建筑給排水設(shè)計中環(huán)保節(jié)能理念的應(yīng)用分析

楊 斐 山西中方森特建筑工程設(shè)計研究院有限公司

1 前言

縱觀現(xiàn)階段我國水資源的利用情況，浪費(fèi)現(xiàn)象還是比較普遍的，盡管我國大部分地區(qū)都能維持正常供水，但是整體呈現(xiàn)出水資源匱乏的現(xiàn)象。相關(guān)權(quán)威統(tǒng)計表明，建筑內(nèi)部用水在城市總用水量中的占比呈現(xiàn)出逐年增高的態(tài)勢。究其原因，在于建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計無法滿足其節(jié)能環(huán)保需求，水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，再加上給排水系統(tǒng)無法提升水資源利用率，使得建筑內(nèi)部用水量增大。因此，為進(jìn)一步提升建筑內(nèi)部用水的利用率，需重視在建筑給排水設(shè)計中融入環(huán)保節(jié)能的理念，確保其建筑項(xiàng)目的建設(shè)符合綠色化、節(jié)能化需求。

2 建筑給排水節(jié)能減排設(shè)計中的相關(guān)問題

2.1 給排水管材質(zhì)量存在一定的問題

現(xiàn)階段，人們對于建筑給排水系統(tǒng)應(yīng)用的要求越來越嚴(yán)格，在這樣的情況下，在設(shè)計方面往往要更加關(guān)注，但是在材料的質(zhì)量把關(guān)工作方面關(guān)注度并不高，在檢測力度方面也有所欠缺，沒有從根本上做好管材的質(zhì)量管控和審核工作，由此導(dǎo)致給排水管材的質(zhì)量存在較大問題，后續(xù)的應(yīng)用面臨嚴(yán)重的安全隱患，同時也造成十分嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，與節(jié)能減排的設(shè)計要求和理念不能充分吻合，甚至?xí)聿煌潭鹊陌踩[患。

2.2 設(shè)計方面不夠科學(xué)合理

在給排水的節(jié)能減排設(shè)計過程中往往存在很多方面的問題，并沒有針對給排水管道線路進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，與實(shí)際的應(yīng)用需求不夠吻合。同時在實(shí)際的安裝過程中并沒有嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行有序操作，因此導(dǎo)致實(shí)際的安裝施工質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，在具體的操作過程中，往往存在著管道漏水或者銜接不夠緊密等相關(guān)方面的問題，進(jìn)而導(dǎo)致水資源嚴(yán)重浪費(fèi)，不符合節(jié)能減排的相關(guān)理念。

2.3 給排水水壓過大問題比較突出

在當(dāng)前的建筑給排水節(jié)能減排設(shè)計過程中，著重做好水壓設(shè)計工作是十分重要的內(nèi)容。然而，應(yīng)用過程中比較常見的問題就是水壓過大，設(shè)計師在對給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，往往缺乏應(yīng)有的節(jié)能環(huán)保意識，在水壓方面沒有進(jìn)行科學(xué)合理的管控，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的水壓都是處于比較高的狀態(tài)下，水資源嚴(yán)重浪費(fèi)，甚至造成給排水系統(tǒng)和管道往往會出現(xiàn)一定程度的滲漏，而此類情況對于節(jié)能環(huán)保理念的有效落實(shí)會帶來較多的阻礙。

2.4 設(shè)計過程中相關(guān)環(huán)節(jié)銜接不細(xì)致

針對建筑給排水節(jié)能減排設(shè)計而言，涉及多項(xiàng)內(nèi)容，這是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，需要相關(guān)方面進(jìn)行密切的銜接和有效融合，這樣才能體現(xiàn)出良好的設(shè)計效果。然而在具體的操作過程中可以看出，在內(nèi)部配件管材等相關(guān)方面的設(shè)計過程中，并沒有進(jìn)行全面細(xì)致的銜接，某些配件的銜接部分往往存在一定的問題，會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的滲漏等相關(guān)情況，這類情況對于整體工程的使用性能會造成嚴(yán)重影響。另外，在具體的設(shè)計方面往往與給排水系統(tǒng)的具體運(yùn)行情況不夠吻合，而且對設(shè)計規(guī)劃等方面存在的問題沒有進(jìn)行全面性、整體性的考慮，相關(guān)影響因素并沒有得到充分的參考，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)際的設(shè)計內(nèi)容存在一定的問題，在給排水系統(tǒng)的運(yùn)行過程中往往存在重大的安全隱患。

