建築節水技術

1、建築給水排水節能的依據 2、建築給水排水節能的主要途徑 3、建築給排水節能與功能、節水、經濟的關係。

介紹

當前我國日益嚴重的水資源短缺問題和水環境污染，不僅困擾國計民生，並已經成為制約社會經濟可持續發展的重要因素。節約用水已經成為我國的基本國策。

1、節水技術

推廣使用節水型衛生器具和配水器具：一套好的設備能夠對水資源的節約產生非常大的作用。例如，通常淋浴噴頭每分鐘噴水20多升，而節水型噴頭則每分鐘只需要9L水左右，節約了一半的水量。可見衛生器具和配水器具的節水性能直接影響著整個建築節水的效果。所以在選擇節水型衛生器具和配水器具時，除了要考慮價格因素和使用對象外，還要考察其節水性能的優劣。大力推廣使用節水型衛生器具和配水器材是建築節水的一個重要方面。（1）以瓷芯節水龍頭和充氣水龍頭代替普通水龍頭。在水壓相同條件下，節水龍頭比普通水龍頭有著更好的節水效果，節水量為30%～50%，大部分在20%～30%之間，且在靜壓越高、普通水龍頭出水量越大的地方，節水龍頭的節水量也越大。因此，應在建築中（尤其在水壓超標的配水點）安裝使用節水龍頭，以減少浪費。（2）採用延時自閉式水龍頭和光電控制式水龍頭的小便器、大便器水箱。延時自閉式水龍頭在出水一定時間後自動關閉，可避免長流水現象。出水時間可在一定範圍內調節，但出水時間固定後，不易滿足不同使用對象的要求，比較適用於使用性質相對單一的場所，比如車站，碼頭等地方。光電控制式水龍頭可以克服上述缺點，且不需要人觸摸操作，可用在多種場所，但價格較高。目前，光電控制小便器已在一些公共建築中安裝使用。

2、完善熱水供應循環系統

隨著人們生活水平的提高，小區集中熱水供應系統的套用也得到了充分的發展，建築熱水循環系統的質量也逐漸變得越來越重要了。大多數集中熱水供應系統存在嚴重的浪費現象，主要體現在開啟熱水裝置後，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷水之後才能正常使用。這部分冷水，未產生應有的使用效益，因此稱之為無效冷水。這種水流的浪費現象是設計、施工、管理等多方面原因造成的。如在設計中未考慮熱水循環系統多環路阻力的平衡，循環流量在靠近加熱設備的環路中出現短流，使遠離加熱設備的環路中水溫下降；熱水管網布置或計算不合理，致使混合配水裝置冷熱水的進水壓力相差懸殊，若冷水的壓力比熱水大，使用配水裝置時往往要出流很多冷水，之後才能將溫度調至正常。同一建築採用各種循環方式的節水效果，其優劣依次為支管循環、立管循環、乾管循環，而按此順序各回水系統的工程成本卻是由高到低。修訂後的《建築給水排水設計規範》GB50015-2003第5.2.10條提出了兩種循環方式，即立管、乾管循環和支管、立管、乾管循環.取消了乾管循環，強調了循環系統均應保證立管和千管中熱水的循環，對節水、節能有著重要的作用。因此，新建建築的集中熱水供應系統在選擇循環方式時需綜合考慮節水效果與工程成本，根據建築性質、建築標準、地區經濟條件等具體情況選用支管循環方式或立管循環方式，儘可能減小乃至消除無效冷水的浪費。

3、控制超壓出流

在我國現行的《建築給水排水設計規範》中，雖對給水配件和入戶支管的最大壓力做出了一定的限制性規定，但這只是從防止因給水配件承壓過高而導致損壞的角度來考慮，並未從防止超壓出流的角度考慮，因此壓力要求過於寬鬆，對限制超壓出流基本沒有起作用。如果設計時沒有考慮這一方面的話會造成極大的水資源浪費。所以應根據建築給水系統超壓出流的實際情況，對給水系統的壓力做出合理限定。《建築給水排水設計規範》第3.3.5條規定，高層建築生活給水系統應豎向分區，各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓不宜大於0.45MPa，特殊情況下不宜大於0.55MPa。而衛生器具的最佳使用水壓宜為0.20～0.30MPa，大部分處於超壓出流。根據有關數據研究，當配水點處靜水壓力大於0.15MPa時，水龍頭流出水量明顯上升。建議高層分區給水系統最低衛生器具配水點處靜水壓大於0.15MPa時，採取減壓措施。

