譚明飛

(華南理工大學建筑設(shè)計研究院， 廣東 廣州 510000）

由于我國經(jīng)濟發(fā)展迅速， 能源消耗問題日益嚴重， 因此如何將節(jié)能理念應(yīng)用到日常生活中來， 是當前社會發(fā)展的重要問題， 尤其是在建筑工程這一能耗巨大的領(lǐng)域， 引入節(jié)能理念更是迫在眉睫。 因此本文重點討論節(jié)能理念下的建筑給排水設(shè)計， 結(jié)合建筑實際情況， 突出節(jié)水節(jié)能的設(shè)計特點， 并提出相應(yīng)的節(jié)能改進措施， 以響應(yīng)發(fā)展綠色經(jīng)濟的號召， 高效利用水資源， 促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑給排水工程管道組成結(jié)構(gòu)

1.1 管道敷設(shè)

現(xiàn)代建筑給排水系統(tǒng)主要由排水管道、 生產(chǎn)設(shè)備、 排污器具、 給水器、 局部處理構(gòu)造物、 抽升裝置、 清通裝置、 通氣管系統(tǒng)等部分共同組成。 在進行給排水系統(tǒng)排水管道敷設(shè)時， 需要采用一個彎曲半徑4 倍于管道半徑的90°彎頭或2 個同等規(guī)格的45°彎頭對排水管端部和排水立管進行連接， 并且應(yīng)在基礎(chǔ)板、 管道穿墻處以及穿樓板等位置預留一些孔洞， 以便排氣。 同時管道之間、 管道與墻之間須預留適當間距。 一般情況下， 應(yīng)將排水的橫支管通過暗埋法， 掩埋于結(jié)構(gòu)層與建筑墊層內(nèi)， 同時將廁所地面增高6 ～20cm， 以便在增高的地面填充層中安設(shè)輔助用水器具的水平主管道和連接管道， 接著在地面填充層的基礎(chǔ)上設(shè)置防水層和砂漿平層， 并在專用假墻內(nèi)裝設(shè)給排水橫管。

1.2 管道布置

在進行給排水系統(tǒng)設(shè)計時， 如果該系統(tǒng)采用的是下行上給的方式進行熱水供應(yīng)， 應(yīng)將回水立管與配水立管相連， 并保證上層連接點處于最佳配水點下方50cm處， 同時應(yīng)在管道底部裝設(shè)對應(yīng)的泄水閥， 并通過最佳配水點對管道進行排氣處理。 如果該系統(tǒng)采用的是上行下給的方式進行熱水供應(yīng)， 應(yīng)將循環(huán)管道與每個立管進行連接， 并在配水干管的頂端安裝具備消音功能的排氣設(shè)備， 降低給排水系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的噪音， 同時在管道底部增設(shè)帶有手動控制放氣閥的膨脹式水箱和排氣裝置。

1.3 管道保溫

給排水系統(tǒng)主要由回水立管、 水箱、 水溫控制設(shè)備、 供水立管、 機械循環(huán)回水干管、 供水干管、 貯水器等裝置組成。 由于給排水系統(tǒng)能耗較大， 并且需要對建筑物進行熱水供應(yīng)， 因此應(yīng)對系統(tǒng)內(nèi)的管道進行保溫處理， 以減少熱能損耗。

1.4 管道支架

為了均勻分配給排水系統(tǒng)的管道伸縮量， 應(yīng)通過固定支架法將給排水管道配置在自然補償管道及伸縮器的端口處。 同時應(yīng)以伸縮器標準補償量大于管道伸縮量為標準， 設(shè)定管道支架間距。

1.5 通氣管道系統(tǒng)

建筑給排水管道系統(tǒng)通過通氣管與外部相連， 系統(tǒng)通氣方式較復雜， 主要設(shè)備有器具通氣管、 專用通氣管、 結(jié)合通氣管環(huán)形通氣管、 伸頂通氣管、 副通氣管、 主通氣管等。

2 建筑給排水節(jié)能設(shè)計思路

通過科學測量， 對建筑內(nèi)給排水進行合理分區(qū)，并根據(jù)建筑特點選取合適的給排水系統(tǒng)系統(tǒng)， 可以更好地實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計。 在高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計過程中， 合理劃分給排水系統(tǒng)區(qū)域， 分區(qū)設(shè)置減壓閥， 盡量不對減壓閥進行串聯(lián)設(shè)置， 以便實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計。 在進行給排水系統(tǒng)選擇時， 應(yīng)結(jié)合建筑特點， 查閱相關(guān)資料， 通過詳細計算， 充分利用市政壓力對建筑進行給排水， 避免水泵在低水壓情況下運作， 降低系統(tǒng)能耗。 同時可以將各種供水系統(tǒng)進行組合利用， 根據(jù)建筑特點、 實際施工情況， 實現(xiàn)給排水系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計。

