張睿智

（中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司，北京 100013）

1 引言

近些年，我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步不斷加速，城市人口數(shù)量呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，城市居民生產(chǎn)生活用水量明顯增加。但事實(shí)上，我國(guó)各地城市環(huán)境并不樂(lè)觀，水源污染問(wèn)題十分嚴(yán)重，這不僅顯著增加了城市污水處理壓力，也降低了水資源的利用效率。各級(jí)政府高度重視環(huán)境污染問(wèn)題，認(rèn)識(shí)到改善環(huán)境的必要性與迫切性，高度重視建筑節(jié)能減排設(shè)計(jì)及建設(shè)情況。從某種程度上講，節(jié)能減排是一項(xiàng)難度系數(shù)很大的工程項(xiàng)目，不僅要做好日常宣傳管理、相關(guān)法律與規(guī)定的完善工作，還要運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)加強(qiáng)節(jié)水控制，以使我國(guó)建筑節(jié)水工程獲得更好的發(fā)展。

2 建筑給排水設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的必要性

將節(jié)能減排理念融合至建筑給排水設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有益于改善當(dāng)前我國(guó)人口基數(shù)龐大、水資源地域分布不均衡的用水現(xiàn)狀。具體而言，給排水節(jié)能減排設(shè)計(jì)的重要性主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1）推廣及運(yùn)用節(jié)能減排理念對(duì)社會(huì)健康長(zhǎng)久發(fā)展能起到一定的促進(jìn)作用。水資源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要條件之一，但是現(xiàn)實(shí)生活及生產(chǎn)中水資源過(guò)度浪費(fèi)的問(wèn)題比比皆是，長(zhǎng)此以往會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成制約。故而，建筑領(lǐng)域應(yīng)主動(dòng)強(qiáng)化節(jié)能環(huán)保意識(shí)，完善給排水設(shè)計(jì)方案，減少不必要的水資源浪費(fèi)問(wèn)題。

2）節(jié)能減排理念有益于提高人們生活水平。人們生活質(zhì)量的提高不僅體現(xiàn)在滿足物質(zhì)生活需求方面，也體現(xiàn)在精神需求方面。在倡導(dǎo)全面環(huán)保的社會(huì)背景下，人們自覺(jué)強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)，落實(shí)節(jié)能減排理念，可以更好地改善環(huán)境質(zhì)量，保證人們的身心健康。

3）節(jié)能減排理念有益于保護(hù)社會(huì)環(huán)境。在建筑給排水施工實(shí)踐中合理運(yùn)用節(jié)能減排技術(shù)可以節(jié)省水資源，還能有效處理部分排放物，進(jìn)而使城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到更有力的保障。

3 建筑給排水設(shè)計(jì)現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題

由于管道接口施工工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求引起的滲漏問(wèn)題是當(dāng)前建筑給排水設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的情況，還存在由于水龍頭自身存在質(zhì)量缺陷而時(shí)常出現(xiàn)關(guān)水不嚴(yán)的現(xiàn)象。如果以上狀況長(zhǎng)時(shí)間不被解除，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致大量的水資源浪費(fèi)，增加排水系統(tǒng)后期運(yùn)維管理費(fèi)用。引起以上現(xiàn)象的原因主要有[1]：

1）沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求合理選用管材；

2）參建方為縮短工期，盡早交工，省略了部分施工流程；

3）沒(méi)有重視廢水的回收利用，特別是居民生活廢水、雨水的再循環(huán)回收利用效率低，直接造成一些可循環(huán)利用的水資源流失。排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠合理直接影響建筑內(nèi)廢水利用效率，一方面增加了市政污水管網(wǎng)的運(yùn)行壓力，另一方面也不利于環(huán)保型社會(huì)的建設(shè)與發(fā)展。

4 基于節(jié)能減排的建筑給排水設(shè)計(jì)策略

4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)管道布置

滲漏被公認(rèn)為是造成給排水系統(tǒng)內(nèi)水資源浪費(fèi)的“罪魁禍?zhǔn)住?，可以采用科學(xué)選擇管材、管件的方式解決以上問(wèn)題，有針對(duì)性地優(yōu)化管道布置方案，從根本上提升整個(gè)給排水系統(tǒng)施工的科學(xué)性。在具體設(shè)計(jì)前，要指派技術(shù)人員深入調(diào)查給排水施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，明確項(xiàng)目所在地的水文與土質(zhì)情況，掌握建筑項(xiàng)目的實(shí)際建設(shè)情況，確保管道、管件布設(shè)的合理性，配合適宜的方法延長(zhǎng)管材、管件的使用壽命。具體可以嘗試采用如下辦法[2]：

1）嚴(yán)格篩選管材、管件的質(zhì)量與型號(hào)，確保其符合給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力及水量要求，只有這樣管道才能取得良好的使用效果；

2）根據(jù)本地自然環(huán)境特征，為給排水管道增設(shè)保溫、防腐等有關(guān)措施，借此方式確保管道使用安全，延長(zhǎng)使用壽命；

3）認(rèn)真研究分析管道接口的處理工藝，結(jié)合給排水系統(tǒng)功能要求等做出改進(jìn)，有纏繞防水膠帶或需涂裝密封材料需求的位置要重點(diǎn)標(biāo)注，防止其后期使用時(shí)出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。

