探討建筑給排水設計節能減排策略

張睿智

（中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013）

1 引言

近些年，我國城鎮化建設腳步不斷加速，城市人口數量呈現出不斷增長的趨勢，城市居民生產生活用水量明顯增加。但事實上，我國各地城市環境并不樂觀，水源污染問題十分嚴重，這不僅顯著增加了城市污水處理壓力，也降低了水資源的利用效率。各級政府高度重視環境污染問題，認識到改善環境的必要性與迫切性，高度重視建筑節能減排設計及建設情況。從某種程度上講，節能減排是一項難度系數很大的工程項目，不僅要做好日常宣傳管理、相關法律與規定的完善工作，還要運用先進技術加強節水控制，以使我國建筑節水工程獲得更好的發展。

2 建筑給排水設計中實現節能減排的必要性

將節能減排理念融合至建筑給排水設計實踐中，有益于改善當前我國人口基數龐大、水資源地域分布不均衡的用水現狀。具體而言，給排水節能減排設計的重要性主要體現在如下幾個方面：

1）推廣及運用節能減排理念對社會健康長久發展能起到一定的促進作用。水資源是社會經濟發展的必要條件之一，但是現實生活及生產中水資源過度浪費的問題比比皆是，長此以往會對社會經濟發展形成制約。故而，建筑領域應主動強化節能環保意識，完善給排水設計方案，減少不必要的水資源浪費問題。

2）節能減排理念有益于提高人們生活水平。人們生活質量的提高不僅體現在滿足物質生活需求方面，也體現在精神需求方面。在倡導全面環保的社會背景下，人們自覺強化環保意識，落實節能減排理念，可以更好地改善環境質量，保證人們的身心健康。

3）節能減排理念有益于保護社會環境。在建筑給排水施工實踐中合理運用節能減排技術可以節省水資源，還能有效處理部分排放物，進而使城市生態環境質量得到更有力的保障。

3 建筑給排水設計現狀以及存在的問題

由于管道接口施工工藝不符合標準要求引起的滲漏問題是當前建筑給排水設計中最常見的情況，還存在由于水龍頭自身存在質量缺陷而時常出現關水不嚴的現象。如果以上狀況長時間不被解除，勢必會導致大量的水資源浪費，增加排水系統后期運維管理費用。引起以上現象的原因主要有[1]：

1）沒有按照設計要求合理選用管材；

2）參建方為縮短工期，盡早交工，省略了部分施工流程；

3）沒有重視廢水的回收利用，特別是居民生活廢水、雨水的再循環回收利用效率低，直接造成一些可循環利用的水資源流失。排水系統設計不夠合理直接影響建筑內廢水利用效率，一方面增加了市政污水管網的運行壓力，另一方面也不利于環保型社會的建設與發展。

4 基于節能減排的建筑給排水設計策略

4.1 優化設計管道布置

滲漏被公認為是造成給排水系統內水資源浪費的“罪魁禍首”，可以采用科學選擇管材、管件的方式解決以上問題，有針對性地優化管道布置方案，從根本上提升整個給排水系統施工的科學性。在具體設計前，要指派技術人員深入調查給排水施工現場的實際情況，明確項目所在地的水文與土質情況，掌握建筑項目的實際建設情況，確保管道、管件布設的合理性，配合適宜的方法延長管材、管件的使用壽命。具體可以嘗試采用如下辦法[2]：

1）嚴格篩選管材、管件的質量與型號，確保其符合給排水系統設計壓力及水量要求，只有這樣管道才能取得良好的使用效果；

2）根據本地自然環境特征，為給排水管道增設保溫、防腐等有關措施，借此方式確保管道使用安全，延長使用壽命；

3）認真研究分析管道接口的處理工藝，結合給排水系統功能要求等做出改進，有纏繞防水膠帶或需涂裝密封材料需求的位置要重點標注，防止其后期使用時出現滲漏問題。

4.2 選用節水型衛生器具

為了節省更多的水資源，并提升水資源利用率，需要合理選用衛生器。實踐表明，傳統衛生器具應用過程中會產生嚴重的水資源浪費問題，故而急需對衛生器具進行更新換代，在經濟條件允許時盡量選擇節水效果較好的衛生器具，利用其減少水資源的損耗量。選用節水型水龍頭。當前水龍頭是各家各戶的必備生活用品，但是目前節水龍頭生產存在著質量把關不嚴、檔次有待提高等實際問題。研發節水型水龍頭設計方案，提升產品質量是節能節水的重要舉措之一。設計者及相關部門要積極向各建設單位推薦應用高檔、質量優良的水龍頭產品。