2.1 給排水系統(tǒng)選擇

由于熱水制備能耗占建筑給排水系統(tǒng)能耗的85%以上， 因此選擇合適的熱水系統(tǒng)對節(jié)能理念的實現(xiàn)具有現(xiàn)實意義。 應(yīng)根據(jù)建筑特點及用水情況， 擇優(yōu)選擇熱源， 并考察建筑水壓， 合理設(shè)計熱水系統(tǒng)， 根本上降低給排水系統(tǒng)能耗， 同時優(yōu)化了節(jié)能管理細節(jié)。 在設(shè)計好熱水系統(tǒng)后， 應(yīng)結(jié)合熱水系統(tǒng)特點， 選擇合適的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)， 接著進行分質(zhì)供水設(shè)計， 并結(jié)合節(jié)能理念， 設(shè)計水循環(huán)利用系統(tǒng)以及雨水回用系統(tǒng)。

2.2 水資源節(jié)能設(shè)計

在建筑給排水系統(tǒng)中增設(shè)節(jié)水系統(tǒng)， 是實現(xiàn)給排水節(jié)能的重要方法， 同時也是最直接、 最簡便的節(jié)能手段。 目前我國大多數(shù)建筑的給排水系統(tǒng)供水管線都存在不同程度的老化現(xiàn)象， 且節(jié)水系統(tǒng)安裝率普遍較低， 導致建筑給排水節(jié)能效果低下。 因此在進行建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計時， 須根據(jù)建筑特點、 供水管線水壓等實際情況增設(shè)節(jié)水裝置， 從管道、 閥門、 水壓多角度、 全方位地進行水資源節(jié)能設(shè)計， 科學合理的融入節(jié)能理念。 由于在我國建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計中， 管道和閥門這兩種配件使用量較大， 且易受水流侵蝕， 因此在進行建筑給排水節(jié)能設(shè)計時， 須選用抗腐蝕性高的防水型材料作為管道閥門的配件材料。

2.2.1 變頻水泵設(shè)計

目前我國建筑給排水系統(tǒng)一般配備有計量水表，但缺少編程和自動控制技術(shù)的有效運用， 容易造成嚴重的水資源浪費情況。 因此在設(shè)計建筑給排水系統(tǒng)時， 應(yīng)合理運用節(jié)能技術(shù)， 結(jié)合中水系統(tǒng)， 在建筑給排水系統(tǒng)中安裝變頻水泵， 實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)和供水功能。 在建筑給排水系統(tǒng)中加入變頻水泵設(shè)計， 可有效實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能功能。 同時為了貫徹節(jié)能理念， 在變頻水泵的實際設(shè)計過程中， 應(yīng)將變頻調(diào)速技術(shù)、 可編程序控制技術(shù)、 水位顯示控制技術(shù)、 壓力傳感技術(shù)進行綜合利用， 設(shè)計出多位一體的變頻水泵系統(tǒng)， 將使給排水系統(tǒng)電能消耗降低20%， 水資源消耗降低9%， 有效實現(xiàn)建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)能功效。

2.2.2 中水系統(tǒng)設(shè)計

對建筑給排水系統(tǒng)中的中水系統(tǒng)進行科學合理的優(yōu)化設(shè)計， 可以有效降低污水污染， 減少水資源消耗， 實現(xiàn)節(jié)能目的。 在進行中水系統(tǒng)設(shè)計時， 須根據(jù)建筑中水水質(zhì)、 水流量和回用水質(zhì)要求等因素， 結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及建設(shè)經(jīng)費， 經(jīng)過詳細比對后確定回用處理工藝， 一般情況下使用生物—物化流程進行水質(zhì)回用。 在建筑給排水系統(tǒng)中增設(shè)中水系統(tǒng)， 可降低建筑40%左右的水資源消耗， 同時對污水進行有效回用，以達到節(jié)能目的。

