、0.35MPa這兩個對給水配件和入戶支管的最大壓力做出的限制性的規定,卻沒有完全從防止超壓出流的角度出發,更多的是從防止給水配件承壓過高而導致損壞的角度來考慮,所以導致壓力要求寬松,對限制超壓出流作用并不大,造成很大程度上的水資源浪費[3]。
控制超壓出流的有效途徑是控制給水系統中配水點的出水壓力,對此建筑給排水工程技術人員早已取得共識。70年代中后期已有設計單位提出在配水點前安裝孔板、節流塞等減壓措施,在80、90年代所建建筑中有的也較好地解決了控制給水系統超壓出流的問題。因此,若將規范3.3.5第二條“靜水壓大于0.35MPa的入戶管(或配水橫管),宜設減壓或調壓措施”中的“宜設”改為“應設”,則可在督導的層面上減少超壓出流造成的水量損失。且對于0.35MPa這一入戶管壓力上限值而言,仍顯得過于寬松。通過實驗研究發現,住宅入戶管(或公共建筑配水橫支管)的工作壓力或靜水壓力分別限制在0.15 MPa~0.25 MPa以內,則能在很大程度上杜絕“超壓出流”這一浪費現象。
除“超壓出流”外,傳統的管網漏水仍然是 “隱形水量”浪費的主要形式。管網漏水不僅增加了供水水量,造成經濟上的損失,同時還會給建筑結構造成危害。管網漏水的原因很多,包括管材性能因素、季節溫度的變化、管道施工安裝質量差等。減少管網漏水的發生,很大程度上需要依靠管道規范施工和建成管道的日常維護,但是,在設計階段通過合理選擇管材管件等措施,也能夠在源頭上減少漏水現象的發生。
管道滲漏是管網漏水的主要形式,不同管道材質都存在著一定程度的漏水情況,如鑄鐵管道的裂紋和腐蝕兩大類管體滲漏、鋼管的伸縮接口滲漏、PVC管管體老化以及外應力龜裂滲漏等[4]。嚴格采用符合現行產品標準要求的管材和管件,是減少管網漏水的重要方法。隨著各種新型材料的出現,目前有銅管、不銹鋼管、聚氯乙烯管、聚丁烯管、鋁塑復合管、高密度聚乙烯管等新型管材逐漸代替了傳統的鍍鋅鋼管,減少了水質污染和水量浪費現象。在《建筑給水排水設計規范》中,"3.4.3室內的給水管道,應選用耐腐蝕和安裝連接方便可靠的管材,可采用塑料給水管、塑料和金屬復合管、銅管、不銹鋼管及經可靠防腐處理的鋼管";"3.4.4給水管道上使用的各類閥門的材質,應耐腐蝕和耐壓。根據管徑大小和所承受壓力的等級,一般可采用鐵殼銅芯、全銅、全不銹鋼和全塑閥門"。這兩條規定在一定程度上推廣了新型管道材料的使用,如果將規范中的“可”字去掉,則可以加強規范的力度,杜絕鍍鋅鋼管等逐漸被淘汰管材的繼續使用,依托新型管材的優質性能,減少管道滲漏、水質污染而引發的“隱形水量”浪費。
在《建筑給水排水設計規范》中同時規定,“3.4.1給水系統采用的管材和管件,應符合現行產品標準要求”,不僅在管道材料上把關,更是從質量嚴格要求。但僅僅規定管材和管件的質量標準是遠遠不夠的,在建筑給排水中,除各種閥門、水錘消除器、過濾器、減壓孔板等管道附件外,水表也是建筑給水系統的重要組成部分。水表作為法定的計量儀表,其計量值將直接影響供水部門和用戶的經濟利益,也是經濟杠桿調整水價和采取用戶計劃用水,節約獲獎,浪費受罰等節水措施因缺乏正確的依據。而據有關部門對我國10個城市1432只在裝水表拆回校驗,符合±4%要求的,占60.9%,偏快的占33.4%,偏慢的占5.7%[5]。因此,為了建筑節水工作的廣泛開展,在"規范"中必須明確水表的質量要求,以保證水量計量的正確,增強用戶節水的積極性,建議在規范3.4.1條中增加水表的質量也需要符合現行產品標準要求。
建筑節水是全社會進行節能減排的重要環節,節水的源頭在于培養全社會的節水意識與習慣,每個人從我做起,從一件件小事做起,不斷提高自己的素質和修養,提高整個社會的文明程度。從技術角度出發,個人的節水行為、再生水的回用等措施都立足于“顯性”的水量節約,而減少“隱形水量”的浪費則是而作為給排水的設計工作者需要立足考慮的問題。“隱形水量”的浪費主要形式如超壓出流與管網漏水,是可以通過加大設計規范的管理力度來實現的,《建筑給水排水設計規范》作為建筑給排水設計的母規范,應該起帶頭作用,以節水為出發點嚴格要求,帶領全社會共同建設節約型社會。
[1]付婉霞,劉劍瓊,王玉明.建筑給水系統超壓出流現狀及防治對策[J].給水排水,2002,28(10):48-51.
[2]王海,李震濤,魏婷,等.重慶大學學生宿舍減壓節水效果分析研究[J].給水排水,2010,36:311-313.
[3]于春華.關于建筑給排水設計中的節水技術研究[J].民營科技,2010,5:203.
[4]劉淑杰,譚文娟,矯崢峰.關淺析供水管網漏水成因[J].水利科技,2010,68:195.
[5]曾雪華,吳俊奇.對修訂“建筑給水排水設計規范”的思考[J].機械給排水,2001,26-28.
[6]GB50015-2003,建筑給水排水設計規范[S].