淺談節水技術在建筑給排水設計中的應用

文／沈雯 青海省建筑勘察設計研究院股份有限公司 青海西寧 810001

引言：

隨著社會的不斷發展，我國建筑行業獲得了極大的發展空間，尤其是建筑在排水設計上的發展，得到了越來越多人的重視，因此，在排水方面的設計和施工技術方面有了更深入的探討與研究。在建筑行業中，給水排水是建筑工程設計與施工中重要的組成部分，對于建筑工程而言，做好排水設施就是為整個建筑提供技術安全保障，保證施工過程中有更良好的基礎保護。將建筑工程中的給水排水工程不斷優化升級，是進一步提高建筑工程質量與設計水平的必要工作，同樣也是對我國未來整個建筑行業發展起到重要影響的一步，排水工程的發展和建筑行業的發展有一定聯系。

1、建筑工程的給排水系統及其重要意義

建筑業在社會經濟中發揮著重要作用，對實現經濟發展和改善生活質量有著重大影響。經濟發展促進了建筑行業的提升，在建筑工程中，給排水作為非常重要的施工部分，有其施工技術和設計的復雜性。如設計和施工過程不科學，直接會影響建筑的使用，供水系統在保障大樓日常運營中必不可少，如不能及時提供飲用水，居民將難以維持基本生活。隨著城鎮化快速發展，供水網絡越來越復雜，供水管路的規劃和施工面臨巨大壓力。就目前而言，供水主要分為兩種，即低壓直供和高壓供水，在建筑工程中的供水中，對高層供水的施工和布置要求更高，對于排水系統，它主要承擔著居民日常廢水、雨水和冷凝水排放，而高層的排水有其自身特點，在排水管道中存在大量空氣、廢水形成兩相流，并對管道產生壓力。除產生重力影響外，在排放的污水中還會撞擊管壁。同時立管排長度會隨著高度的增加，水流的重力作用也會逐漸增加，排水管會出現氣壓波動，導致被雜物堵塞，影響正常排水，如排水管出現故障，惡臭氣味則會回到居住空間，對人們健康和居家環境產生影響。同時，全球水資源短缺問題也威脅著全社會的發展，并引發環境問題，所以在建筑工程中，科學應用節能節水技術與給排水結合，能解決水資源浪費現象，提高資源利用率，同時也為經濟發展創造條件。現階段全世界都在走可持續發展道路，建筑業必然向著集約化和節能化的方向發展，在城市建設中，節能節水技術順應了社會發展趨勢，同時也有助于精神和環境文明的發展。在各行業積極貫徹環保發展理念的同時，建筑企業也在推動節能節水技術應用，合理利用節能節水技術，符合實現環境保護和節能減排的目標，建設優質、健康的生活環境，也是社會文明的體現。隨著生活水平的提高，社會對環境的要求也在發生轉變，作為人類賴以生存的物質基礎，水資源是不可再生資源，所以在建設工程項目中，采用先進的節能節水技術，才能實現提高水資源利用率，促進社會生活持續穩定發展的目標。

2、建筑給排水設計中的問題

2.1 熱水干管循環

針對熱水干管循環來講，其主要表現癥狀就是在實際應用給排水系統的過程當中，用戶會將配水裝置打開，但是其中水溫卻未能夠跟隨相關操作實現快速升溫，人們所使用到的熱水量，僅僅只是后期輸送來的一小部分溫度達標的水。但是前期溫度較低水卻被肆意排走，換言之無效水流比較大，導致嚴重水資源浪費。初步估計，基本上每月造成水量浪費10 噸以上，所以需要高度重視無效水流的問題，提高水資源利用效率。因此，第一，傳統無循環系統的基礎上，添加熱水回水管，確保管道內滯留的冷水回流到儲水池，加熱后二次循環再用。第二，注重立管循環方式或支管循環方式的合理利用，實現熱水系統的高效利用。從應用效果來看，這種熱水循環設計成本增加不大，能減少運行過程中能量損耗，性能突出。