4、開發中水

中水來源於建築生活排水，包括人們日常生活中排出的生活污水和生活廢水。生活廢水包括冷卻排水、沐浴排水、盟洗排水等雜排水。中水指的是各種排水經過處理後，達到規定的水質標準，可在生活、市政、環境等範圍內雜用的非飲用水。我國的建築排水量中生活廢水所占份額住宅為69%，賓館、飯店為87%。辦公樓為40%，如果收集起來經過淨化處理成為中水，用作建築雜用水和城市雜用水，如沖廁所、道路清掃、城市綠化、車輛沖洗等雜用，從而替代出等量的自來水。以某高校為例，在目前的技術條件下，中水工程的投資大約為3000～4000元/立方米，水處理費用為1.5元/立方米左右。該校平均每天用水量約為8000m3，若按計畫內用水費用2.4元/立方米計算，則每年的水費將高達700多萬元，若考慮計畫外用水費用及水費不斷增長的因素，則每年的水費將突破1000萬元。為節約水資源，該校陸續在一批學生宿舍及游泳池等建築物中設定了中水回用設備，實現了分質供水。據不完全統計，每天為該校節約了1200m3左右的水量，為該校每年節約水費100萬元，效益很顯著。由於中水工程初期投資較高，所以要想制定成標準規範至少在目前看來是比較難於讓開發商接受的。但是從長遠看，在水資源越發缺乏的情況下，建設第二水資源——中水勢在必行，是今後節約用水發展的必然方向。

5、雨水利用

雨水利用就是將雨水收集起來，經過一定的設施和藥劑處理後，得到符合某種水質指標的水再利用的過程。類似於中水，處理後的雨水作為一種可以利用的水資源可以用於廁所沖洗、城市綠化、景觀用水以及其他適應中水水質標準的用水。建築物收集雨水的一般結構是，由導管把屋頂的雨水引人設在地下的雨水沉沙池，經沉積的雨水流人蓄水池，由水泵送人雜用水蓄水池，經加氯消毒後送人中水道系統，為解決降塵和酸雨問題，一般將降雨前兩分鐘的雨水撇除。目前，世界上許多國家都展開了對雨水利用的研究，以節約水資源，減輕當地的用水和污水處理負擔。如德國，日本等國在一些城市的建築物上設計了收集雨水的設施，將收集到的雨水用於消防、小區綠化、洗車、廁所沖洗和冷卻水補給等，也可以經深度處理後供居民飲用。東京、福岡、大阪、名古屋四個城市的拱型建築棒球場的雨水利用系統。集水面積在1.6～3.5萬平方米，貯水槽容積為1000～2800m3，經砂濾和消毒後用於沖洗廁所和綠化。每個系統年利用雨水量在3萬噸以上。

