模块化排水节水分户中水系统技术介绍

水是生命之源、生产之要、生态之基，人多水少、水资源时空分布不均是我国的基本国情和水情。当前我国水资源面临的形势十分严峻，水资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题日益突出，已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。量水发展，人水和谐，已经贯穿到建筑工程设计、施工、运行、维护的全过程。因此，国家要求新建、改建、扩建项目做到节水设施与建筑主体施工“同时设计、同时施工、同时交付使用”即“节水三同时”。模块化排水节水分户中水系统已经成为多个地市政府“节水三同时”技术措施。

1 主要技术性能指标

对模块化排水节水分户中水系统是指将卫生洁具的排水横支管集成模块化，集同层排水与废水收集、储存、过滤、回用冲厕为一体的节水装置系统，有沿墙侧立式、降低楼面或地面抬高式，工厂化生产，现场装配。体现了以人为本的设计理念和循环利用的节约思想。

1.1 设计原理

目前，建筑卫生间依据用水性质可以划分为两级。对于自来水，盥洗用水水质自来水，冲厕用水为中水；排水可以分为废、污两类。盥洗器具排水为优质杂排水，马桶排水为污水。盥洗器具排水经过简单的处理，就可以满足冲厕用水标准要求。因此，卫生间内部实现分质分级排水和分质分级供水的是模块化同层排水节水系统的设计基础条件和依据。

1.2 产品分类与材质

1.2.1 分类

依据排水立管位置的不同，模块化排水节水分户中水系统分为下出水式和侧出水两种。

（1）排水立管穿越模块的为下出水式节水模块。下出水式模块化排水节水分户中水系统由节水模块、向坐便器供水的自来水管道、废水回用管道、水处理自动控制装置、立管穿楼板专用连接件和排水立管组成。

（2）排水立管位于模块的一端外侧，为侧出水式节水模块。侧出水式模块化排水节水分户中水系统由主模块、向坐便器供水的自来水管道、废水回用管道、水处理自动控制装置、立管专用连接件和排水立管组成。

1.2.2 材质及制作工艺

模块材料均采用UPVC工程塑料。模块箱体制作工艺分为槽体和顶盖两部分，槽体与顶盖连接焊接。槽体和顶盖均为整体注塑成型。

1.3 设计功能与特点

1.3.1 节水量高达生活用水总量的30%。

据统计，在每户的生活用水总量中，厨房用水占总量的20%，洗涤（洗衣、洗澡、盥洗）用水占用水总量的50%，冲洗大便器用水占总量的30%。本系统是将洗涤用水的50%收集、处理，然后用做冲洗大便器的水源。

1.3.2 水质安全可靠，不会造成户间交叉感染，户内卫生有保证。

（1）无共用管网，不存在户间交叉感染隐患。

（2）空气隔断安全可靠，不存在虹吸倒流引发的水质交叉污染隐患。

自来水和废水出水管均采用高于马桶水箱内溢流管管口3D（D为水件水管管径），这样，即时停水，马桶水箱内的水将无法形成倒流。

（3）智能化控制，定时消毒，确保水质安全。

在模块内设置了消毒盒、消毒管和水循环装置，通过在消毒盒内加入消毒缓释固体药剂“强氯精”（NKC-621三氯异氰脲酸（又称TCCA、强氯精），在模块内通过水循环装置定期将模块内过滤过的水进行循环消毒，确保水不变质，无异味，无细菌。

（4）自动定时排空设计，确保模块装置内部清洁卫生。

模块内设有虹吸排空启发装置，通过自动控制器控制排空装置的开启，实现定时虹吸排空；在模块自动控制器的设计中，采用了排空消毒联动设计，每次排空功能启动，消毒功能同时启动，确保模块内的水边排边消毒，保证箱壁和池底无污垢聚集。

