綠色建筑給排水節(jié)水設(shè)計(jì)研究

潘舒

（長(zhǎng)沙市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

為了更好地減少在建筑的使用過程中出現(xiàn)能源消耗過大或者水資源過度使用的問題，在進(jìn)行綠色建筑工程的設(shè)計(jì)階段，需要根據(jù)實(shí)際情況和自身情況來準(zhǔn)確判斷，將節(jié)水節(jié)能技術(shù)與水資源的循環(huán)利用融合在綠色建筑工程中。準(zhǔn)確地運(yùn)用好節(jié)能技術(shù)可以有效地幫助細(xì)化綠色建筑工程中的給排水設(shè)計(jì)內(nèi)容，一定要在綠色建筑中充分地運(yùn)用好的科學(xué)的供水設(shè)備和系統(tǒng)。符合低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的要求，才可以更好地幫助我國(guó)建筑企業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的綠色道路。

1 綠色建筑工程給排水系統(tǒng)

綠色建筑是指在全壽命期內(nèi)，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染，是為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑。而給排水系統(tǒng)是綠色建筑不可分割的一部分，在提高生活質(zhì)量、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染這些方面可以發(fā)揮不可磨滅的作用。建筑的給排水系統(tǒng)由給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)組成，給水系統(tǒng)的主要作用是將生活及生產(chǎn)活動(dòng)所需要的各種性質(zhì)的用水送達(dá)到指定位置，給水系統(tǒng)是能源消耗大戶，也是關(guān)乎人們健康的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。怎樣降低能源消耗及防治水質(zhì)污染是綠色建筑給水系統(tǒng)的主要工作。排水系統(tǒng)是綠色建筑的清潔工，它收集建筑各類污水、廢水、雨水，在我國(guó)水資源分布極其不均的情況下，我們?cè)谒Y源極度匱乏的地區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)水資源的閉環(huán)運(yùn)用，減少對(duì)自然資源的過度索取，達(dá)到人與自然的和諧共生。目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)城市化的規(guī)模也越來越大，隨著城市化進(jìn)程的越來越快，各種各樣的建筑類型紛雜涌現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展，作為給排水專業(yè)人員，需要不斷創(chuàng)新和進(jìn)步以此完善給排水系統(tǒng)，使給排水系統(tǒng)的工作效率和能力得到有效地提升，從而有效地防止出現(xiàn)水污染及能源消耗過大的問題。本文將從節(jié)水節(jié)能技術(shù)運(yùn)用，新型給水材料的使用、雨水循環(huán)利用等幾方面在綠色建筑中的使用作出論述，希望能提高建筑中水資源的利用效率。

2 綠色建筑給排水設(shè)計(jì)中應(yīng)用節(jié)水節(jié)能技術(shù)

2.1 建筑給排水中有哪些節(jié)水節(jié)能技術(shù)

我國(guó)是個(gè)水資源大國(guó)，但我國(guó)人均的水資源使用量及保有量與世界上其他各國(guó)來比是遠(yuǎn)低于平均水平的，一個(gè)國(guó)家要想保持現(xiàn)有的發(fā)展水平，一定離不開水資源和能源，所以減少對(duì)水及化石能源的消耗對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步有迫在眉睫的重要作用。隨著科技的進(jìn)步，為我們給排水系統(tǒng)的完善提供了許許多多的先進(jìn)材料及設(shè)備，例如，管道材料的變革，涌現(xiàn)出包括鋼塑復(fù)合、陶瓷管道、鋼絲骨架管、芯層發(fā)泡工藝塑料管、HDPE高密度聚乙烯管、薄壁不銹鋼管等能應(yīng)付各種工況下使用要求的管材。信息技術(shù)革命以來，人們?cè)谧冾l技術(shù)上的能源管控有了突飛猛進(jìn)，變頻泵相比定頻恒壓泵可以節(jié)約30%～50%能源（衡陽某高層綜合樓物業(yè)數(shù)據(jù)）。干旱缺水地區(qū)污廢水的循環(huán)使用方面也得到了進(jìn)步，一體化存水與處理設(shè)備在大規(guī)模應(yīng)用，出水水質(zhì)隨著膜技術(shù)及生物處理手段的突破而顯著提高。雨水回用及太陽系統(tǒng)目前是綠色建筑中最常用的技術(shù)措施，它們的使用成本低，投資成本相比其他同類型的舉措要低許多，且回報(bào)率高。所以現(xiàn)階段和未來，我們都應(yīng)保持綠色的發(fā)展觀念，人們都應(yīng)該理解節(jié)能減排，并為此而付諸行動(dòng)，這樣不僅可以有效提高我們的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，還可以最大程度地幫助我們提高生活需求。

