節能減排理念下建筑給排水設計分析

傅錦茵

（廣東博意建筑設計院有限公司，廣東佛山 528311）

0 引言

城市化發展進程下，隨著居民數量的增加，其用水量也在劇增，這對水源總量與用水質量產生了深遠的影響，同時也提高了環境污染治理的難度。現階段建筑施工已經普遍應用節能技術，在降低施工成本的同時，延長建筑使用壽命。將節能減排的發展理念與給排水設計相融合，有利于進一步提高水資源利用率，實現水資源的優化配置。

1 建筑給排水中節能減排設計的作用

水資源對于社會發展與人類生存有著無可替代的作用，在建筑給排水設計環節引入節能減排的可持續發展理念，這對改善國內人口數量眾多與水資源分布不均衡的情況有著現實意義。給排水部分的節能減排設計作用一般體現如下。

（1）節能減排理念的推廣有利于促進社會和諧發展，經濟的發展離不開水源的大力支持，但是工業生產與居民生活中經常會遇到水資源的浪費情況，所以有必要確立節能的環保理念，積極解決水資源的不必要浪費問題。

（2）貫徹并落實節能減排發展理念，有利于提升居民生活水平，提高其生活質量，在滿足人們物質生活需求的同時，豐富其精神世界，強化人們的節能減排意識，迎合時代發展需要。

（3）節能減排理念的應用有利于保護環境，使給排水施工可以節約水資源，維護周圍生態環境，促進城市化發展[1]。

2 基于節能減排理念下的建筑給排水設計

2.1 解決超壓出流問題，對給水管道節流減壓

一直以來，超壓出流都是引發水資源浪費的主要原因，建筑給排水設計的要點就是解決該問題。引發超壓出流的原因有很多，比如給水系統設計不合理，導致水資源輸送環節壓力較大而超出預期流量限制，給水資源利用帶來額外流出的浪費問題。對此，在建筑給排水設計環節，應明確以下要點。

（1）合理設置給水系統的供水壓力，按照高層建筑或普通建筑實際特點，利用市政管道水壓，以分區供水與合理分壓為基礎，防止大面積高壓供水，保證給水系統水壓穩定。將給水系統的供水壓力設置在0.2MPa之內，同時安裝減壓孔板或者節流塞等減壓裝置，實現對系統水壓的有效限制。

（2）對建筑給水管道采取節流減壓措施。為節約水資源，目前建筑給排水設計已經限制了給水管道壓力值，但也要按照用戶實際情況確定管道壓力值，如果用戶用水量超過最大壓力值，此時用戶家中將會遇到供水不足的情況。對此，應以用戶的實際用水量為參考，對污水集中處理，再將污水統一在一個管道內實施集中排放，減輕環境污染[2]。

2.2 改進熱水系統，推廣智能化節水設備

以原有熱水系統為基礎，對系統加以改造，比如新增循環設計，讓沒有加熱的水資源可以從回水管道再次流入儲水池，謹防水資源不必要浪費。靈活使用支管循環與立管循環等設計方式，按照用戶需求使用設計成本偏低的立管循環方式，及時回收水資源，并在熱水系統內安裝加熱與保溫裝置，防止水溫下降之后造成水資源浪費[3]。

使用太陽能熱泵熱水系統，發揮太陽能清潔能源的優勢，將太陽能技術用于排水設計環節，充分利用太陽能熱泵的供熱性能，突出系統對太陽能可再生資源的吸收作用，使熱能在經過循環系統后被輸送到集熱水箱，實現熱水保溫功能。太陽照射時會產生輻射，當照度充足時可對太陽能集熱器內的熱水進行存儲，使其存儲于蓄水箱內，以此達到建筑熱水使用需求。沒有太陽的時候可啟動空氣源熱泵，兼顧建筑給排水的熱水供應。圖1為太陽能工作原理。

圖1 太陽能工作原理

應用智能化節水設備，現代化建筑給排水設計一般需要從配水裝置和用水裝置構成，為達到節能減排的設計效果，有必要推廣智能節水設備。一方面，合理配置水表，選用智能IC卡水表，對水量進行自動化記錄，確保水資源計量準確，防止出現超量用水的現象；另一方面，加強水量管理，合理利用節水器，比如在家中安裝節水坐便器與淋浴噴頭，謹防漏水與滴水現象發生。

2.3 循環利用雨水生活廢水，優化供水系統

2.3.1 循環利用生活廢水

以可循環利用水資源的理念為引導，在給排水設計時還應做好生活廢水的回收利用，如圖2所示。可以在排水設計環節安裝循環利用系統，對生活中的中水回收利用，使其用來廁所沖洗與道路清潔。安裝雨水收集系統，采集自然雨水，將其用來小區綠化灌溉，避免對清潔的水資源造成浪費[4]。

