现代建筑给排水系统节水节能设计探讨

王命雄

王命雄

深圳市梁黄顾艺恒建筑设计有限公司深圳518000

摘要：城市化的不断扩张，城市水资源也日益紧缺，采用节水节能措施，提升水资源利用效率，能有效缓解城市用水紧张问题。某住宅小区给排水系统本着环保节能的设计理念，采用节水节能设施，对雨水进行回收利用等措施，取得较好的节水效果。

关键词：给排水系统；节水措施；雨水回收；

我国是一个水资源缺乏的国家，且水资源分布不均，南多北少。随着城市化的快速扩张，及城市人口的大幅增长，城市水资源也变得日益紧缺。这里面固然有资源过于向城市集中，使得人口大量流入城市，也有经济发展不均衡，经济粗放式发展对节能不够重视等因素影响，造成城市资源不能满足人们生活需要。水资源作为生活的必备要素之一，尤其对于我们这样一个缺水的国家，对城市建筑采取相关节水节能措施实有必要。根据我国现行供水及建筑用水情况，建筑给水排水节能主要有以下几个途径。

1.中水、雨水回收利用

在北方缺水城市，一场大雨造成城市水淹是不可思议的，而这种现象在我国城市普遍存在。这需要我们对城市排水系统进行深刻反思，还要加强在雨季时对雨水进行收集净化，用于道路清洗、景观绿化等，减少对自来水的需求。

中水是指城市污水经处理设施深度净化后达到《城市污水再生利用生活杂用水水质》（GB/T1890—2002）的标准，能在一定范围内重复使用的再生水。因为人们通常把自来水叫作“上水”，把污水叫作“下水”，而中水水质介于两者之间，故称“中水”。

中水可作为工业冷却、农业灌溉和浇灌绿地、公用设施和住宅冲厕、河湖景观、道路降尘、洗车等非人体接触的用水。中水回用一方面可以大量减少自来水的消耗，另一方面也在一定程度上减少了污水总量，缓解了其对水资源的污染，是国际公认的“城市第二水源”。虽然中水处理系统投资和运行费用较高，但中水回用却是最有效的节水途径，是城市发展的必然趋势。

2.充分利用市政给水管网压力

2.1采用分区给水方式

我国市政给水管网压力一般为0.15～0.3MPa。合理利用市政管网压力，采用分区供水方式，可以减少二次加压能耗。如市政管网压力为0.2MPa，则3层及以下楼层可采用市政管网直接供水，3层以上采用变频供水设备供水。这样既不浪费市政管网余压又不至于使低楼层管网压力过高，造成能耗及水量浪费。

分区给水还可防止超压出流。给水配件前的静水压大于流出水头，其流量大于额定流量的现象。超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益，是浪费的水量。由于这种水量浪费不易被人们察觉和认识，因此可称之为隐性水量浪费。根据实际经验，分户水表位的工作压力限值为0.15MPa，静水压力限值为0.25MPa，压力大于上述限值时，就应采取分区或减压措施。

2.2使用无负压供水设备

无负压变频供水设备是在变频恒压供水设备上发展起来的，它主要由无负压调节罐（连通真空消除器）、水泵、气压罐、智能控制系统等组成。其工作原理：自来水管网的水直接进入调节罐，罐内的空气排入真空消除器，待水充满后，真空消除器自动关闭。

当自来水能够满足用水压力及水量要求时，设备通过旁通止回阀向用水管网直接供水；当自来水管网的压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器（或压力控制器、电接点压力表）给出启泵信号启动水泵运行。水泵供水时，自来水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水；在用水高峰期，自来水管网水量小于水泵流量时，调节罐内的水作为补充水源仍能正常供水，同时，空气由真空消除器进入调节罐，消除了自来水管网的负压。用水高峰期过后，系统恢复正常的状态。若自来水管网停水而导致调节罐内的水位不断下降，液位探测器给出水泵停机信号以保护水泵机组。

无负压供水不用建水池和屋顶水箱，占地小，节省投资且避免二次污染；有效利用市政水压，不浪费资源。但是设备要与市政管网直接连接，对设备的要求很高。

3.利用太阳能或热泵作为热水加热

3.1太阳能热水器

太阳能作为清洁能源，取之不尽，用之不竭，是节能的重要途径，我国大部分地区日照时间较长，均适合推广太阳能热水器。太阳能热水器是由集热器、保温储水箱、连接管道和控制系统组成。

