试论建筑给排水节水节能设计措施

摘 要：在能源和水资源日趋紧张的今天，低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势，建筑给排水设计中的节水节能是实现低碳建筑一个重要环节。文章主要分析了我国水资源的现状，并从供水管网的划分、给水加压方式、管材选用、节能设备、热水与雨水利用等方面探讨了建筑给排水中的节能节水措施。

关键词: 建筑 给排水设计节能 措施

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

1 建筑给排水节能节水设计的必要性

我国是一个水资源短缺而人口众多的国家，据资料显示全国人均水资源占有量只相当于世界人均水平的1/4，是全世界比较贫水的国家之一。目前在全国666个建制市中，有330多个城市不同程度的贫水，其中严重缺水的达108 个，每年因缺水而影响的工业产值2300亿元。因此，如何在给排水设计中采用合理措施以达到节能节水的目的，对我国的经济建设具有重要意义。

2 建筑给排水节能节水设计措施

2.1合理划分供水管网

在建筑给排水设计中，常将市政水直接引入生活贮水箱，特别是贮水箱位于地下室时更是浪费市政管网的可用水头。各地区市政管网的压力有所不同，一般市政给水管网压力在 0.2~0.4MPa 之间，能满足3~5层多层建筑的供水压力，在实际设计中一般建筑均为五层以上，供水要求二次加压。合理利用市政管网的压力，采用分区供水方式和新型供水设施，可以有效减少二次加压能耗。例如高层建筑的下面几层用水量较大的公共服务商业设施可单独分区，利用市政管网的压力直接供水，既充分利用市政管网压力又减少生活水箱容积。供水中采用新型无负压供水设施也可起到充分利用市政管网压力的作用。

2.2 合理选择给水加压方式

（1）变频给水方式。流程是自来水水箱或水池 水泵用户。在20世纪的 90 年代经常采用，优点是供水压力恒定，取消了高位水箱，避免了水质污染。缺点是没有利用自来水管网的压力，投资较高，占地面积较大，运行管理麻烦，保留了水箱或水池，产生水质的二次污染。

（2）无负压给水方式。流程是自来水 稳流补偿器 水泵 用户。用户管道直接与自来水管网串接而不产生负压，取消了水箱、水池，避免了因水箱、水池的清洗或消毒及溢流等所产生的水量浪费，节水效果较好；同时彻底解决了二次供水的水质污染问题。当自来水管网压力达到用户给水系统所需要的供水压力时，水泵进入休眠停泵状态，自来水管网经旁通管直接向用户供水，利用自来水管网压力达到节能的目的。

无负压给水方式在设计时，受某些条件的制约，如自来水管网的水量、水压以及电源情况等经常停电、停水，或者是对有毒物质、核工业、辐射、生化等危险品进行加工、制造、贮存的二次供水场合不适宜使用无负压给水方式。

综上所述，变频给水方式更为节能卫生，故推荐使用。无负压给水在使用中应充分考虑用户的实际用水情况及当地自来水部门的相关要求。

2.3 注重水泵设计参数的选择

设计中水泵的选择主要有以下几个方面：

（1）选择高效水泵并使工况位于高效区。另外大泵的效率一般比小泵要高，设计时尽可能选则大泵。

（2）搭配选择水泵。离心泵运行的高效区流量范围为(1―0.5)Q，建筑的用水量也是不断变化的，设计时注意选配几种大、小泵(一般不超过3种)，以适应用水量的变化。

（3）优先采用变频调速水泵供水。变频调速水泵可自动调节水泵转速，避免电机频繁启动，从根本上防止能源浪费，节电率可达30%~50%。

根据以上分析，水泵选型应在准确计算设计秒流量后进行，做到大小搭配，在高效区内选取合适的变频调速水泵。

2.4 使用节水节能型配水设备

（1）给水水嘴建议选择能限制出流率、陶瓷芯等密封性好的节水型水嘴。节水型水嘴和普通水嘴相比较，在水压相同的条件下，节水量为3%~50%，大部分在 20%~30%。