2.2 管道材料在綠色建筑中的具體應(yīng)用

在綠色建筑工程中使用，管道材質(zhì)是保障水質(zhì)要求的重要一環(huán)，又是控制能量消耗的手段之一，材料的應(yīng)用不僅能阻斷污染降低管道阻力，還能給使用者創(chuàng)造安靜的生活空間。例如，可以在綠色建筑中給水系統(tǒng)使用薄壁不銹鋼管、鋼塑復(fù)合管。它的優(yōu)點(diǎn)是無毒無害，在高溫下形變小，耐壓且耐腐蝕能力突出。在消防管道系統(tǒng)中傳統(tǒng)熱鍍鋅鋼管的耐腐蝕性確實(shí)較一般金屬管道能力強(qiáng)，但鍍鋅管道在高壓環(huán)境下必須提高壁厚以保障使用的可靠性，這就極大地增加了管道的自重及支架的敷設(shè)要求。工程案例中，我們可以用鋼塑復(fù)合管道替代。排水管道中傳統(tǒng)塑料管道有易老化，不能長(zhǎng)期暴露在陽光的直接照射中。新型塑料管材的出現(xiàn)彌補(bǔ)了這些缺點(diǎn)，例如，芯層發(fā)泡工藝塑料管、高密度聚乙烯消音管、HDPE 高密度聚乙烯管等，這些材料具有很多優(yōu)點(diǎn)，最突出的優(yōu)點(diǎn)是重量輕且強(qiáng)度高還耐腐蝕能力。尤其是芯層發(fā)泡工藝塑料管，高密度聚乙烯消音管它們的排水靜音性能好，在靠近人們生活辦公的場(chǎng)所能發(fā)揮重要作用?，F(xiàn)存的老舊建筑中，管道銹蝕、管件損壞引發(fā)危險(xiǎn)的案例比比皆是，新材料的使用能大大提高給排水系統(tǒng)的使用壽命，不僅可以有效地提高人們的生活質(zhì)量，還可以幫助降低建筑項(xiàng)目的總投資。

2.3 在綠色建筑中的能耗管理

能源是人類賴以生存的必要條件，然而，自然界的化石能源并不是取之不盡、用之不竭的，我們都應(yīng)保持綠色的發(fā)展觀念，只有在生產(chǎn)生活中有效地減少資源的損耗以及提升資源的使用效率，才能幫助人們和企業(yè)降低生活成本和運(yùn)營(yíng)成本。給排水是建筑中能源消耗大戶，我們供水需要能源，制熱及制冷都需要能源，目前隨著我國(guó)科技水平越來越高，在綠色建筑中，能源管理手段越發(fā)豐富，時(shí)代要求我們合理高效地運(yùn)用科技提高我們能源利用效率，創(chuàng)造綠色生活。在供水中我們利用能源賦予流體勢(shì)能和動(dòng)能，以往加壓設(shè)備在設(shè)計(jì)工況中，往往是恒壓恒流，加之以前電控技術(shù)落后，電機(jī)要想實(shí)現(xiàn)變頻難度較高，成本也巨大。實(shí)際加壓設(shè)備在運(yùn)行工況中往往流量及壓力變化還是比較大的，例如，在住宅建筑中，用水高峰及低谷差值往往以倍計(jì)，《建筑給排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50015-2019 中普通住宅供水時(shí)變化系數(shù)能達(dá)到2.8 倍，在用水最低的凌晨幾乎是高日高時(shí)的幾十分之一，那么我們要在掌握用戶用水規(guī)律的前提下，合理采用加壓設(shè)備，采用現(xiàn)有的變頻設(shè)備同時(shí)搭配小流量泵，并精確預(yù)估計(jì)小流量工況，利用大泵的高壓余量配置保壓容器，在電控技術(shù)及大數(shù)據(jù)大幅進(jìn)步的今天，針對(duì)綠色建筑小區(qū)的設(shè)計(jì)應(yīng)合理分配動(dòng)力設(shè)備管理，做到耗電最小經(jīng)濟(jì)最優(yōu)。在能利用市政余壓的場(chǎng)所，可以優(yōu)先使用無負(fù)壓加壓設(shè)備。

