建筑給排水設計中綠色環保節能問題探討

文／陳娣 山東省城建設計院 山東濟南 250012

引言：

提高水資源利用率，緩解供水緊缺問題，應大力發展綠色建筑，在建筑給排水設計工作中，謹遵綠色環保節能理念，優化節能設計方案，以便于對用水量和污水排放量進行合理控制。據調查了解，在建筑給排水設計中采用綠色環保節能技術可以節約20%到30%的水資源。不可忽視的是，在綠色建筑給排水設計中，使用節能技術必然會支出一定的成本，因此，要對這些成本進行科學控制，確保綠色建筑節水設計的經濟性與環保性。

1、建筑給排水設計中綠色環保節能問題

（1）在21世紀，生產生活用水量持續增加，供水量不斷上升，加劇了供水矛盾。同時，國內廢水排放量也在驟增，生活廢水排放量更多。據調查統計，2020年的生活廢水排放量多達510億t，占總排放量的70%，比2019年增加了5%。同時，水污染問題也很嚴重，用水現狀從原來的水量型缺水轉變成了水質型缺水，主要原因是水質環保工作不到位。

（2）部分建筑排水管道設計并不合理，排水設施無法順利排放大量的污水，這樣就很容易導致污水外流和路面積水問題。在部分建筑排水管道設計中，污水排放管道和雨水排放管道被并列為一體，這樣很容易導致雨天排水不暢問題。

（3）部分城市建筑給排水系統依然急需健全和完善，在設計給排水管道的過程中，沒有選用節能環保材料，給排水系統整體功能須待優化。另外，當前部分建筑給排水管理系統信息化建設還須待加強，在很大程度上導致供水與排水效率低下，無法及時實現信息交流與溝通。

2、如何做好建筑給排水節能設計工作

2.1 謹遵綠色建筑環保節水評價標準

綠色節能建筑的最大特點是在建筑的各個環節都能夠體現其節能環保的觀念。在供水系統中，如何控制熱能的無效使用，降低水熱器、太陽能在加熱和散熱時消耗能源和熱源，需要結合用戶在水溫、水壓、用水量以及熱源供應效果等因素進行綜合考慮，選擇具備高效節能的加熱和貯熱設備。先進的節能設備是實現低碳節水的有效途徑。在熱水使用集中的綠色公共建筑中，需配備完善的熱水循環系統，并對系統進行有效的管理，避免熱源的消耗，降低因加熱降溫造成的高碳氣體排放，從而推動綠色建筑低碳節水技術的有效應用與發展。

全面做好建筑給排水節能設計工作，要謹遵綠色建筑環保節水評價標準，深度融合低碳理念和綠色環保節能原則，做好節能性給排水管道系統設計工作，不斷改善建筑節水技術配置，在維持國民正常用水的前提基礎上對水污染和水資源浪費問題進行嚴格地控制，適當降低耗水量，努力促進水資源循環利用效率的提高，對水資源進行綜合利用。同時，要從科學的角度充分確保供水安全質量，尤其是飲用水的質量，全面做好水生態保護工作。此外，要針對水資源的運用，制定合理的規劃方案，不斷完善建筑給排水系統功能，科學控制建筑節水用水定額標準。

在綠色建筑環保節水評價標準體系中，一共涉及到了以下8個基本標準：

（1）如果設計和安裝給排水管道的建筑屬于新建筑，而且正處于運營評價階段，在設計供水量時，應確保平均日用水量與當代綠色建筑節約用水的定額標準相符合。

（2）對于用水點的供水壓力，必須確保其不超過0.2MPa，這樣方能避免建筑供水系統出現超壓問題和出流問題。

（3）在建筑內部浴室給排水設計工作中，應科學采取節水技術方法，防治漏水問題。

（4）對于新建建筑，應結合建筑結構特征和綠色環保理念，選用最合適的節水器具，努力提升這些器具的節水效果。

（5）對于綠化節水灌溉工作，應合理設置相關設施，不斷提高灌溉設備的節水效果。

（6）針對空調系統的節水冷卻設備以及建筑地下車庫的沖洗設備，需要采取適宜的節水技術措施。

（7）如果建筑結構類型不同，給排水設計也各有差異，應根據建筑結構合理規劃給排水設計方案。

（8）充分利用非傳統水源，加強供水質量安全保障力度。

在安裝綠色建筑節水技術設備的過程中，應謹遵以下3個標準：

（9）做好保水安裝設置工作，嚴格檢查供水管網質量，以免出現漏損，適當提升雨水的滲透量。如果建筑所處區域降雨量大，中水卻偏少，就要針對雨水積蓄安裝相應的設備，科學采取中水利用方案。