3 建筑給排水的節(jié)能減排設(shè)計策略

在建筑給排水進(jìn)行節(jié)能減排設(shè)計的過程中，針對設(shè)計方式可能存在的問題或者不足，要進(jìn)行深入分析，然后從不同角度進(jìn)行充分的考慮，以此在更大程度上提升整體設(shè)計質(zhì)量。具體來說，相對應(yīng)的節(jié)能減排設(shè)計策略主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 對給排水管材質(zhì)量進(jìn)行高度關(guān)注

在針對給排水管道進(jìn)行設(shè)計的過程中，要想體現(xiàn)出良好的節(jié)能減排效果，需要在材料質(zhì)量方面進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，著重加強(qiáng)相關(guān)材料的采購、管理、驗(yàn)收等方面的工作，確保材料的性能、質(zhì)量、參數(shù)指標(biāo)等符合具體的應(yīng)用要求，保證相關(guān)材料的質(zhì)量能夠得到根本上的提升。同時在確保材料質(zhì)量得到顯著提升的同時，在設(shè)計方面也要著重增強(qiáng)，確保各類設(shè)計環(huán)節(jié)能夠得到嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)，結(jié)合材料的具體設(shè)計需求，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，以此呈現(xiàn)出良好的設(shè)計效果。所以，在實(shí)際的設(shè)計過程中要在材料選擇和設(shè)計方面進(jìn)一步優(yōu)化和完善，可以通過有效安管安裝方式，對管槽以及管井充分的結(jié)合，不能安裝的通過螺旋以及芯層發(fā)泡方式進(jìn)行有效操作，這樣可以實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能減排效果，同時也可以減少噪聲，更有效的優(yōu)化保障排水管道。

3.2 進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，確保設(shè)計更科學(xué)合理符合實(shí)效性要求

在給排水的節(jié)能減排設(shè)計過程中，要充分體現(xiàn)出節(jié)能減排的效果，在設(shè)計方面要著重增強(qiáng)，充分認(rèn)識到鋼材的屬性以及應(yīng)用需求，以此為基準(zhǔn)進(jìn)行針對性的設(shè)計，這樣才能體現(xiàn)出良好的實(shí)效性。在應(yīng)用塑料管材的過程中，往往呈現(xiàn)出比較明顯的易清潔、耐腐蝕的優(yōu)勢，但是在遇熱膨脹方面有著巨大的缺陷，外部接頭也很容易出現(xiàn)溢流等相關(guān)方面的問題，導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)。在這種情況下，進(jìn)行給排水節(jié)能減排設(shè)計的過程中，施工人員要嚴(yán)格按照圖紙的具體要求來有序操作，在管線的設(shè)計過程中，要確保各類因素不會對整體的給排水系統(tǒng)運(yùn)行造成限制，盡可能減少水平距離，有效節(jié)約工程的成本。與此同時，在保證給排水管道設(shè)計質(zhì)量的同時，也要從節(jié)能減排的層面出發(fā)，進(jìn)行更有效的優(yōu)化，進(jìn)而呈現(xiàn)出更加良好的節(jié)能環(huán)保效果。

3.3 有效控制水壓問題，充分應(yīng)用水循環(huán)技術(shù)

有效利用變頻控制系統(tǒng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水壓的自動調(diào)控，以此實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能減排效果，充分體現(xiàn)出水資源節(jié)約的目標(biāo)，使水泵帶動給水管道供水，同時采用不同類型的排水系統(tǒng)對于水壓進(jìn)行有效控制，例如，衛(wèi)生間用水的水壓要比廚房用水壓力更高一些，對供水水泵壓力進(jìn)行相對應(yīng)的額定，可能會導(dǎo)致多余的電能消耗，因此在水泵系統(tǒng)中可以增加相對應(yīng)的變頻技術(shù)，通過這種方法進(jìn)一步有效調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行電壓，以此確保電能的有效節(jié)約，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，而這樣的情況對于給排水節(jié)能減排設(shè)計也會起到最大的促進(jìn)作用，使建筑給排水的節(jié)能減排設(shè)計成效得到充分的呈現(xiàn)。

4 建筑給排水設(shè)計中環(huán)保節(jié)能理念的應(yīng)用

案例分析：建筑工程位于廈門市，項(xiàng)目具體內(nèi)容為三棟公用建筑建設(shè)，建筑總面積約為52700m2，該工程規(guī)劃階段依據(jù)對節(jié)能環(huán)保需求的分析，在遵循環(huán)保節(jié)能理念的前提下進(jìn)行給排水的設(shè)計，具體有以下幾方面的內(nèi)容。