總結

　建築業作為我國經濟發展的支柱產業，正在飛速發展。隨著人民生活質量的提高，人們對供水量和質的要求正在不斷提升。同時實施水的可持續利用和保護，使水資源不受破壞，並能進入良性的水質、水量再生循環，也已經成為政府和廣大人民民眾關注的焦點。這一切都給建築給排水工程的設計提出了許多新的要求，而目前節水最關鍵的不是建築節水技術，而是人們的節水意識和人們良好的用水習慣。因此，應倡導人們將淡水資源當做一種珍稀資源，節制使用，呼籲全民節水。建築節能是我國經濟發展中的重要國策。建築給水排水的節能就是在建築物的規劃、設計、新建（改建、擴建）、改造和使用過程中，執行建築節能標準，採用節能型的建築技術、工藝、設備、材料和產品，提高系統效率和保溫隔熱性能，加強建築物用能系統的運行管理，利用可再生能源，在保證建築物給排水功能和環境質量的前提下，減少給水排水系統的能耗。建築給水排水的能耗雖然在建築能耗中所占的比例不大，但降低其使用能耗、提高能源利用效率，有利於節約用水、改善設計系統的效率、保護環境。因此，重視建築給水排水節能的途徑，對研究建築節能將有積極的意義。1、建築給水排水節能的依據建築節能設計標準是建設節能建築的基本技術依據，是實現建築節能目標的基本要求，其中強制性條文規定了主要節能措施、熱工性能指標、能耗指標限值，考慮了經濟和社會效益等方面的要求，必須嚴格執行。建築給排水專業在建築節能設計中主要所依據的法規、規範、標準有：《中華人民共和國節約能源法》、《中華人民共和國建築法》、《中華人民共和國可再生能源法》、建設部《民用建築節能管理規定》、《公共建築節能設計標準》GB50189-2005、《公共建築節能設計標準》DBJ01-621-2005（北京地方標準）、《公共建築節能設計標準》DGJ08-107-2004（上海地方標準）、《民用建築節能設計標準》JGJ26-95、《住宅建築規範》GB50368-2005、《住宅建築節能檢測評估標準》DG/TJ08-801-2004（上海地方標準）、《住宅設計標準》DGJ08-20-2007（上海地方標準）、《建築給水排水設計規範》GB50015-2003、《建築給水排水與採暖工程施工質量驗收規程》GB50242-2002、《民用建築太陽能熱水系統套用技術規範》GB50364-2005、《污水再生利用工程設計規範》GB50335-2002、《建築中水設計規範》GB50336-2002、《城市污水回用設計規範》CECS61-1994、《建築與小區雨水利用工程技術規範》GB50400-2006、《節水型生活用水器具》CJ164-2002、《綠色建築評價標準》GB/T50378-2006等。目前涉及建築給水排水方面的節能標準並不多，但隨著節能要求的提高，建築給水排水的節能將逐步得到提高，標準也將不斷完善。2、建築給水排水節能的主要途徑2.1給水合理確定用水量（包括冷水、熱水及其他等用水）的定額。嚴格執行《建築給水排水設計規範》中的生活用水量定額標準，並非用水量越高越好。理設計建築給水系統。主要可通過下列方法實現：充分利用市政管網的壓力，直接供水；合理進行豎向分區，平衡用水點的水壓；採用並聯給水泵分區，儘量減少減壓閥的設定；推薦支管減壓作為節能節水的措施，減小用水點的出水壓力；合理設定生活水池的位置，儘量減小設定深度，以減少水泵的提升高度；優先考慮水池-水泵-水箱的供水方式。推廣採用節水的衛生器具。如限制衛生器具的流出水頭、紅外線感應龍頭和便器等，不應採用無控制花管、長流水的小便槽。合理採納變頻調速泵組供水。當採用變頻泵供水時，應優先採用變頻變壓變流量的給水方式，其節能效果要優於變頻恆壓變流量的給水方式；當採用變頻恆壓變流量時，工作壓力的設定應接近水泵工頻運行時高效段揚程的下限；工作水泵應選用2台或2台以上，不同級配工作泵的流量宜以1/2的流量梯變，宜採用大小水泵搭配的形式，並設氣壓罐小流量給水。當市政條件允許時，宜採用疊壓供水設備。具備條件的，應當至少選擇一種可再生能源（指風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源），用於建築物的熱水供應。熱水水源的利用可採用太陽能、水源熱泵、地源熱泵技術。