針對公共場所的衛生間，不建議應用無控式花管長流水的小便槽，建議運用感應式水嘴、自閉式沖水閥。這種非接觸式設計不僅干凈衛生，還能取得良好的節能節水效果。

4.3 科學選用二次供水設備

在科學技術日新月異的時代背景下，我國變頻高速供水已發展至變頻恒壓及變壓變量供水模式，在科學分析設備運轉性能及節約特征的基礎上，結合建筑使用功能要求，選用適宜的二次供水裝置，通常會取得令人滿意的節能成效。變頻高速供水設備的工作原理相對簡單，主要采用變頻器調整電機的供電頻率，通過調整用水量的大小便能順利實現水泵的循環軟啟動與無級調速。變頻恒壓供水系統用在市政水量不夠的情況下能取得較好效果，用戶需自設水箱時運用，該系統最大的特點是能儲備一些水源，當市政停水時短期能正常供水，較好地應對市政管網水壓水量改變帶來的影響[3]。變壓變量供水模式多用在市政水量充足時，準許用戶直接由市政管網上吸水運用，有效疊加市政水壓和泵組水壓的疊加，進而取得更加理想的節能效果，但若出現市政管網停水的情況，整個建筑便會立即沒有水源供應，應對市政管網沖擊力相對較薄弱。

4.4 優化熱水循環系統方案

為規避傳統熱水循環系統運行過程中的“死水區”現象，設計人員要按照水力學有關理論計算出給水系統各個位置的運行參數，技術條件允許時還可以嘗試運用三維建模技術直觀地呈現熱水循環系統。利用建筑信息模型（BIM）技術不僅能快速、精準地構建建筑給排水系統模型，還能仿真模擬現場施工過程。故而，設計人員可以運用BIM技術完善熱水循環系統的設計方案，模擬系統工作狀態，由此掌握“死水區”的具體位置。此外，為確保建筑熱水長時間處于良好的循環狀態，技術人員要認真執行循環水泵的選型工作，確保水泵的流量以及揚程均符合給排水系統的現實設計需求。

4.5 完善水資源循環利用設計

具體設計實踐中，要適度提升水資源循環利用裝置的安裝比例，借此方式提升整個給排水系統的節水效果，實現對水資源的有效保護。可以嘗試在建筑內部開展污水廢水分流設計工作，收集水質好、水量大的淋浴等洗浴廢水，并將其統一排放到廢水回用系統內，經過處理后的水資源可以被用在沖廁、綠化、道路澆灑等領域，能明顯減少自來水的耗用量。也要積極做好雨水回收系統的設計工作，進而提升屋頂、地面等雨水資源的收集利用效率，比如，屋頂綠化或局部地面運用透水鋪裝等方法能夠就地回收利用雨水，處理后的雨水資源也可以作為景觀用水。

4.6 科學設計消防給水系統

眾所周知，生活給水與消防給水系統對水壓的要求存在著明顯差異，生活給水系統靜水壓力通常是300～400 kPa，消防給水壓力約為800 kPa[4]。鑒于以上情況，建筑給排水設計人員應單獨布設消防給水系統，合理設定給水系統縱向分區壓力值，進而減少水電資源的浪費，并且要單獨設置消防貯水池，管理人員要定時更換貯水池內的存水。

4.7 科學布置減壓閥

優選高質量產品。減壓閥是給水系統內的核心元件，若其使用過程中突發故障問題，會給整個建筑的供水帶來不良影響，一方面會增加水能、電能的耗損量，另一方面也會生成較大的噪聲，縮短配水器具的使用壽命。針對分區減壓閥，應嚴禁串聯配置，否則會失去節能意義。結合既有規范的要求，要在一定范疇內調整減壓比，比例式減壓閥的減壓比不可高于4。若減壓比過大，則提示閥前壓力偏高，能耗大，可能會顯著增加部分元器件的發熱量。面對以上情況，可以增設供水泵組，適度減小單個泵組的供水面積。按照規范選用性價比適宜的減壓閥，配套設施周邊不可以安裝旁通閥。

4.8 積極防控二次供水污染問題

新時期下，國內很多建筑企業為確保整個建筑物的供水水壓符合相關規范標準，在給排水設計實踐中嘗試添加了二次供水設計方案，具體是在給排水系統內布設儲水及供水設備，但事實上這些設備運行過程中很容易帶來水資源污染問題。那么在設計建筑給排水系統施工方案時，相關人員要全面分析各種影響因素，在不影響系統運行效率的基礎上，盡可能減少系統的儲水環節[5]。因為自來水水質很容易腐蝕給排水系統的金屬管道，導致自來水內氯離子、溶解性固體和礦物質元素不斷減少，細菌數量不斷增加。故而，在給排水系統設計實踐中，應選用不銹鋼管、鋁塑管、聚丙烯管等新型合成材質管道，不可使用鍍鋅鋼管，盡可能減輕給排水管道對水資源造成的污染。現代建筑工程內配置的水箱基本是用混凝土材料澆筑而成的，混凝土表層易滋生青苔、微生物以及細菌等，且鋼筋混凝土材料長期使用后易銹蝕，嚴重污染水資源。為規避以上情況，給排水系統設計工作中，可以嘗試運用玻璃鋼或不銹鋼材質的鋼板水箱，并在水箱內布置單層內襯，嚴格按照規范做好水箱的密封工作。也要結合建筑實體的用水量及相關標準確定水箱的規格，定期清洗、消毒水箱，使建筑供水水質更符合相關要求。

5 結語

建筑給排水系統設計情況和廣大用戶的自身權益相關聯，在倡導發展綠色經濟的時代中，設計者應積極將節能減排理念滲透到給排水設計工作中，加大新技術、新工藝等研究及應用力度，盡早消除傳統給排水設計中存在的不足，全面提升系統的設計質量，優化整個建筑的建設效果，創造更理想的工程效益。