能耗的降低不止于動(dòng)力設(shè)備，工況中流體的無用消耗也是我們關(guān)注的重點(diǎn)。流體在管道或容器中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的阻力能消耗我們動(dòng)力設(shè)備給予流體動(dòng)能的1/5 左右，這部分能耗我們不能完全避免，但是我們應(yīng)竭盡所能地降低這部分能耗，老舊的鑄鐵管道，內(nèi)壁往往起泡銹蝕，阻力系數(shù)高于現(xiàn)在的涂塑鋼管和不銹鋼管的數(shù)倍，我們給排水設(shè)計(jì)應(yīng)在選材時(shí)考慮材料的可循環(huán)使用性能，減小不必要的能源浪費(fèi)。流體的能量消耗往往產(chǎn)生在壓力管道密閉性不過關(guān)，流體溢出管道，所以閥門附件的選擇中，我們不但要采用低阻力附件，還要使用符合管道材料性能匹配的密封組件和連接方式。同時(shí)，我們還要關(guān)注閥件的使用壽命，在管道運(yùn)行的使用期通過保養(yǎng)巡視管道或增設(shè)電腦自動(dòng)巡檢設(shè)備來保障我們的能源未來。

能源的無效釋放也是對(duì)資源的浪費(fèi)。綠色建筑中有些品質(zhì)較高的使用群體對(duì)水的溫度也有多種要求。在人們的日常生活中，熱水供應(yīng)對(duì)居民來說是必不可少的，所以在綠色建筑給排水的過程中，要充分考慮人們的日常需求。在熱水的正常供應(yīng)過程中，會(huì)存在熱損失，需要將熱損失盡量減少。所以為了避免熱水溫度降低過快，工作人員應(yīng)該針對(duì)不同的建筑選擇不同的熱水供應(yīng)方式，并且減少管道的長(zhǎng)度使用導(dǎo)熱性能好的材料建設(shè)管道。在實(shí)際建設(shè)過程中，需要從多方面考慮，可以使用干管和立管循環(huán)，以及支管循環(huán)，合理選擇熱水系統(tǒng)的循環(huán)方式，不僅可以有效地提高熱水供應(yīng)系統(tǒng)的效率，減少多余冷水的無效排放，還能以最省的總投資投入使用，從而達(dá)到提高資源總利用率的目的。儲(chǔ)熱設(shè)備在保溫管理科學(xué)的前提下還要合理設(shè)計(jì)設(shè)備容積的大小，過大儲(chǔ)熱容積會(huì)增大制熱設(shè)備耗熱量而且會(huì)增大儲(chǔ)水的冗積。在智能化控制和科學(xué)計(jì)量的并用中我們對(duì)減少綠色建筑的能源消耗會(huì)得到飛速進(jìn)步。

2.4 綠色建筑中的清潔能源

能源的形式是多種多樣的，綠色建筑中我們堅(jiān)決要求使用的是清潔能源，在現(xiàn)階段我國(guó)的綠色建筑工程節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用情況來說，推薦設(shè)計(jì)人員在使用的能源上做文章，可以將能源改換為清潔能源。新能源包括風(fēng)能、太陽能、地?zé)?、水能等，在其中太陽能是常見的最清潔能源之一，開發(fā)利用太陽能不會(huì)污染環(huán)境。太陽能在除云貴川部分地區(qū)太陽能輻照量(＜4200MJ/(m2·a))有些匱乏外，其余都能得到很好的開發(fā)利用。生活中的熱水系統(tǒng)用戶使用需求可分為3 類：（1）集中-集中供熱水系統(tǒng)；（2）集中-分散供熱水系統(tǒng)；（3）分散-分散供熱水系統(tǒng)。在分散式熱水系統(tǒng)中，太陽能也應(yīng)根據(jù)用戶用水量大小，分散布置在南向不被遮擋陽光的場(chǎng)所，而太陽能在集中式系統(tǒng)中應(yīng)統(tǒng)一管理，太陽能板集中布置，設(shè)計(jì)中科學(xué)搭配水箱和合理控制水管的熱損失，有效保障綠色建筑中水管的保溫能力。相較兩者集中布置太陽能可以幫助我們節(jié)約了更多的資源，而分散式布置較為靈活、單個(gè)投資小的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)要靈活運(yùn)用，充分做到綠色發(fā)展。清潔能源中的地?zé)?，風(fēng)能也有其運(yùn)用空間，長(zhǎng)沙高鐵南站熱水系統(tǒng)運(yùn)用深井技術(shù)，往地下打了數(shù)百口深井，地下水恒溫的特點(diǎn)能有效地跟自來水換熱，中南大學(xué)某宿舍也運(yùn)用了此系統(tǒng)，短期來說，這套系統(tǒng)投資頗大，長(zhǎng)遠(yuǎn)講，這套系統(tǒng)還是值得建設(shè)的。綠色建筑中將清潔能源運(yùn)用在給排水系統(tǒng)中，為以后的可持續(xù)發(fā)展打好了基礎(chǔ)。