在採用水源熱泵、地源熱泵技術時，不得對水體和土壤造成污染和浪費。如利用地下地溫地源自動供暖製冷系統，就是通過表層地下水為載體，或將盤管埋在土壤中以盤管內流動的介質為載體，將這些地溫熱源輸送到水源熱泵進行能量轉換，冬季輸出45～65℃的熱水。在太陽能的利用上，有條件的可採用太陽能蓄熱技術，太陽熱水系統的工程參數應結合建築所處的地理位置確定。太陽能熱水器的循環可採用強迫式、自然式循環太陽能熱水器和直流式太陽能熱水器。太陽能熱水器應有溫控裝置，並應合理控制和設定熱水的溫度。太陽能熱水系統的熱能再利用與節水技術還應相互結合。太陽能熱水器可作為熱水供應的預加熱措施，可設在其他熱交換器的前端。熱水系統宜機械循環以滿足用水點的節水要求。合理設計熱水供應系統。加強餘熱的回收和利用（包括工業餘熱、廢熱、煙氣餘熱、蒸凝結水、熱風能量的回收和梯級利用），有條件的地區可採用城市熱網或區域性鍋爐房的熱水或蒸氣作熱源。可採用專用的蒸氣或熱水鍋爐製備熱源，也可採用燃油、燃氣熱水機組製備熱源或直接供應生活熱水。當地電力供應較富裕的地區或鼓勵夜間使用低谷電的政策時，可採用電能作為熱源或直接製備熱水。從技術可靠、經濟適用的角度出發，應合理配置組合各種不同熱源的比例關係。對集中熱水系統遠距離的少量供熱點可採用局部加熱方式；對不同場所可採用不同的熱源形式。熱水供應系統儲水溫度宜控制在55～60℃。應合理確定熱水用水量定額、耗水量、耗熱量、供水水溫、水質等熱水系統的基本設計參數。熱水供應管網宜採用同程回水的給水方式。當採用電作為熱源時，宜採用儲熱式電熱水器，以降低耗電功率。熱水供應系統宜縮短熱水的給水時間，增加機械循環，並平衡冷熱水的水壓。對於適合熱電聯供技術的工程，應優先考慮。2.2排水和雨水①排水應儘量採用重力排水的方式。②污廢水管道的敷設應就近排放，並應避免壓力提升。③中水的利用。④利用空調凝結水排水。⑤蒸汽凝結水的回收利用。⑥雨水的收集和綜合利用。2.3冷卻水和消防給排水冷卻水宜循環利用，提高水的重複利用率。在水源條件許可的情況下，可採用江水、河水、湖泊水、海水、地下水等作為循環冷卻水。合理選擇冷卻塔。在空氣濕球溫度較低的乾燥地區，可通過設計計算來適當提高冷卻水進出水溫差，以減少循環水量和循環水泵的能耗，縮小循環管道的管徑。合理布置冷卻塔。保證冷卻塔之間的距離，有良好的氣流組織條件，避免影響冷卻塔的散熱效果。針對不同的循環冷卻水水質應採取化學（殺菌、滅藻等）、物理（過濾）的水處理方法，具有緩蝕、阻垢的水處理功能，減少管道和機組內的結垢、腐蝕。在一定的條件下，設定合用消防水箱，以減少消防水箱的清洗用水。利用消防試驗排水，將消防排水返回到消防水池。增加消防水池、消防水箱的水處理設備。2.4自動控制和計量建築中宜設定建築給排水自動化的監控系統（溫度設定與控制、水池、水箱的報警和監控）。變頻泵供水方式宜採用管網末端壓力表控制水泵轉速的運行方式。針對不同需要場所及使用條件，應加強給水用水量計量。住宅應設分戶水錶計量用水。居住建築節能改造應當安設分棟用熱計量和供熱系統調控裝置。公共建築應當設計並安裝用熱計量、室內溫度調控、多表遠程操控系統和供熱系統調控裝置。冷卻水補充水、鍋爐補充水、綠化用水、水景補充水、游泳池補充水、蒸汽應分別設定水錶計量。其他需要獨立計量的管道系統（如道路澆灑用水、汽車沖洗用水、地面沖洗用水等）宜設水錶計量。企事業單位、學生宿舍的公共浴室、淋浴間等宜刷卡（或採用紅外線、腳踏開關）來用水。在設備、材料的選用中，應選用節能型、節水型等節能高效的產品，應禁用淘汰產品。宜推廣化學建材，並執行國務院建設行政主管部門制定並公布的建築節能新技術、新工藝、新設備、新材料、新產品推廣目錄以及限制或者禁止使用能耗高的技術、設備、材料和產品的目錄。節水、節能型產品如：噴射式和壓力流衝擊式的節水大便器（沖水量≤6L/次）、免水沖小便器、陶瓷片密封水嘴、紅外線感應節水裝置、自力式平衡壓力恆溫混水閥、節能型熱交換器、飄水量小省電型冷卻塔、太陽能熱水器、高效率的水泵等；淘汰產品如：多層住宅、多層公共建築的生活給水管道禁止設計、使用鍍鋅鋼管；小區建設工程中禁止設計、使用埋地鑄鐵排水管和水泥排水管；城鎮新建住宅中淘汰砂模鑄造排水鑄鐵管。