建筑節水技術中的給水設備的應用與研究現狀

王海波，瞿碧蓮，王立娟

(寧波工程學院 建筑與交通工程學院，浙江 寧波 315211)

1 國內外建筑給水設備應用現狀

1.1 國外應用現狀

近些年,建筑節水和衛生可靠的給水設備越來越得到廣泛的關注。建筑給水設備的開發與應用在歐美國家得到迅猛的發展。美國出臺了不少法律來限制衛生器具的額定流量，政府免費提供給居民各種節水裝置，例如節流器、節流水龍頭等，以此控制居民的用水量。此外，政府法律中還規定了新建建筑的給水裝置必須是節能產品。歐洲和美國的一些公司陸續研究出了各種節水裝置，例如廚房和浴室的淋浴噴頭、氣水混合龍頭以及無水小便器等，這些裝置可以使生活用水節約20%。研究表明，使用節水裝置可以讓民用建筑的生活節水率提高到20%，而公共建筑的節水率則可以從25%提高到60%。日本為了推廣節水裝置的使用，免費向其居民發放節水率可以達到50%的節水閥芯。還大力推廣采用兩檔便器沖洗水箱，并且開發了多種浴室節水型淋浴器[1]。日本采用節水型坐便器，在馬桶的儲水箱上設置水龍頭，馬桶上的水龍頭流出的水使用后可以用于馬桶沖水使用，這種廢水再利用型的產品應用極少。

1.2 國內應用現狀

由于節水節能技術是一項較為新興的技術，具有較高的使用成本。經濟條件的限制在一定程度上也就阻礙了該項技術在國內實際生活中的使用，在給排水工程中真正能使用到給水設備的情況也很少。2018年起北京市實行財政補貼，推廣高效節水器具的使用。

當前國內在建筑給排水施工過程中應用的大都是一些防水防腐性能并不好的普通材質，投入使用后很快會出現腐蝕、老化等方面問題，造成人力、物力等方面資源的浪費。當前最常見的節能技術包括節能管道以及對管網進行二次增壓，使給水效率得到提高。

相對于落后的農村區域，建筑給水設備的運用還處于一片空白的初始階段，小部分農村區域即使有節能節水意識，也還未取得突出成效。

2 建筑節水設備的國內外研究概況

1)在新型設備應用方面。Djiby Racine Thiam等[2]使用了從南非開普敦465個具有代表性的家庭樣本中收集的數據來選擇模型框架，將潛類分析(LCA)與多項logit和條件logit模型進行比較，表明不同家庭在采用節水設備方面存在差異，其節水率也不同。Young Han Moo等[3]以韓國國立首爾大學的衛生間改造項目為例研究節水解決缺水問題的有效途徑，對節水型水龍頭數據研究表明，一個月的水流量從238.73 t減少到94.38 t。馬建清[4]針對綜合性學校建筑及其特點，提出了應采取的節水對策，節水器具和降低漏損、選用高效低耗的設備及新型管材配件的合理配置、防止二次污染造成的浪費、控制超壓出流、建筑中水回用等環節。鄭偉[5]以選擇紅外線控制的節能淋浴設備從而降低給排水系統中的水資源浪費量為例，提出在能夠滿足建筑功能的前提下，應選擇新型節能產品來達到節能節水目的。其中衛生器具以及水龍頭等設備是實現節能接回技術應用的主要設備。劉海洋[6]提出采用符合以下要求的設施：坐便器≤3/4.5 L/沖，小便器≤2 L/沖，洗手盆龍頭≤1.8 L/min，水壓為0.413 MPa，廚房水槽龍頭≤5.6 L/min，水壓為0.413 MPa，淋浴花灑≤6.8 L/min，水壓為0.551 MPa，可減少用水量約40%。張祥中等[7]對在不同壓力下的延時自閉式便器沖洗閥、感應式自動便器沖洗器的出流量進行了研究，得出結果：便器沖洗閥(器)的出流量隨著壓力增大而增大，在適用壓力下，其出流量符合節水型生活用水器具要求。水壓于0.35 MPa，宜設減壓設施或調整沖洗時間。林端[8]提出可以使用變頻調速泵，采用陶瓷芯水嘴處設置節流裝置。趙宏偉[9]根據水泵揚程的計算，分析提出在高層建筑中，變頻給水設備更高效節能，但也受到泵組揚程的限制。李習群等[10]提出了對節能型腳踏式多用途水閥和注水嘴的應用方式。