（10）做好節水設計工作，選用合適的節水器具，一般來講，選用高效率節水器具效果更佳。對于小區內的綠化灌溉工作，理應安裝高效節水灌溉設備。

（11）提高水資源循環使用效率，做好水循環運用系統設置工作，促進水資源運用的良好循環。對于綠化灌溉、景觀清洗和沖廁等非飲用水運用，其用水應盡量選用雨水和中水，這樣有助于提高非傳統水源的訓練利用率。

健全綠色建筑環保節水評價標準體系，應注意做好節水技術項目管理工作，當代綠色建筑節水技術管理項目主要分為以下3個子項目：

（1）控制項。這一子項目內容主要是針對水資源循環使用方案的制定工作，對于不同類別的水資源，應科學采取綜合運用方案；改善建筑環保型給排水系統，給排水管道應符合節水標準要求，確保給排水系統的安全性、暢通性和節水性；做好建筑節水器具的安置工作。

（2）評分項。這一項目劃分細致，針對所含項目劃分了相應的等級，并按照標準要求予以評分，內容如下：

節水系統。基于建筑節水標準下，節水系統項目一共得分是35分，供水管網日用水量的總分是10分，控制管網漏損的分數是7分，節水設備減壓限流的分數是8分，分項計量的分數為6分，建筑浴室內部節水分數是4分。

節水器具和相關設備。這一項目的總分是35分，其中，衛生器具用水量總分為10分，小區內部綠化灌溉節水所占分數為10分，空調節水冷卻技術占10分，另外5分是其他用水設備節水效果。

非傳統水源運用效率。這一項目共計30分，非傳統水源的運用效率占15分，冷卻補水水源的總分是8分，小區景觀補水所用水源占7分。

（3）加分項。這一項目分數只有1分，指出建筑所安裝的衛生器具的用水效率都達到了國家針對當前衛生器具用水效率等級所制定的一級標準。

2.2 完善綠色建筑給排水系統節水技術體系

從基礎框架來看，綠色建筑給排水系統節水技術體系主要分為以下3層：

（1）建筑供水系統節水技術體系。這一層體系細分為3層：建筑給排水防管網漏損技術體系；給排水避免超壓出流技術體系；分項計量技術設計體系。

（2）節水器具與相關設備建設體系。該層次體系是有建筑室內節水器具與室外節水器具共同組成。

（3）非傳統水資源利用技術體系。這一體系為雨水存儲運用技術體系和中水回收利用技術體系。

構建完善的建筑給排水系統設計體系，優化建筑給排水系統，應科學分析具體施工條件、降水特征、雨洪管理需求和整個城市給排水設計環境等，準確的把握各項影響因素，在此基礎上制定詳細的設計方案，細化設計內容。要順應時代的發展特征，科學借助現代化信息技術、智能技術對建筑給排水設計方案進行評判和分析，努力設計經濟可行，節水效果良好、滿足雨洪管理標準和可持續發展要求的給排水系統。需要注意的是，信息數據是當代建筑給排水系統規劃設計的基礎條件，信息內容越完整，分析越透徹，則規劃設計就越合理、科學。因此，需要借助先進的信息化技術，對相關數據信息進行整合與分析，建立完善的信息數據庫，全面收集城市建筑給排水管網布局、區域降水、給排水系統完善、給排水系統效果及作用等相關信息，通過共享和利用這些數據信息為建筑給排水環保節能設計提供參考。

2.3 優化供水管網技術

做好建筑給排水設計工作，提高建筑節水效果，應重視優化供水管網技術，改善管網結構，科學選用符合綠色節能環保理念的新型管材。目前，在建筑供水管網安裝設計中，做常用的節能型管材有以下5種：