在工業建築中，應採用節水、節能的生產工藝和設備。注意加強設備與管道的保溫，應選用理化性能優良的保溫材料，並確保有效的絕熱層厚度。生活熱水管管道的經濟絕熱層厚度可參考表1.對於管內介質溫度在7℃常溫時，採用柔性泡沫橡塑的設計厚度應按防結露要求計算確定；對於管內介質溫度0～95℃的熱水管道不適宜採用柔性泡沫橡塑材料保溫。在水泵的設計選擇中，運行工況點應落在Q-H水泵曲線的高效端中，變頻泵的選用工況點宜落在高效端的右側。熱水鍋爐、熱水器、熱交換器等設備應高效率、節能，應採用優質的閥門、浮球閥等配件。在綠化用水中，儘量採用非生活飲用水，可採用雨水、中水等雜排水；儘量利用室外管道內水的余壓供水；綠化用水宜採用滴灌、噴霧等節水技術。在道路澆灑用水中，儘量採用非生活飲用水，可採用雨水、中水等雜排水，儘量利用室外管道內水余壓的供水方式。在汽車沖洗、地面沖洗用水中，儘量採用非生活飲用水，可採用雨水、中水等雜排水，並對沖洗用水回收利用。在游泳池用水、水景用水中，儘量循環使用，設定水處理裝置。3、建築給排水節能與功能、節水、經濟的關係。3.1節能與功能建築給排水節能套用技術是綜合套用的工程技術。在追求節能的同時，需要滿足建築給排水設計的基本功能要求，不能顧此失彼，失去功能要求的節能是沒有意義的。不要出現以節約能源和節約用水的名義做出一些既不節能、節水，也不環保的措施。問題解決的根本還在於節能價值觀的調整，設計應該樹立一種全面的系統價值觀念。建築給排水節能的關鍵是從系統的設計抓起。合理的系統設計需要既滿足使用功能又滿足節能要求。節能需要多種技術的綜合套用，結合建築的特點、地區的具體情況採取不同節能方式的組合。雨水收集與砂基滲水磚套用技術、生態污水處理系統與中水回用套用技術就是建築給排水節能與功能處理得較好的方式之一。同時，也需對因節能引起設計功能變化的問題進行處理。變頻調速技術（如變頻增壓給水設備等）節省了建築所耗電能，但由此產生的高頻諧波，對內壓較低的電器易產生衝擊而造成損壞，其節省能耗產生的經濟效益可能還不足以彌補損失。3.2節能與節水建築給水排水的節能技術也是綜合節水技術，建築給水排水的節能、節地、節水和節材潛力很大。建築給排水的節能和節水是相互聯繫的，在節水的同時往往也能達到節能的目的。建築給水排水的節能是重點降低長期使用時的總能耗，節水是重點考慮水資源的循環利用，節材是重點研究新型工業化和產業化道路。對生活水池的大小儘量按經濟、節地、節能的原則設計，從節水的角度出發，生活水池內採用釉磁塗料塗刷或採用不鏽鋼材料，確保衛生、減少水箱的污染和換水次數，以達到減少水資源的浪費，達到節能的目的。採用新型給水管道，如塑膠管、不鏽鋼管、襯（塗）塑鋼複合管等，同樣是在節約用水的同時，也節約了材料和能源。在居住區排水中套用塑膠檢查井技術，還可達到節地的目的。3.3節能與經濟建築給水排水的節能是需要經濟的投入，特別是建設初期。節能應強調建築整體的效益，根據功能目標、使用性能、經濟效益達到預期的目的。事實上，節能是一個相對的概念，經濟問題也是需要考慮的，節能的經濟性可以通過一定時期的運行來得到經濟回報。對於工程項目中建築給排水有明顯節能效果的技術措施，應進行節能量、投資額和投資回收期進行必要的經濟技術分析。設計在考慮技術、經濟效益的同時，還應該充分考慮節能的先進性。3.4節能與運行管理建築給水排水的節能需要加強與運行管理相結合。節能不僅僅停留在設計階段，用能系統的維護管理對節能有必不可少的作用。節能需要運行管理單位定期對建築物用能系統進行維護、檢修、監測、保養及更新置換，及時清除系統故障，保證用能系統處於節能狀態運行。分級配置給水計量表具，保證項目投運後能源消耗量的統計和管理的需要。日常運行能耗的降低是給排水節能的重要部分之一。合理安排運行方式和時間也可節能。如改變洗衣房的排班時間，利用電費峰谷的差異，節省電費。建築給水排水節能的途徑是多樣化的，建築節能不僅僅在於建築的外牆、採暖和空調、照明，給水排水的節能也是有一定的作用。雖然建築給排水在節能總量上有一定的局限性，但積土成山，風雨興焉；積水成淵，蛟龍生焉；勿以善小而不為，推廣建築給水排水的節能不僅是可取的，而且也一定能為建築的節能降耗做出貢獻。