2.2 各專業間的配合度較低

對于排水設計而言，每個部門和工作人員之間都要有一定的配合，如果每個人都無法配合相應的工作安排，就會影響到施工的進度以及整個施工的質量安全。作為施工團體，每個部門和工作人員都是其中的一份子，只有真正的做到相互配合才能夠設計出更好的方案，確保整個施工建筑能夠認真落實，同樣我們也需要理解和配合其他工作安排，讓每位工作人員都落實到位，確保每個崗位上都有自己的職責。建筑工程所涉及到的部門也比較多，各個部門之間的配合度同樣也會影響到排水設計以及建筑工程施工的進度，每個部門的專業程度同樣也是會影響到整個工程的發展，因此，各部門之間的專業能力配合度，都要有更高的要求和標準。在給排水施工方案進行設計時，需要各專業之間的配合，這些專業需要相互配合才能夠設計出合理、科學、有效的施工方案。由于各個專業之間的配合度較低，沒有及時準確的傳達彼此的想法，就難以實現有效的配合，這也是在現實中經常出現的情況，所以，導致建筑工程的給排水施工方案不能更好的實現優化升級，從而影響整個建筑工程的發展。

2.3 設計不能與時俱進

在施工之前就要形成一定的設計方案，在設計過程中既要結合建筑物的實際情況，又要保證在設計方面有一定的創新，才能夠為整個排水系統提供更強有力的保障性質，為我國今后在辦學系統上提供更有價值的參考依據。然而實際的情況是，目前的排水設計更多的是采用傳統的技術工藝和施工方法，因此，在創新方面還有待提高，除此之外我國在排水設計上的人才培養不夠，很容易造成設計不合理不完善的情況。在建筑施工過程中，對于設計方面需要有更強大的創新，確保在設計領域上有更強的專業度，適應時代發展。只有在設計過程中對專業領域有更好的研究，才能夠保證設計更加專業。由于當今社會正在不斷發展，許多技術得到創新，新材料也不斷涌現在市場中，這就使得市場對材料的需求大大增加。但設計人員在設計時，不能夠充分考慮到市面上的最新材料及當前科技的最新技術，對于材料和技術上的發展還不夠認真嚴謹，同樣也會影響到排水設計，不能夠及時的運用新技術和新材料對建筑工程中的給排水施工方案進行設計，從而不能做到真正的與時俱進。

3、節水技術在建筑給排水設計中的應用

3.1 優化熱水系統節能設計

在當前，辦公樓、旅館、居家建筑以及大型醫院和飯店等處都會應用熱水系統。其中，熱水系統對于建筑項目將會做出突出貢獻，但是，在實際應用熱水系統的過程當中還是普遍存在著嚴重的水資源浪費現象。鑒于此，需要優化和改良熱水系統設計工作，具體改善措施包括下列幾點：第一，要求對于熱水循環系統實現合理及科學設計，系統內部添加必要的熱水回水管，促使管道內部所滯留冷水可以逐步被回流至儲水池內，同時在儲水池可以實現二次加熱，實現循環化的利用。第二，從整體應用效果進行分析，熱水循環設計整個成本增加不大，但是能夠促使能量損耗得到顯著的減少，性能較為突出。第三，要求深入分析和研究建筑性質，并且也需要充分應用儲熱設備以及加熱設備，滿足廣大人民群眾的應用需要。

3.2 采用優選的閥門及管材

目前我國許多建筑單位在進行給排水工程設計與施工時會采用鍍鋅鋼管，這種材料購買成本較低，有利于節約工程建設成本，但長時間使用這種材料容易出現腐蝕或斷裂現象，會污染水源。鍍鋅管接頭處還容易生銹，可能會引發水管滲水問題。而在建筑給排水設計中合理使用新型復合材料可以避免上述問題的發生，例如，不銹鋼管、PE 管、鋁塑復合管等，具有良好的防腐蝕性。另外，在建筑給排水設計中，如何處理高層給排水水壓是現階段給排水設計的一個難題。例如水源采用增加水壓的運輸方式，在實際運輸過程中則會產生相應的噪聲，那么在給排水設計中就需要應用螺旋消聲管，可以有效消除或降低噪聲，減少噪聲污染。進行建筑給排水設計，要科學選用閥門及管材，提升建筑給排水工程質量。