（2）厨房或卫生间的水嘴和龙头建议选择充气水嘴，可以有效节水，充气率一般在15%左右，即节水率在 15%左右。

（3）建议选择节水型便器，坐便器水箱容积不大于6L建议选择大、小便分档冲洗的产品，小便的冲水量一般为4L。

（4）公共场所建议选择感应式便器或延时自闭式冲洗阀和水嘴。延时自闭式冲洗阀在出水一定时间后自动关闭，可避免长流水现象。感应式阀门克服了上述缺点，避免了触摸操作，节水、卫生，但造价较高。

2.5 合理使用新型管材

随着新型节能管材的不断改进与创新，出现了很多可靠、安全、性能好，美观实用的新型复合管材。如用于高压干管的铝塑复合管、钢塑复合管、薄壁不锈钢管、铜管；用于支管管路的承压小的PP-R管PE管等，很好地解决了能源浪费问题。

设计时应根据具体使用的要求，合理选择能够满足供水系统工作压力要求的管材。例如用PN=1.25MPa 的PPR管替代PN=1.0MPa 管材，不但初期投资浪费，还会增加27%~29%的水头损失，产生能量浪费。

当计算所需的管径DN≥70mm时，建议选用衬塑钢管，相比PPR或PE管可减少30%以上的水头损失。

在管道连接方式上，尽可能采用局部水头损失小的连接方式，如PPR管，建议采用分水器分水，PE管建议采用三通分水或对熔连接，这样可减少大约20%以上的局部水头损失。

2.6 污废水处理使用及排放

建筑使用后的各种排水( 冷却排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等) 经适当处理后回收用于建筑作为杂用的供水系统，称为中水系统。对于用水量较大的高层或公共建筑物，从节水节能的长远利益来考虑，其排水系统宜采用优质生活废水和粪便污水分流体制，这样有利于优质杂排水的收集、处理以实现中水重复利用。实际经验表明每人每目直接用于饮食的水量一般不超过5 L，绝大部分的用水量是消耗在食物、衣物的洗涤、冲洗厕所、清洗地面和车辆。其中不直接接触人体的各种杂用水，约占总用水量的50%以上。也就是说，采用中水回用系统，在保证同样生活质量的前提下，现有的自来水供水量可节约30～50%，可见节水潜力很大。

2.7 利用热水供应系统及雨水系统

（1）热水系统的利用。利用太阳能系统制备热水，既节能又环保。多层住宅设计太阳能宜每户单独设置，在建筑的公共部位设置管道井，每户的太阳能进出水管均放置在公共管道井中，每户的太阳能集热板和储热水箱均设置在屋面，储热水箱需带辅助电加热功能。当日照不足时，热水由设在储热水箱内的辅助电加热系统提供。高层住宅可分户设置分散的太阳能热水器，每户的太阳能集热板放置在建筑外立面的向阳处，储热水箱需带辅助电加热功能，放置在阳台内。高层住宅也可把整个屋面布置成几组串连的太阳能聚热板，集中供热，在楼梯间顶部设置储热水箱间，储热水箱需带辅助电加热功能，热水上供下回，循环泵在水箱间内。

（2）雨水系统的利用。建筑物中收集雨水的一般做法是，用导管把屋顶雨水引入设置在地下的雨水沉砂池，沉淀后的雨水上清液流入储水池，再由水泵送入杂用水集中储水池，经加氯消毒后送入中水系统，水质较差的初期雨水不予利用。经过上述处理后，雨水作为一种可以用于城市绿化、厕所冲洗以及其他适合中水水质标准的用水。

3 结束语

总之，节水节能已成为给排水设计工作者的紧迫任务，各种节排措施也已成为国内外考评绿色建筑的重要方面。因此，应积极探索合理水资源应用、合理使用节水型卫生器具、合理配置供水压力和区域，充分利用太阳能、空气源热泵及管网余压等节能技术，可节约许多能耗及用水量，具有极高的经济价值和社会效益。

参考文献

[1]陈礼洪，程宏伟.从节能的角度分析给水管材的选用[J].福建工程学院学报,2009(8).

[2]夏伟光.二次供水节能与防止水质污染的对策[J].节能与环保，2010(1).