太阳能热水器供热，在春、夏、秋季热水温度基本可满足家庭使用要求，冬季也可充分利用太阳能，节能效果明显；可多人连续使用。但是对水量需求大的用户，安装热水器占地面积要大；阴雨天使用时需用其他辅助加热设施。

3.2热泵热水系统

热泵是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的工程系统，主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。

热泵在工作时，把环境介质中储存的能量Q1在蒸发器中加以吸收；热泵本身消耗一部分能量，即压缩机耗电Q2；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热Q3。由此可以看出，热泵输出的能量Q3为热泵从环境中吸收的热量Q1与压缩机做功Q2之和，即Q3=Q1+Q2，因此采用热泵技术可以节约大量的电能。热泵系统除可实现对建筑物提供生活热水，还可供暖和制冷，一机多用，一套系统可以代替原来的锅炉+制冷机的两套装置，节省了建筑空间，也有利于建筑的美观。热泵机组制冷、供暖所需能量的3/4左右来自环境，另外1/4左右来自电力输入，从而减少一次能源的消耗。热泵不向室外排热风，减少城市热岛效应，对环境非常有利。另外，热泵机组运行更可靠、稳定，整个系统的维护费用也较锅炉+制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。

4.使用新型管材和节水型卫浴洁具

4.1使用新型管材

以往生活给水管道常使用的镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费，同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。现在通常采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管、PE管、PVC-U管等就能很好地解决此类浪费问题。阀门是建筑给排水中最常用的配件之一，其类型和质量的好坏也能影响用水的质量。一般来讲，截止阀比闸阀关得严，闸阀比蝶阀关得严。在同等条件时，我们应当优先选用更能够节水的阀门。

4.2使用节水型卫浴洁具

以前我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器，耗水量大。现已基本推广使用冲水量≤6L的坐便器，还有带两档冲水水箱的坐便器：冲小便时，冲水量为3L；冲大便时，冲水量为6L。在公共建筑中，采用延时自闭式水龙头、红外感应水龙头和红外感应大、小便冲洗阀等新型洁具，是有效的节水方法。这些龙头的出水时间可在一定范围内调节，且不需要人触摸操作，防止细菌的传播。

5.工程案例

某住宅区项目地上建筑由5栋10-19层高层住宅及其配套商业用房组成，设置2层地下室。项目总建筑面积约90104.36㎡，其中地下室面积约22680.78㎡。

本小区最高日生活用水量753m3，给水由项目市政给水管网引入，给水管压0.25Mpa。本工程给水系统竖向分为3个供水区，2层以下为1区，由市政给水管网直接供水；2～11层为2区，12～19层为3区，2～3区均采用变频泵组供水，变频泵组设置于负2层水泵房内。排水采用雨、污分流。

5.1给排水节能设计

1）采用太阳能集中热水系统，实现恒温、恒压，24小时供水。本工程屋顶设置平板型太阳能集热器，空气源热泵做补充热源，强制循环式全日制热水供应系统，设计水温60℃，外置热水管及设备均采用保温设计。屋面太阳能集热器安装面积计算方式如下：

2）雨水回收利用。深圳市全年降雨量接近2000毫米，雨水丰富。设置雨水收集、中水回收利用环保系统，将屋面和露天雨水收集处理，并蓄积在水景池内，回用于绿化和补充景观水池水量的损失，不仅有利于废水的就地再生、就地利用，同时也避免了过多地耗用电能和自来水，降低小区维护成本；同时还能降低城市热岛效应、防止水土流失以及减轻市政排水设施压力。

3）采用节水器具（表1）。

6.结语

建筑给排水工程中节能节水潜力很大，在设计中充分利用市政给水管网水头，应用太阳能热水器，合理控制超压出流，采用新型节水设备、新型热水循环系统，推广建筑中水回用和雨水再利用技术，可以取得良好的节水节能效益。

表1节水器具表

参考文献：

[1]李乔.浅析建筑中水回用的广阔前景[J].水利天地，2008.

[2]许萍，刘晓冬.节水型水龙头普及中的问题及建议[J].给水排水，2003.

[3]何强，柴宏祥.绿色建筑小区雨水资源化综合利用技术[J].环境工程学，2008.