3.3 開發利用中水，減少自來水供應設備運行時長

綠色建筑給排水節能設計應秉持“開源節流”的基本思想，除了降低建筑給排水系統中各類設備的直接能耗水平外，還可轉換思路，通過節約用水來降低給水系統的運行時長，從而達到節能控制的目標。在這一方面，開發利用中水的效果最為突出，在現代化的建筑設計中，中水回用已經成為不可缺失的一部分。（1）中水的水源。中水是建筑物空調系統冷卻水、生活污水以及雨水的合稱，將這些水資源經過適當的處理之后可用作建筑物周邊綠化、衛生間沖廁等。降低了對市政自來水的消耗，這一過程中可產生一定的節能效果。（2）雨水的回收利用。雨水是中水的重要組成部分，在建筑設計中需設計專門的雨水回收裝置，圖1是一種典型的雨水回收利用設計方案，借助建筑物上設計的屋面排水管將雨水收集到截污掛籃，過濾掉較大的垃圾異物，然后再通過氣流過濾裝置和雨水過濾器進一步過濾沉淀，雨水進入水池之后經提升泵加壓用于綠化及沖廁等。這一過程水路程較短，實現了就近利用，無需遠距離輸送，其節能效果突出。（3）生活污水及廢水的回收利用。由于生活污水及廢水中含有較多難以直接處理的污物，因而需經過專門的中水處理站實現凈化，而中水處理站的選址問題將直接關系到后期使用的能耗水平，對于建筑群，中水處理站選址要考慮到各個用水區的分布，因為輸水過程中勢必會消耗電力能源，合理布置中水處理站可降低整體能耗。原則上應將中水處理站布置在所收集污廢水建筑群與中水回用點便于連接的地中水的供水方式主要包括余壓供水系統、水泵＋水箱供水系統等。同樣的，中水設備設置在靠近建筑群的位置上，其輸水過程的能耗相對于市政水更低，可起到良好的節能效果。

3.4 合理控制水壓

在進行建筑給排水系統的設計工作時，設計工作者應當依據施工方案中提出的具體要求來對給排水系統內的壓力進行科學的控制，通過這種方式來確保系統能夠正常運行，防止在將其投入使用時發生沖壓出流的問題。首先，設計工作者應當事先深入至施工現場，通過全面的實地考察來了解施工環境中的各種具體條件，并依靠整合多方資料的方式來求出給排水系統需要承擔的供水壓力，從而對其設計方案進行改良。其次，設計工作者應當依據節能減排的具體原則，使用科學的減壓手段來講水壓控制在一定的范疇之內。最后，應當為給排水系統設置減壓閥門，確保管道中的水流量能夠滿足建筑使用的實際需要。對于目前我國的建筑項目而言。給排水系統中最為常見的一項問題便是管道滲漏，這也和給排水系統施工過程中使用的技術與材料存在密切的關聯性。為此設計工作者應當事先和施工方取得共識，妥善完成技術交底，對給排水系統設計方案進行細致的研究，從而查找出其中存在的問題，確保所有可能引發管道滲漏問題的因素都能夠得到排除。

3.5 注重中水回用

中水回用是將污水處理到一定標準而直接回用到日常生活中，實現水資源循環利用，符合我國社會環保節能發展要求。中水主要包括生活污水廢水、雨水等。其中雨水利用就是采用相應的物理、化學或者生物技術對已收集雨水進行加工處理，使其達到標準水質要求后用于路面灑水、草坪灌溉以及廁所沖洗清理，以減少城市自來水資源的使用與浪費。針對建筑給排水設計中的雨水利用情況，一般屋面雨水通過輸水管進入地下雨水沉砂池進行沉淀并轉入蓄水池，接著通過水泵流入雜用水蓄水池，最后利用氯消毒劑對雨水消毒并送至中水管道系統。通常在雨水收集過程中，不收集降雨前2min 的雨水，以此降低酸雨或降塵造成的水污染風險。需要注意的是，要嚴格按照中水回用要求進行雨水處理，保證雨水處理質量達標。經過深度處理的雨水還可以用作飲用水。此外，按照雨水的回用處理方法，對生活污水或廢水進行回收再利用，可全面提高水資源利用率。