4.1 給水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

a)減壓節(jié)流設(shè)計

分析生活給水系統(tǒng)的設(shè)計，通常情況下會以豎向分區(qū)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，但是在分區(qū)后仍尚存給水壓力過大的問題。通過實(shí)踐檢測發(fā)現(xiàn)，分區(qū)后最低層的給水壓力已達(dá)到300kPa～400kPa（以靜水壓力為前提）[1]。而針對建筑流量設(shè)計時，常規(guī)衛(wèi)生器具的額定流量僅為20kPa～30kPa，若不加以減壓設(shè)計，意味著衛(wèi)生器具的實(shí)際出水量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于額定出水量，進(jìn)而造成水資源浪費(fèi)的問題。同時，水壓過高會在系統(tǒng)運(yùn)行期間頻繁產(chǎn)生振動現(xiàn)象，增大系統(tǒng)管件出現(xiàn)破損問題的概率。對此，本工程在給排水設(shè)計時，依據(jù)對現(xiàn)場情況的分析，采用壓力調(diào)節(jié)閥、孔板以及減壓閥等方法進(jìn)行水壓控制，以此在節(jié)約水資源利用的同時，延長給水系統(tǒng)管件的運(yùn)行年限。

b)充分利用給水管網(wǎng)壓力

通常情況下，高層建筑住戶隨著樓層的增高，其給水壓力會不斷降低，部分小區(qū)為滿足高層建筑的用水需求，會結(jié)合升壓系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置的形式來提升給水壓力，并且部分建筑在給水設(shè)計時，選擇以貯水池為載體進(jìn)行管網(wǎng)進(jìn)水的引進(jìn)，若貯水池位于地下，不僅無法充分發(fā)揮出可用壓頭的作用，甚至?xí)鸬竭m得其反的效果[2]。鑒于此，針對該項(xiàng)目高層建筑的給水設(shè)計，高層直接供水的供水壓力無法滿足高層建筑用水需求，依據(jù)對建筑層次的劃分，通過分區(qū)供水的形式來提高水資源利用率，即對高層建筑中無法正常供水的樓層進(jìn)行加壓供水，提升給水系統(tǒng)設(shè)計的節(jié)能效果。

c)熱水供應(yīng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

縱觀現(xiàn)階段建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行情況，部分系統(tǒng)在開啟階段無法第一時間獲取到滿足標(biāo)準(zhǔn)溫度要求的熱水，所以在使用前會排放一定量的冷水，進(jìn)而產(chǎn)生水資源浪費(fèi)的問題[3]。究其原因，在于熱水供應(yīng)系統(tǒng)在設(shè)計階段為融合循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計，導(dǎo)致供水系統(tǒng)在運(yùn)行階段出現(xiàn)水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。此外，為考慮環(huán)路阻力平衡、管網(wǎng)布置不合理等問題的存在，均會影響到熱水供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能效果。

對此，該工程在給排水設(shè)計期間，依據(jù)對建筑供熱需求、實(shí)際性能等方面的分析，合理選擇干管循環(huán)方式來提升水資源利用率。除循環(huán)系統(tǒng)、管網(wǎng)合理設(shè)計之外，該項(xiàng)目還要求設(shè)計人員考慮熱能消耗控制問題。強(qiáng)調(diào)具體設(shè)計時人員需依據(jù)對建筑布局、供熱需求等因素的分析，合理縮減供熱管道的長度，并利用相關(guān)措施進(jìn)行管道保溫。同時，貯熱設(shè)備、加熱設(shè)備的選擇同樣至關(guān)重要[4]。該項(xiàng)目中要求設(shè)計人員結(jié)合對建筑給排水需求的分析，進(jìn)行水泵自控、儀表監(jiān)測、感溫材料等的引進(jìn)，采用變流量、變揚(yáng)程控制系統(tǒng)進(jìn)行熱水循環(huán)系統(tǒng)的控制，將感溫元件設(shè)置于配水點(diǎn)位置，以此在保證供熱供應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，進(jìn)一步提升其水資源利用率。此外，該項(xiàng)目結(jié)合對廈門地區(qū)光照條件的分析，結(jié)合太陽能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)再生能源提供熱水，將太陽能設(shè)備設(shè)置于建筑屋頂，以此為集中供熱水區(qū)域提供熱能。而針對個別低熱水需求的位置，如洗手池、實(shí)驗(yàn)室等，該項(xiàng)目則通過單獨(dú)設(shè)置加熱電源的方式來實(shí)現(xiàn)對水循環(huán)熱量損耗的控制。