2.2.3 雨水回用設(shè)計

由于建筑給排水系統(tǒng)在運用過程中， 會排放不少廢水、 污水， 嚴重污染環(huán)境， 同時與雨水混合后， 會并進一步降低給排水水質(zhì)， 因此設(shè)計雨水回用裝置，與中水系統(tǒng)進行配套使用， 是現(xiàn)代建筑給排水節(jié)能設(shè)計的重點項目。 同時雨水回用技術(shù)操作簡單， 投入資金少， 只需將建筑頂部的雨水經(jīng)過簡單過濾沉淀后即可投入給排水系統(tǒng)， 進行循環(huán)利用。 但是由于地面雨水所含雜質(zhì)較多， 須經(jīng)過嚴格過濾后才可投入使用。在經(jīng)過雨水的初期棄流操作后， 設(shè)計2 組過濾裝置，對雨水進行沉淀處理后， 并對水質(zhì)進行嚴格檢測， 確認檢測結(jié)果符合給排水標準后方可投入使用。 同時，將雨水回用裝置與中水系統(tǒng)進行合理搭配， 利用重力能、 生物能和太陽能設(shè)置微生物過濾分解系統(tǒng)， 對水質(zhì)進行凈化處理， 以達成建筑污水零排放、 雨水合理收集利用的節(jié)能環(huán)保目的。

3 建筑給排水節(jié)能措施改進

3.1 合理控制超壓出流量

合理控制超壓出流量， 可以有效提高建筑給排水系統(tǒng)的水資源利用率。 該措施通過對建筑內(nèi)配水點進行水壓控制， 將壓力控制在能維持建筑水能需求的范圍內(nèi)， 以起到節(jié)約能源的目的。 在進行措施改進時，須嚴格按照建筑給排水系統(tǒng)要求進行排水管網(wǎng)設(shè)計，保證建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)的橫豎向分區(qū)與室外給水系統(tǒng)合理搭配， 協(xié)調(diào)運行， 通過測定橫豎分區(qū)用水量、 排水系統(tǒng)管道質(zhì)量， 在保證維修方便的前提下， 合理計算給水壓力大小。 如果排水系統(tǒng)的橫豎分區(qū)位于給水系統(tǒng)的低處， 應(yīng)對室內(nèi)衛(wèi)生器具的靜水壓進行合理控制， 一般住宅樓、 醫(yī)院和酒店的靜水壓為 300 ～350kPa， 高層辦公建筑靜水壓為 350 ～450kPa。 同時在進行建筑給排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中， 要綜合考慮建筑物高度、 建筑面積、 水泵性能以及室外管線壓力等因素， 合理設(shè)計建筑物分區(qū)水壓， 以起到節(jié)能目的。 由于市政管網(wǎng)系統(tǒng)存在一定的水壓不穩(wěn)情況， 無法保證建筑用水量， 為了貫徹節(jié)能理念， 應(yīng)對供水方式進行優(yōu)化。 可供使用的供水方式有水箱供水方式、 水泵-水箱供水方式、 水池-水泵供水方式， 以上方式可以較大程度上穩(wěn)定水壓并實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能功能， 并且該類供水方式下用水點的壓力起伏值也比一般供水方式的壓力起伏值低。 并且隨著科技進步， 可以利用多元化的節(jié)水設(shè)備， 對水壓進行合理控制到控制水的流量，比如在水表前端安裝節(jié)水閥門或節(jié)水塞， 可以起到控制水流量的效果。

3.2 太陽能給水加熱

太陽能具有可再生、 無污染等巨大優(yōu)勢， 是應(yīng)用廣泛的新型綠色能源， 將其應(yīng)用到建筑給排水設(shè)計中， 進行給水加熱， 可以有效節(jié)約能源， 并且根除了傳統(tǒng)方式下給水加熱造成的環(huán)境污染現(xiàn)象。 因此在進行建筑給排水節(jié)能設(shè)計時， 應(yīng)合理運用太陽能加熱裝置， 并結(jié)合建筑給排水管網(wǎng)特點、 居民生活用水習慣， 對太陽能加熱裝置進行合理配置和優(yōu)化， 對太陽能給水加熱技術(shù)進行合科學合理的設(shè)計優(yōu)化， 同時可以通過單獨布置太陽能加熱裝置的方式， 結(jié)構(gòu)高層建筑給水加熱難題。 充分利用太陽能給水加熱技術(shù)， 對降低建筑給排水能量損耗， 貫徹節(jié)能理念， 促進綠色經(jīng)濟發(fā)展有著現(xiàn)實意義。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展， 綠水青山就是金山銀山的節(jié)能觀念已深入人心， 由于傳統(tǒng)模式下的現(xiàn)代建筑給排水設(shè)計易造成水資源浪費及污染， 因此對當前建筑給排水設(shè)計方案進行合理改進， 對節(jié)能理念的實施有著重要意義。 本文通過分析建筑給排水管道特點， 對給排水系統(tǒng)進行相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計， 并提出一定的改進措施， 以期減少建筑給排水系統(tǒng)能耗， 促進水資源循環(huán)利用， 響應(yīng)國家節(jié)能減排號召， 實現(xiàn)我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。