3.6 規范超壓出流控制

在建筑給排水系統當中超壓出流問題值得高度重視，一方面，管道內部水量缺乏均勻性分布容易產生超壓出流的現象。另一方面，用戶用水需求上得到滿足，過量水源基本上都會在管道內實現大量聚集，將勢必會直接影響到排水設備穩定運行。從用戶的角度上進行分析，超壓出流會讓用戶水流分配質量大幅度的降低，實際應用效率較為低下，還存在著明顯水資源浪費的不良現象。實踐的過程當中，要求工作人員能夠對于超壓出流問題進行嚴格的控制，切實保障建筑工程項目給排水節能設計具備高效性和合理性。對于給排水設計人員而言，也需要對于供水壓力以及減壓裝置安裝等方面進行控制。一般來講，在限定供水壓力的過程當中，要求給排水設計工作人員對于城市給水管網水壓進行調查，同時要對于市政給水管網進行科學利用。另外，對于建筑工程項目來講，工作人員需要合理以及科學應用分壓分區的供水，避免在用水高峰期之內出現大水量以及大面積用水需求。此外，還應當要求對于供水壓力進行控制，要切實保障供水壓力可以控制在0.2MPa 以下，保障建筑工程項目在給排水過程當中具備穩定的水壓，同時也讓水源應用更加具有節能性和高效性。此外要安裝相關減壓裝置，通過減壓裝置對于供水壓力以及供水流量實現科學合理的控制。傳統建筑工程項目當中，若是一部分的給排水系統凈水壓力超過了0.35MPa，因此，對于這樣的配水橫管，要求工作人員能夠合理及科學使用減壓裝置，目前比較常用兩種減壓裝置是減壓閥以及減壓孔板。

3.7 合理利用清潔能源

大力開發清潔能源利用是建筑給排水設計發展的主要方面，地熱能、風能和太陽能是最普遍的，也是人們生產生活中常接觸的清潔能源，將這些清潔能源有效融于建筑給排水設計中，能夠降低煤炭等傳統能源利用率，減少傳統能源產生的環境污染，促自然環境持續健康。相關調查數據顯示，當前太陽能資源在建筑給排水設計中利用率相對較高，以太陽能資源為基礎設計太陽能熱水器系統，該系統不僅可以用于水資源的加熱，還能降低電力損耗，有效節約水資源，加大對自然環境的保護，實現社會經濟與自然環境可持續發展。太陽能熱水器系統由集熱箱、儲水箱、循環管等組成，具有成本低、效率高、適用范圍較廣等特點，一般分為平板型和真空管型。單幢多幢建筑可以合用太陽能熱水器，設置熱水箱，將其作為戶內熱水器預熱水源。

結語：

社會穩定、健康、有序的發展離不開能源和水資源的有效利用，而新型節水節能技術在給水排水中具有許多獨特的優勢，它在節約資源和能源的同時，形成比較完整的循環系統。設計人員還應不斷改進和創新節水節能技術，全面提高自己的施工水平和業務素養，深入分析和探討節水節能工作，設計更科學、合理的節水節能方案。綠色建筑的發展前景十分廣闊，節水節能的重要性與綠色建筑的發展進程密切相關，因此，必須采取正確的節水節能技術，實施高效節水節能措施，提高資源回收利用率，減少能源消耗，保護生態環境，創造可持續發展，促進建筑工業向綠色環保方向發展，最終為人們創造一個更加舒適、安心的生活環境。