圖2 生活廢水回收利用

2.3.2 雨水回收利用

雨水作為水資源的部分，人們經常忽略這類水資源，充分利用雨水可以節約水資源，收集雨水后需要對其消毒滅菌處理，再將其投入在生活用水中。設計給排水系統時，在樓頂區域設計雨水收集池，隨后設置專門的管道用來將雨水引入沉淀池，雨水沉淀之后再將其集中處理，實現資源循環利用。循環利用雨水的時候應意識到下雨前的幾分鐘雨水不能利用，收集到的雨水應用來及時補充地下水或小區灌溉綠化。圖3為雨水回收系統。

圖3 雨水回收系統

為強化建筑給排水設計的節水效果，結合項目實際特征，在小區內設置多個雨水回用處理裝置，負責采集屋面與室外的雨水，再將雨水進行統一消毒處理后，將這部分水資源用于小區綠化灌溉、道路清洗。以實際項目為例，某項目的總用地面積有80296.70m2，其中屋面面積有20074.00m2，屋面種植面積有160259.20m2，綠地面積有20074m2，室外道路面積和地庫面積分別為40148m2和7438m2，表1記錄了園區內各項設施的日用水與年用水量的大致情況[5]。

表1 各項日用水量與年用水量統計

項目內雨水收集區域和蓄水池的位置已經確定，蓄水池可收集510m3的水，位置與市政接口十分接近，方便溢流處理。表2為該區域年均水量的平衡計算結果，經研究發現雨水收集系統運行下的總收集量可以達到室外綠化灌溉與道路清洗的要求，水量可以保持平衡。

表2 年均水量平衡計算結果

創建專門的雨水回用系統，采取PLC控制模式，實現系統的自動控制，控制柜應具備設備監控與故障預警兩方面功能。對于清水池采取內液自動控制方式，水位在較低的時候，控制柜內將會顯示詳細信息，此時回用水泵將會停止向設備供水，隨后又對其補水；處于中水位的時候，雨水提升泵將會對設備供水；高液位狀態下，雨水向清水池供水的同時也會將補水閥及時關閉，如果內液位置偏高，控制柜將會發出警報。

2.3.3 對管材與閥門嚴格控制

無論是管材，還是閥門，這些都是給排水系統設計的重要材料，一旦材料質量不達標，后期管材與閥門在使用時都會遇到滲漏污染的問題，從而造成水資源浪費。如圖4所示，需按照排水系統的分類情況進行系統優化設計，加強對材料質量的科學控制，優選耐用性材料，特別是在高層建筑中管道豎向距離比較長，選擇管材的時候必須關注管道間的銜接性與管材的抗腐蝕特性，比如使用HDPE塑鋼管，憑借管材較高的強度，突出管材的排水優勢。排水管道設計環節，應充分意識到排水管道旨在排放生活污染，管道設置的是否合理，這將直接影響人們的生活。排水立管應設置在污水聚集的區域，方便污水在最短時間內成功排除，由于排水時會有噪音出現，因此管道設置還應規避居民臥室部分，可以在外墻周圍埋藏管道，立管之間應在間隔10m的區域設置檢查口。

圖4 建筑排水系統分類

2.4 合理設計用水定額，加強水泵參數設置

為更好達到節能減排效果，應盡可能的提高水資源利用率，對用水定額展開優化設計，比如選擇直接供水或分區供水的方式，將管道與市政管網相連接，保證各個區域管道給水壓力的平衡。將水泵安裝在不同的供水區，實現管道并聯，降低減壓閥的壓力，以此實現對管道給水壓力的合理控制。

在設計建筑給排水系統時，可以采用變速水泵控制水資源，突出裝置的節能效果。采用自動化方法控制水泵，調整其流量與能量，將自動控制系統和給水設備連在一起，比如在給水設備上安裝溫度感應器，或者在水龍頭位置安裝指示儀器，這類感知部件可以將收到的輸送信號傳遞給水泵，水泵再根據信息調整自身參數，以此達到節水減排的目的。

2.5 加強中水循環處理設計，優化屋頂水箱浮球閥

在建筑中水系統循環處理設計環節，將廢水與雨水經過處理后達到水質優化標準，以此實現水資源的回收再利用。充分利用中水，改善生態環境，在建筑給排水設計前提前為中水循環處理設施預留位置，再對生活廢水與雨水分類處理，定期檢驗生活廢水，一旦發現有毒有害物質，應立即將水源隔離，集中處理有害物質后才能將水資源排放至市政管網內。對于無毒的水源，應完成相應質檢工作，達到標準后進行凈化處理。

采用先進的技術完成建筑屋頂水箱浮球閥的優化設計，目前主要采用液壓式浮球閥或者流量控制閥，將這類新型閥門用于建筑給排水設計環節，有利于減少建筑用水量。此外，應根據周圍環境與現場施工條件，做好屋頂水箱浮球閥的優化設計，聯合新型衛生器具，提高設備的耐用性，強化裝置密封性。

3 結語

總而言之，城市化發展進程下，建筑規模不斷擴大，居民對于用水的需求日益增加。在給排水系統設計時應充分借鑒節能減排的發展理念，優化設計供水系統和熱水系統，做好生活污水的集中排放與雨水的回收利用，完善排水管道設計，以提高水資源利用率。