建筑给水排水在绿色建筑中的应用研究

随着人民生活水平的提高，对绿色建筑的要求也越来越高，节水节能及水资源的利用不仅是绿色建筑的的基本要求之一，更是我国的基本国策。

一节水系统设计及非传统水源利用

⑴让节水成为建筑给水排水工程师设计的基本理念之一。①“节水用水定额”是指采用节水型生活用水器具后的平均日用水量。而条文解释却是“节水用水定额”是供编写“节水设计专篇”中计算节水用水量和进行节水设计评价用。工程设计时，建筑给水排水的设计中有关“用水定额”计算仍按《建筑给水排水设计规范》的标准执行。笔者认为“节水用水定额” 应该与“用水定额”整合统一起来，在节水器具和节水措施的全面应用的基础上，不久的将来用水定额完全可以减小，随之带来的是给水系统管径的减小、材料的节约。②卫生器具的节水关键点是“限流”，只有产品的的出流量、一次用水量按《节水型生活用水器具》CJ164中的规定都作了具体限定的产品才能称作节水型器具。但当前节水型器具的选用还只是停留在设计的图纸上，建设方和用户是否选用了节水型器具却很难控制。相关的行业部门应该逐步让非节水型器具禁用、停产，当市场上只能买到节水型器具时，才能真正做到全面应用。③节水措施包括压力控制和减少无效冷水。设计上的合理性可以从源头上起到节水的效果。《节水标准》中提出“竖向分区内低层部分应设减压设施保证各用水点处供水压力不大于0.20Mpa（动压）。”这该规定需要在设计中引起高度重视，“控压节水”从理论到实践都得到了充分的证明，各种节水配件在压力越高的情况下，出流量越大。例如节水型水嘴在水压0.1Mpa，管径为15mm下，最大流量不大于0.15L/S；而当动压为0.22Mpa时，流量竟然达到了0.46L/S，无形中造成了被动浪费大量的水。目前比较有效地做法就是支管设置小型支管减压阀。循环系统的设置是否合理对缩短热水出水时间，减小无效冷水的浪费起关键性作用。《节水标准》中对热水出水时间做了明确规定：全日制集中供应热水的循环系统，应保证配水点出水温度不低于45℃的时间，对于住宅不得大于15秒，医院和旅馆等公共建筑不得大于10秒。设计上控制热水出水时间，进而达到减少了无效冷水的流失的目的。

⑵“非传统水源”是指不同于传统地表水供水和地下水供水的水源，包括再生水、雨水、海水等。非传统水源可用于景观用水、绿化用水、汽车冲洗用水、路面地面冲洗用水、冲厕用水、消防用水等。我国水资源严重匮乏，用水形式相当严峻，利用雨水、中水等非传统水源代替自来水等传统水源，已成为最重要的节水措施之一。中水处理设施在建设项目中的应用并不是很普遍，尤其在非水源型缺水的南方城市，究其原因主要是运行成本高，中水水价高于自来水水价。从保护环境的角度看，可以从城市污水厂的建设入手，增加深度处理环节达到中水水质标准后供给整个城市使用。《节水标准》中首次提出了建筑小区应采取雨水入渗、收集回用等雨水利用措施。雨水的利用有以下几个方面的功能：实现雨水资源化，用于景观绿化等杂用水，节省自来水；修复水环境及生态环境，强化雨水的入渗增加土壤的含水量和雨水回灌来提升地下水位；雨洪调节功能，土壤的入渗量的增加和雨水径流的存储都会减少进入雨水排除系统的流量减轻城市洪涝。建筑小区的雨水利用为城市节水开辟了一个新的领域，实现了我国给水排水领域的一个重要转变，把快速排出城市的雨洪转变为入渗、存储调节，保护环境，促进绿色住宅、生态住宅区的发展。

二节能与可再生能源的利用

⑴建筑给水排水的节能主要体现在给水系统竖向分区和分区标准选择是否合理以及供水设备的选择上。首先给水系统应充分利用城镇供水管网的水压直接供水，其次在给水系统竖向分区时兼顾整个小区建筑高度及用水量大小。例如笔者曾设计过的一个建筑小区，总共35幢楼，其中高度为15~17层的住宅共16幢、高度为10~11层的住宅共17幢、高度为2层的会所和商业楼各1幢。设计条件为市政压力可直供到3层，当地自来水公司不允许从管网上抽水。经过水量计算和管路的经济性比较，分为3个区：1~3层为低区，利用市政压力直接供水；4~11层为中区，变频水泵加压供水；12~17层为高区，变频水泵加压供水；超压部分局部支管减压。由于小区较大，生活水泵房距最不利用水点约400米左右，为了减少水压降，泵房出来的主干管和最不利建筑给水立管采用不变径的做法来减少水头损失；另外最不利用水点（设置在机房屋顶的太阳能系统的中间水箱），采用管道泵局部加压供水。这样水泵扬程可以降低10米左右，水泵功率相应也降低一级从而降低了水泵运行电费，节省了能源。建筑给水系统中，水泵的选择也应从节能的角度考虑。无负压供水设备可以充分利用市政管网压力叠压供水，在当地自来水公司批准的情况下优先选用。变频设备选型时，水泵的材质、质量的好坏直接关系到水泵在相同流量和扬程下功率的大小，优质的水泵的功率甚至只有劣质水泵功率的60%~80%，从而可以降低水泵运行电费，达到节能的目的。

⑵可再生资源的利用主要是太阳能在建筑热水系统中的应用。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，无需运输，对环境无任何污染，它将带领我们进入一个节约能源减少污染的时代。《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》（GB50346-2005）颁布实施后，在节能减排的的要求下，各省市地方政府也相应出台了一系列关于应用太阳能热水系统的地方标准、实施细则和政府文件，太阳能热水系统与建筑一体化应用得到了空前的发展，太阳能应用于热水系统上技术也得到了不断地创新。这些进步无疑是值得肯定的，但是对于很多省出台的政府文件中的规定“十二层及十二层以下的居住建筑全面应用太阳能热水系统”，笔者认为这个规定更像是一个节能减排的“政治任务”，这样“一刀切”的做法是否有效，需要实践来验证。首先我国每个地区的全年太阳能辐射总量分布是不均匀的，在对太阳能的利用上也应有所不同。其次在近几年来，很多大城市用地紧张，新建的住宅区建造都是11层以上的高层住宅。那么可能存在两个问题，其一假如该住宅小区只有高度为13层以上的住宅，那么这个小区就可以不做太阳能热水系统；其二假如该住宅小区大多数为高度为11~12层的住宅，而这个高度的住宅全面设置太阳能热水系统确却是最不经济的。例如，太阳能集热板统一设置在屋面，会造成系统管线过长，热损失量过大；如果分高低区设置，高区太阳能集热板统一设置在屋面，低区太阳能集热板设置在阳台但又很难满足冬至日不少于4小时的日照要求。不经济的系统不仅投资高而且运行费用也高，这就违背了绿色建筑设计的宗旨“最大限度地节约资源，适用和高效。”如果上述小区所有的楼不管高度为几层，从顶层开始往下的5层都设置太阳能热水系统，太阳能的利用率和系统的经济性都会更高。政策的出台应该是因地制宜从原则和方向上去把握，可限定建设项目清洁能源的“最低利用率”，这样在工程实施的过程中工程师可以针对每个项目的特点选用太阳能、空气源等清洁能源，也可根据具体建筑物的特点配置清洁能源使用系统，达到真正的高效、节能、节约造价。