（5）权威评估，水质安全可靠。

本系统经疾病预防控制所测试、评估，水质安全可靠，杀菌消毒措施满足安全要求。

1.4 系统维护管理费用低

（1）整个装置采用自动控制，自动实现废水回用，不需要人为操作。

（2））过滤系统采用自动反冲洗，滤网使用寿命为2年，更换滤网的价格为2元。

（3）消毒药剂每30～40天投加1次，每次费用约3元。

（4）整个系统的每月耗电量大约1kw/h。

1.5 模块化集成设计，解决 “裂、渗、漏、臭”质量通病

（1）模块化集成设计，根治管道渗漏。

模块化同层排水节水装置采用5-8mm厚UPVC注塑成型，一个卫生间排水横支系统就是一个整体模块，没有接头，不会渗漏。

（2）创新节点，防疏结合，根治楼板渗漏。

在穿越楼板部位，采用了独特的承口连接方式，根治降板区楼板积水渗漏难题。

2 设计技术要点

2.1 适用范围

适用于新建、改建、扩建的住宅、公寓、宾馆卫生间的排水和节水。

2.2 设计要点

2.2.1 卫生间设计时，应设计预留以下安装条件

（1）降板净深度不小于300mm。

（2）局部降板宽度：结构宽度宜为550mm，抹灰后安装净尺寸不小于500mm。

（3）排水立管设置在管道井内的，侧面排出管穿墙留洞尺寸为500mm（W）×180mm（H）；当遇到剪力墙时，应按照结构设计要求进行洞口加固处理。当遇到填充墙时，洞口顶部应设过梁支撑。

（4）排水立管设置在卫生间内的，预留排水立管穿楼板洞口，洞口尺寸不小于500mm×500mm，洞口应按结构设计要求设加固钢筋，洞口下部钢筋保留，上部钢筋切断或绕行。

（5）坐便器后方墙体预留自控系统安装所必须的穿线管和自控器保护盒，并预留电源接线条件。具体做法应符合CECS320：2012的要求。

2.2.2 卫生间地面防水措施应符合下列要求

（1）局部降板卫生间，降板区宜做刚性防水。

（2）全降板卫生间，降板区应做可靠防水及排水措施，并在防水层上方做保护层。具体做法应符合CECS320：2012的要求。

2.2.3 卫生间地面装修施工，遇到排水及中水回用管道接口，应采用节水模块专用配件连接。

3 与其它中水技术的经济比较

3.1 与小区中水节能减排效益比较

按照推广使用30万套作为基础数据比较，节能减排效益如下：

模块化排水节水方式比小区中水每户（三口之家）减少污水排放量为3m3/月。

模块化同层排水节水系统比小区中水具有两大直接节约效果。

（1）小区中水是只节约自来水，不减少污水排放量；模块化同层排水节水系统是既节约自来水，也减少污水排放量。

（2）小区中水仍然需要向楼上输送，需要耗费电能，而且生活恒压持续输送；模块化同层排水节水系统不需要输送耗能。

所以，使用模块化同层排水节水系统，比小区中水具有如下节约（表1）：

3.1.1 材料节约比较

根据《给排水设计手册 第10册》建设水处理设施消耗的材料大约：水泥350kg/m3水，钢材75kg/m3水。

采用模块化同层排水节水系统比小区中水系统具有如下节材效果（表2）。

3.1.2 节电量计算（表3）

3.1.3 碳减排计算

自来水制水单耗约0.3kwh/m3水；（主要为动力消耗，而产生1kwh电产生CO2约1kg，即生产一吨水排放的CO2约0.3kg。

处理1吨中水耗电量约0.76kwh/m3，

二级污水处理平均耗电指标0.25kwh/m3水，即处理一吨污水动力消耗所排放的CO2约0.25kg。碳源转化所排放CO2约0.55-0.85kg/m3水。

水泥折合二氧化碳的系数为：0.53tCO2/t

钢材折合二氧化碳的系数为：0.68tCO2/t

（表4）

3.1.4 节能减排效果比较结论

采用模块化同层排水节水系统技术方案，比小区中水具有更好的节能减排效果。按照在北京市保障性住房中，推广使用30万套计算，可以实现如下节能减排效果；

减少污水排放及处理量：1080万立方米/年。

减少中水制水量：1080万立方米/年。

减少水处理及中水输送耗电量：1414.8万度/年。

减少二氧化碳排放量：2008.8 万吨。

3.2 安全性比较

3.2.1 水质组成成分风险比较

中水是污水经处理后的水。原水的组成成分，决定着处理工艺的复杂性，工艺的处理能力，决定了水质的安全性。原水的组成来源及成分的复杂性、广泛性，决定着水质的污染风险大小。原水来源越广，水质成分越复杂，处理难度越大，水质风险越大（表5）。