2)在防止給水管道漏損方面。任濤[11]在建筑材料的購買上指出，以建設項目的具體情況為前提，應做好給水管道的防腐工作，給水管道的施工部分可采用新型建筑材料，并給水龍頭等零件涂上保護漆層，避免管道漏水、腐蝕和老化，導致漏水問題。宋杰[12]以傳統指數漏失模型為基礎，研究了對管道漏失量存在影響的因素，揭示了管道漏失的機理，并借助人工智能技術研究了漏點定位和漏失量預測技術。上海城市水資源開發利用國家工程中心有限公司[13]為克服聲學檢查供水管道漏損的普遍問題，發明并提供了一種可以實現作為聽漏儀、分析儀等以聲波為原理的供水管道檢漏設備的驗證平臺。

3)在給水分區與設備布置方面。郭琦睿[14]通過給水超出壓力與流量的關系的計算，分析了改善給水系統超壓出流的方法，提出需考慮給水分區來減少對衛生器具的耗損度。顏怡明[15]提出建筑給水系統中水表和管線的位置較為關鍵，應根據不同的使用分區域性質設置水表，同時要對給水系統進行合理的豎向分區，分區時對低層用戶的供水設置相應的減壓設施，保證供水壓力的同時降低供水噪音。

4)在新興技術應用方面。鄒宇亮等提到了噴灌和微管技術，采用了自動控制微噴灌技術，節水效果明顯。任淑軍對比負壓給水設備與無負壓給水設備，認為針對小流量情況，無負壓給水設備運行效率較低，必須應用小流量供水節能技術(即負壓給水設備)，但無負壓給水設備可以選擇變壓變流量控制方式來避免產生壓力波等弊端，不僅能減少能耗，而且可以提高運行效率，做到節水節能，這為給水節能提供一個發展方向，也更好地滿足國家供水節能的需求。湖南鉅達程水務有限公司發明了一套對加壓給水設備的管控方法、系統及存儲介質，避免了加壓給水設備在無人使用的時候處于開啟造成能源的浪費。

3 節水節能措施

建筑節水已經受到政府和人們的關注，人們的節水意識也日益提高。深化節水節能措施有三層含義：①減少用水量；②提高水的有效使用效率；③防止泄漏。針對建筑中給水設備，提出以下措施。

1)推廣節水器具技術，使用合格給水管件及配件。例如可以改變大、小便池通用，同一種水量進行排泄物的清理模式，使用最新型大便池(大便使用9 L水，小便使用4.5 L水)；在用水、出水口安裝水流指示器，合理規劃水流分配；及時更換不同功率的水泵以便于不同流量間的轉換；針對給水管道泄露的問題，卡壓式連接中管道和連接件之間設有的O型密封膠圈存在安全隱患，應采用可長久使用的不銹鋼新型水管連接件；采用定時控流自鎖式、延時自動關閉式水龍頭等。

2)重視設計所選水表的設置要求及水表和表前閥門的質量要求。加強水表檢定裝置的技術改造，推動水表檢定實現自動化，如液位自動讀數等；市場上很多水表閥門都采用球閥，其作為控制器只能短期適用，在工藝保證的前提下，可以采用平面疊閥和機械密封組合，大大減弱水管網中水壓變化和電壓變化帶來的不利影響；各給水點均設置閥門調節或支管減壓閥，保證其供水壓力合理。

3)要對建筑給水施工進行綠色化管理。專業給排水施工人員的匱乏，尤其是給排水管道的安裝和管道維修技術的不精，導致工程質量伴有隨意性，也是造成能源浪費的一部分原因。因此，確保工作人員的綜合素質，保證工作人員的技術水平，優化施工質量，也是建筑節水節能技術中的一項不可忽視的要求。

4 結 語

給排水工程與人們的生活息息相關，同時對人們的生活環境和水平有很重要的意義。建筑行業中，用水量非常大。如若不能很好地將節能節水技術融入到工程中，必將對我國節能減排、生態環境的保護目標產生阻礙。當然，生活給水設備可以帶來的節能不是無限制的，應因需而供，才能最有效地節能。目前由于我國水資源分配存在的顯著差異，導致城市大多數居民對水的需求急速增長的現狀認識不夠，對水資源緊缺的嚴峻形勢認識不足。因此，需要向全社會廣泛宣傳節水的重要性、必要性和緊迫性，使群眾認識到“水荒”已經到來，真正做到人人高度重視，個個動手節水。

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