4.2 節(jié)能型衛(wèi)生器具的應(yīng)用

傳統(tǒng)衛(wèi)生器具的應(yīng)用不具備節(jié)能效果，無法做到在用水過程中提高水資源利用率，所以在給排水設(shè)計時，設(shè)計人員需在保證器具質(zhì)量的前提下，盡可能選擇節(jié)能型衛(wèi)生器具。①水龍頭節(jié)水。為進(jìn)一步提升水資源利用率，可選擇陶瓷閥芯水龍頭來提升節(jié)水效果。該類型水龍頭的應(yīng)用可以在節(jié)約20%～30%用水量的同時，具有良好的密閉性。此外，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能感應(yīng)型水龍頭、自閉式龍頭等類型的應(yīng)用，均能起到一定的節(jié)能效果。例如在該工程中，水龍頭采用1.9L/min的感應(yīng)式水龍頭，實(shí)現(xiàn)對水資源的合理節(jié)約。②淋浴節(jié)水。淋浴所消耗的水量相對較大，若不進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，會產(chǎn)生大量的水資源浪費(fèi)。所以，設(shè)計人員需選擇節(jié)水型淋浴器，例如冷熱水混合栓式淋浴器，相較于普通淋浴器的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度的快速調(diào)節(jié)，減少水資源浪費(fèi)；再如定量停止水栓淋浴器的應(yīng)用，相較于普通淋浴器而言，能夠做到對用水量的預(yù)先設(shè)定，待用水量達(dá)到規(guī)定值后自動停止，提升其節(jié)能效果。③廁所節(jié)水。廁所節(jié)水設(shè)計可以分為兩方面：一方面可以通過優(yōu)化排水設(shè)計，通過中水沖廁來達(dá)到水資源節(jié)約的目的；另一方面則是采用節(jié)能型坐便器。如雙沖洗量坐便器的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升其節(jié)水效果，并且款式新穎，符合現(xiàn)代人審美。以該工程為例，為達(dá)到節(jié)水的目的，在衛(wèi)生間分別采用1.5L/3.8L的兩檔式節(jié)水型坐便器，并設(shè)置延時自閉式腳踏沖洗閥。

4.3 排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

建筑排水系統(tǒng)囊括冷卻排水、廚房排水、沐浴排水等，為進(jìn)一步提升水資源利用率，在排水設(shè)計時，可結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的分析，進(jìn)行中水回收系統(tǒng)的設(shè)置，收集建筑內(nèi)所有排水，經(jīng)過濾、沉淀等處理后作為雜用。以該項(xiàng)目為例，以中水系統(tǒng)設(shè)計來實(shí)現(xiàn)對再生水的利用，在設(shè)計期間將再生水的用途確定為綠化澆灌、沖廁等。考慮到廈門市的平均降雨量，將室外地面60%以上設(shè)置成透水地面，并結(jié)合對下凹式綠地的設(shè)置來達(dá)到雨水涵養(yǎng)的目的。同時，該項(xiàng)目中水設(shè)備以一體化MBR為主，并為減少室內(nèi)空間的占用，選擇將設(shè)備設(shè)置于室外綠化帶中，并以地下室為載體進(jìn)行水箱、電控箱、中水泵的設(shè)置。

當(dāng)然，不同建筑類型的排水設(shè)計要求不同，以公共建筑、高層建筑為例，可結(jié)合其實(shí)際排水情況的分析，進(jìn)行糞便污水排水與優(yōu)質(zhì)生活廢水排水的區(qū)分，此種設(shè)計有助于進(jìn)行優(yōu)質(zhì)廢水的收集，通過集中處理后用于道路沉降、植物澆灌等。而要想進(jìn)一步提升中水系統(tǒng)設(shè)計的合理性，還需加大對新技術(shù)的引進(jìn)力度，在保證污水無害化處理的前提下，提高水資源利用率。除中水系統(tǒng)合理設(shè)計之外，設(shè)計人員可依據(jù)建筑實(shí)際建設(shè)情況的分析，進(jìn)行雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計，盡管在建設(shè)階段雨水收集系統(tǒng)的建設(shè)會增大成本，但是立足于長遠(yuǎn)發(fā)展角度，雨水收集系統(tǒng)的建設(shè)能夠顯著提升建筑水資源利用率，通過雨水收集、沉淀以及利用，提升建筑的整體節(jié)水效果。

5 結(jié)語

通過上面的分析，能夠充分看出，在當(dāng)前的建筑給排水節(jié)能減排設(shè)計方面仍然存在一定的問題。針對這樣的情況，需要更有效的優(yōu)化相關(guān)設(shè)計方式，結(jié)合具體問題進(jìn)行深入分析，切實(shí)解決各類問題，有效利用新技術(shù)、新方法，以此呈現(xiàn)出良好的節(jié)能減排設(shè)計效果。