（1）聚氯乙烯管。

（2）銅管。

（3）高密度聚乙烯管。

（4）鋁塑復合管。

（5）不銹鋼管。

以上5種管材具有良好的密封效果，可避免出現水資源滲漏問題。在設計和安裝綠色建筑供水管網的過程中，施工技術人員應嚴格按照建筑給排水設計環保標準要求，根據建筑結構和所處環境選用合適的管材和管件，做好管道的涂襯作業，為管道安置完好的內襯軟管，做好套管設計作業，加強供水管網防腐力度。與此同時，在供水管網安裝施工過程中，應注意加強基礎處理，優化管道覆土保護方案，根據實際情況，對供水管網預埋深度進行合理控制，這樣可有效提高供水管網施工效果。在安裝閥門時，應盡量選用功能良好的蝶閥和軟密封閉閥，這樣可以對給水壓力進行合理控制，以免產生持續高壓或者出現壓力驟變問題。

需要給建筑供水管網安裝高靈敏度的計量水表，定期對供水管網進行檢測，認真查看是否存在滲透問題。實驗表明，建筑供水管網計量水表的靈敏度和它的始動流量關系密切。普通水表的始動流量在 6-8L/h之間，如果水表的等級較低，始動流量可能會高于 10L/h，當每小時的水流量累計大于10L，這一部分水量才會被納入計量。這樣很容易導致大量流失的自來水未被計量，如果水的滴漏速度是6L/h，每一個自來水用戶 在一天24h內就會滴漏將近150L的自來水，一年所滴漏的水量高達55t，這樣的水資源浪費問題不容忽視。如果安裝了高靈敏度計量水表，就可以確保始動流量達到 2L/h的標準，甚至更低。在綠色建筑小區安裝高靈敏度水表，能夠對每一戶自來水用戶的用水量進行精確監測，及時發現衛生間和廚房水龍頭的滴水、漏水、跑水和冒水問題，幫助廣大用戶及時維修和更換用水器具。

應重視全面做好供水管網水力模型更新工作，以便于精確統計水流量，減少水資源浪費。要注意對水量信息進行及時更新。在國內管網水力模型建模系統軟件應用中，更新節點流量屬于重難點，關系著模型的精度。模型中所顯示的水量信息體現了實際用水情況，確保水量信息更新工作的及時性和準確性方能發揮模型的作用，減少后期的模型校驗工作量。某城市對建筑供水管網水力模型進行更新后，建立了公司營業收費系統數據庫，并將該數據庫信息作為節點用水量的統計數據，根據相關節點區域所分配的需水量到各節點來決定用水量的地理分配結果。某市所配備的各類水表一共有119 萬余只，做好所有水表以及供水管網模型系統中的各節點的對應關系管理工作，必然要面對流程繁雜、工作量巨大的困難，所以只借助模型對用水量在50%左右的用戶實施精確定位，其他用水量會以區塊的形式被收入模型中。

在水力模型更新工作中，水量的更新內容包括4種:

（1）大用戶水量更新。目前，大用戶水量更新信息也包括更新所處地理位置的信息，在具體更新工作中，營收系統會根據用戶每年的用水量具體變化，在年末將全年售水量排名在前三千的用戶指定為重點用戶予以統一管理。前三千名用戶在全年總售水量中所占的比例在50%-60%，因而，每年會根據前三千名用戶的水量信息變化來實施精確定位，同時會對拆銷用戶信息進行刪除，完成更新工作后重新做好水量分配工作。

（2）非戶表數量更新。在整個營收水量中，非戶表水量是必不可缺的重要組合部分，其抄表線路處于固定狀態，所在區域時常會發生變化，無法對每一個水表進行精確定位，而是要結合非戶表線路的用水量所對應的區塊進行信息更新。在各區塊中，營收水量中在區塊中剔除了前三千名大用戶的水量信息。在每一年，營業處會對各非戶表的線路實施細微的調整，水力模型信息也必須結合營業處的抄表區域變化進行更新，科學調整模型中的抄表區塊，這樣可以為后期的各區塊水量分配工作提供便利。

（3）戶表數量更新。目前，所有戶表水量通常處于較為固定的區域，不會進行調整，某市將建筑小區戶表的抄表周期設定為2-3個月進行一次抄表統計，在更新模型水量信息時，會平均計算營業處半年的抄表數據，根據計算結果來判斷各區域用水量，用比流量的方式將信息平均分配到各個節點上。