2.5 合理運(yùn)用給排水管網(wǎng)

管道損漏問題在整個(gè)建筑管道設(shè)計(jì)的過程中是非常常見的，如果在建筑中出現(xiàn)了這種問題，會(huì)導(dǎo)致水資源大量的浪費(fèi)。所以對(duì)整個(gè)傳送管道，需要定期進(jìn)行檢查，檢查后工作人員需要對(duì)整個(gè)管道進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并且在建設(shè)過程中使用優(yōu)秀的材料來降低漏損發(fā)生的概率。給排水管網(wǎng)是否使用到位在整個(gè)排水系統(tǒng)中非常重要的，因?yàn)樵谖磥碚麄€(gè)系統(tǒng)是否可以良好地運(yùn)行都需要看給排水管網(wǎng)。給排水管網(wǎng)可以保證整個(gè)系統(tǒng)可以安全運(yùn)行，但是國(guó)家更應(yīng)該從多方面來提升給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以通過完善相關(guān)的法律法規(guī)來有效提高水資源利用率。對(duì)于管道上可能出現(xiàn)的管網(wǎng)損漏問題要著重注意，不同的供水高度，管道所能承受的壓力也是不同的。根據(jù)管道的實(shí)際工作壓力選擇不同的管材，這樣可以有效地避免管道因承壓過大而造成安全隱患。另外，在實(shí)際運(yùn)行中，還可以用閥門附件減壓，或者分區(qū)給水來選擇管材。

2.6 節(jié)水器具運(yùn)用

（1）增加節(jié)水型器具的運(yùn)用。最突出的是公共場(chǎng)所采用非接觸式或延時(shí)自閉式水嘴。在使用者離開后，會(huì)自動(dòng)定時(shí)斷水，用于公共場(chǎng)所的衛(wèi)生間時(shí)不僅節(jié)水，而且衛(wèi)生，特別是在發(fā)生公共衛(wèi)生安全事件時(shí)，不會(huì)造成交叉感染。另外，延時(shí)自閉式水嘴還限定每次給水量和給水時(shí)間，具有較好的節(jié)水性能。

（2）節(jié)水便器。隨著時(shí)代的進(jìn)步，坐便器從最傳統(tǒng)沖落式到現(xiàn)在的利用旋渦和虹吸作用的坐便器，一次沖水量從原來的16 升/次，到現(xiàn)在創(chuàng)新低1.4 升/次。在平時(shí)的設(shè)計(jì)中，要求不得使用一次沖洗水量大于6L的坐便器。減少用水點(diǎn)的出水量，做到從實(shí)際出發(fā)，節(jié)約水資源。

3 合理利用雨水資源

雨水是大自然的饋贈(zèng)，我國(guó)水資源總體匱乏，且地域分布不均，以秦嶺-淮河為界，南方地區(qū)年降水量在800mm 以上，屬于多雨地區(qū)。如果將雨水收集起來，經(jīng)過設(shè)備處理后，將它們用來綠化澆灑、汽車沖洗，以及路面沖洗、水景補(bǔ)水等，甚至還可以用于循環(huán)冷卻水和消防水。通過這些途徑，可以緩解城市水資源緊缺的局面，是一種開源節(jié)流的有效途徑。

4 結(jié)語

隨著社會(huì)快速的發(fā)展，我們對(duì)綠色建筑中的節(jié)水性能的要求不斷地提高。所以，在目前這個(gè)階段，我們首先注重的是給排水系統(tǒng)的優(yōu)化措施。要充分利用好新興技術(shù)和設(shè)備來有效地提高水資源利用率和減少水資源的消耗。如果能夠合理地在給排水系統(tǒng)中運(yùn)用好節(jié)能技術(shù)，不僅減少了資源浪費(fèi)，還助力了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。