3.2.2 终端用户对水污染的控制能力比较

用户对污染的控制能力，决定水污染的风险大小，住户对污染的控制力强，污染的风险就越小，反之，风险越大。

依据当前产权划分方式，户内管道的维护有终端用户负责。用户对中水水质及管网泄露污染的控制能力（表6）。

3.2.3 水质安全监管风险评价

监管是一种责任，监管也存在风险。公共系统涉及公共安全，凡属于公用或共用设施，都需要监督和管理。市政中水和小区中水都涉及到共用管网，涉及水质监管、管网安装质量、管网正确连接、管网正确标识等多个监管点（表7）。

3.3 经济性分析

模块化排水节水分户中水系统属于同层排水、单立管技术、分户中水技术的集成技术，适宜于住宅产业化，质量有保证。分户中水套内回用，符合“就地、分散、源头、微循环”处理的绿色设计理念，耗电最低，全寿命周期投资最小、节能减排效果最为显著，且具有小区中水不可比拟的“入住即通、随主随用”的节水优点，不受入住率限制的突出优点。

4 社会环境效益

4.1 安全节水

模块化同层排水节水系统属于户内优质杂排水处理回用，水质成分单一，无外来细菌病毒等微生物入侵，不存在户间交叉感染的安全优势；没有公共管网，不存在水质交叉污染风险。业主对水质可控能力强，属于业主自我管理。物业、承建方、管理方没有监管责任，不存在监管风险。

4.2 经济

经济比较分析表明，模块化同层排水节水系统是集成装置，充分利用了户内优质杂排水的特点和卫生间用水水质有别的特性，采取了“就地回收、就地处理”的技术方案，不需管网，不占土地，充分与建筑设计结合，不但降低了土建成本，而且还提高了卫生间空间利用效果。与小区中水技术相比，每户可节约2145～3768.84元。按照30万套计算，可节约9亿元。

4.3 绿色可持续发展

模块化同层排水节水系统比小区中水具有较高的减污优势，长期运行无需恒压输送，节电、减碳效果明显。符合绿色环保低碳可持续发展要求。

4.4 管理方便，多方受益。

（1）对业主

① 卫生间内空间比全降板方案可以节约0.54立方米。

② 卫生间层内3/5以上的空间层高都在2.5米以上。

③ 中水系统日常维护只需定期投药，维护简单；不交中水费。

④ 排水系统排堵、清通方便快捷，减少“堵漏”烦恼。

⑤ 卫生间空间合理利用，排水系统无噪音，美观舒适。

⑥ 水质安全放心，不存在中水误饮误用隐患和水交叉污染隐患。

⑦ 具有较好的可改造性，依据需要能移动器具位置。

⑧ 卫生间室内排水系统与住宅同寿命，无二次更换麻烦。

（2）对物业

① 作为中水系统，物业无需管理和维护，减少了物业收费风险和与业主的纠纷。

② 作为排水系统，堵漏维护量大大降低。

③ 降低了后期维护成本。

（3）对房屋管理单位

① 减少后期管道维护工作量，降低运营维护成本支出。

② 减少了监管和管理风险。

③ 提高了房屋的品质和服务。

④ 降低了建设成本。

（4）对政府和社会

① 节约水资源，减少水污染，有利于环境保护。

② 为老百姓建设了“绿色低碳生活方式”的住宅，切实落实了“全面节约、共同行动”和“节能减排进家庭”。

③ 减少因维修导致的邻里纠纷，降低政府管理成本，有利社会和谐。

4.5 便于住宅产业化

模块化同层排水节水装置属于同层排水节水集成装置，工厂化生产，现场装配的集成部品。现场安装快速简单，质量可靠。

5 工程实例

模块化排水节水分户中水系统已经在河南、安徽、河北、山东、山西等地推广应用。工程实例有：聊城金柱月亮湾、东营格林星城小区、安徽铜冠冠花园小区等国家康居示范工程和中原油田经济适用房工程。

6 结语

推广使用模块化同层排水节水系统――分户中水与同层排水集成技术，不但具有技术可行性，而且经济效益、社会效益均十分突出，且符合国家节能减排政策，是一种可以快速落实全民参与、共同节约、倡导居民践行节约、贯彻落实科学发展观的技术部品。