（4）漏損水量更新。據調查統計，建筑小區漏失水量比例均在12%以上，漏損水量問題不容小覷。確保水力模型的精度，則需要在相繼完成大用戶水量、非戶表水量和戶表水量信息更新工作后，合理分配漏損水量。一般情況下，是將各營銷所的大用戶、非戶表以及戶表水量的總和所占總水量的比例與總漏損水量相乘，以此計算各營銷所的區塊漏損水量，用比流量的方式將其平均分配到各營銷所的所有節點上。更新校驗數據工作是在重新分配模型中的水量后，實施數據計算，對比分析模型計算值、實測壓力與具體流量數據。為確保校驗數據的精確性，某檢驗工作人員在原來的在線壓力點之外增設57個臨時測壓點，準確收集了12個分區的流量計數據。據調查了解，在更新校驗數據過程中，需要通過模型中的 SCADA 系統實施連接，然后把更新好的壓力點用人工轉換成軟件所需的文件格式，再導入到模型軟件中。模型校驗工作主要通過對比分析模擬結果和實測結果，對模型中的參數進行科學調整，確保模擬值能夠在一定運行條件下和現場的實測值相吻合。在供水管網設計安裝過程中，必須努力控制水壓點的誤差，通過調整水流量與壓力來減少損失，降低誤差。

2.4 做好建筑節水用具的選用工作

優化建筑給排水設計綠色環保節能效果，理應按照低碳理念和節水技術標準，精選節水器具，這樣可減少水資源浪費問題，合理控制水流量與用水量，實現節水目標，提高水資源循環利用效率。在給建筑衛生間和廚房選用節水用具的過程中，應注意挑選密封性良好，具有耐久性特征的器具，這樣可避免后期應用過程中出現滴水、滲水、漏水、冒水與泡水問題。在設計建筑節水用具時，應對無用的耗水量予以合理控制，嚴格按照《節水型生活用水器具》和《節水型產品通用技術條件》，科學設計和安裝建筑室內節水器與室外節水器。當代建筑內部所安裝的節水用具，主要分為3種類型：（1）節水型水龍頭；（2）節水淋浴器；（3）節水型便器。

據調查了解，國內應用頻率最高的節水型水龍頭是陶瓷閥芯水龍頭，和普通水龍頭相比，陶瓷閥芯水龍頭可節約30%到50%的自來水。但這種水龍頭的技術并非最先進，節水效率也不是最高。節水效果更為良好的水龍頭有以下5種類型：

（1）節水噴頭。

（2）自動感應式節水水龍頭。

（3）加氣節水龍頭。

（4）充氣龍頭。

（5）延時自閉節水水龍。

在當代建筑浴室內，常安裝的節水淋浴器有2種：（1）定量停止水栓淋浴器，（2）冷熱水混合栓式淋浴器。這兩種淋浴器具備自動調節水溫與水量的功能，可減少冷水的浪費，確保水溫參數處于恒定值以內，水溫也更舒適。

2.5 改善建筑小區雨水利用技術

當前建筑小區內部雨水利用技術主要分為以下3種類型：

（1）雨水截流控制技術。這種技術能合理控制雨水的源頭，對大量的雨水進行截流，實現雨水的存儲積蓄，便于后期提高雨水運用效率，降低雨水污染和雨水處理成本。

（2）雨水徑流污染控制技術。這種技術在應用過程中，主要是針對雨水徑流的方向實施科學有效的延緩控污處理，處理方法以改造地形為主，這樣可以存儲一部分雨水，同時，對局部雨水儲存的污染系數進行合理控制，使雨水徑流的路線得以適當的延長。

（3）雨水生態凈化技術。這種技術方法緊密融合了生態環保理念和節能理念，一般是運用建筑小區內部的綠色景觀來設置小規模的雨水存儲區域，運用生態處理技術對雨水中的污染物進行凈化和控制，這樣可以節省一部分雨水收集成本、處理成本和運輸成本。

2.6 提高中水回用技術

中水屬于再生水，其水質介于飲用水和污水的標準之間，被稱為“中水”。中水通常不能直接飲用，也不完全等同于污水。一般情況下，給水上水和排水下水之間可以使用的水資源均屬于中水。提高建筑小區中水回用技術，應做好中水系統構建工作，及時回收和運用中水，這樣可以節約30%到40%的用水量。

結語：

綜上所述，全面做好建筑給排水節能設計工作，要謹遵綠色建筑環保節水評價標準，深度融合低碳理念和綠色環保節能原則，做好節能性給排水管道系統設計工作。同時，要健全建筑節水技術體系，優化供水管網結構，設置節水用具。應注意提高建筑小區內部雨水利用技術和中水利用技術。