4.2 選用節(jié)水型衛(wèi)生器具

為了節(jié)省更多的水資源，并提升水資源利用率，需要合理選用衛(wèi)生器。實(shí)踐表明，傳統(tǒng)衛(wèi)生器具應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)問(wèn)題，故而急需對(duì)衛(wèi)生器具進(jìn)行更新?lián)Q代，在經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)盡量選擇節(jié)水效果較好的衛(wèi)生器具，利用其減少水資源的損耗量。選用節(jié)水型水龍頭。當(dāng)前水龍頭是各家各戶的必備生活用品，但是目前節(jié)水龍頭生產(chǎn)存在著質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)、檔次有待提高等實(shí)際問(wèn)題。研發(fā)節(jié)水型水龍頭設(shè)計(jì)方案，提升產(chǎn)品質(zhì)量是節(jié)能節(jié)水的重要舉措之一。設(shè)計(jì)者及相關(guān)部門(mén)要積極向各建設(shè)單位推薦應(yīng)用高檔、質(zhì)量?jī)?yōu)良的水龍頭產(chǎn)品。

針對(duì)公共場(chǎng)所的衛(wèi)生間，不建議應(yīng)用無(wú)控式花管長(zhǎng)流水的小便槽，建議運(yùn)用感應(yīng)式水嘴、自閉式?jīng)_水閥。這種非接觸式設(shè)計(jì)不僅干凈衛(wèi)生，還能取得良好的節(jié)能節(jié)水效果。

4.3 科學(xué)選用二次供水設(shè)備

在科學(xué)技術(shù)日新月異的時(shí)代背景下，我國(guó)變頻高速供水已發(fā)展至變頻恒壓及變壓變量供水模式，在科學(xué)分析設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)性能及節(jié)約特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑使用功能要求，選用適宜的二次供水裝置，通常會(huì)取得令人滿意的節(jié)能成效。變頻高速供水設(shè)備的工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單，主要采用變頻器調(diào)整電機(jī)的供電頻率，通過(guò)調(diào)整用水量的大小便能順利實(shí)現(xiàn)水泵的循環(huán)軟啟動(dòng)與無(wú)級(jí)調(diào)速。變頻恒壓供水系統(tǒng)用在市政水量不夠的情況下能取得較好效果，用戶需自設(shè)水箱時(shí)運(yùn)用，該系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是能儲(chǔ)備一些水源，當(dāng)市政停水時(shí)短期能正常供水，較好地應(yīng)對(duì)市政管網(wǎng)水壓水量改變帶來(lái)的影響[3]。變壓變量供水模式多用在市政水量充足時(shí)，準(zhǔn)許用戶直接由市政管網(wǎng)上吸水運(yùn)用，有效疊加市政水壓和泵組水壓的疊加，進(jìn)而取得更加理想的節(jié)能效果，但若出現(xiàn)市政管網(wǎng)停水的情況，整個(gè)建筑便會(huì)立即沒(méi)有水源供應(yīng)，應(yīng)對(duì)市政管網(wǎng)沖擊力相對(duì)較薄弱。

4.4 優(yōu)化熱水循環(huán)系統(tǒng)方案

為規(guī)避傳統(tǒng)熱水循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的“死水區(qū)”現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員要按照水力學(xué)有關(guān)理論計(jì)算出給水系統(tǒng)各個(gè)位置的運(yùn)行參數(shù)，技術(shù)條件允許時(shí)還可以嘗試運(yùn)用三維建模技術(shù)直觀地呈現(xiàn)熱水循環(huán)系統(tǒng)。利用建筑信息模型（BIM）技術(shù)不僅能快速、精準(zhǔn)地構(gòu)建建筑給排水系統(tǒng)模型，還能仿真模擬現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程。故而，設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用BIM技術(shù)完善熱水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，模擬系統(tǒng)工作狀態(tài)，由此掌握“死水區(qū)”的具體位置。此外，為確保建筑熱水長(zhǎng)時(shí)間處于良好的循環(huán)狀態(tài)，技術(shù)人員要認(rèn)真執(zhí)行循環(huán)水泵的選型工作，確保水泵的流量以及揚(yáng)程均符合給排水系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)需求。

4.5 完善水資源循環(huán)利用設(shè)計(jì)

具體設(shè)計(jì)實(shí)踐中，要適度提升水資源循環(huán)利用裝置的安裝比例，借此方式提升整個(gè)給排水系統(tǒng)的節(jié)水效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的有效保護(hù)?？梢試L試在建筑內(nèi)部開(kāi)展污水廢水分流設(shè)計(jì)工作，收集水質(zhì)好、水量大的淋浴等洗浴廢水，并將其統(tǒng)一排放到廢水回用系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)過(guò)處理后的水資源可以被用在沖廁、綠化、道路澆灑等領(lǐng)域，能明顯減少自來(lái)水的耗用量。也要積極做好雨水回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而提升屋頂、地面等雨水資源的收集利用效率，比如，屋頂綠化或局部地面運(yùn)用透水鋪裝等方法能夠就地回收利用雨水，處理后的雨水資源也可以作為景觀用水。

4.6 科學(xué)設(shè)計(jì)消防給水系統(tǒng)

眾所周知，生活給水與消防給水系統(tǒng)對(duì)水壓的要求存在著明顯差異，生活給水系統(tǒng)靜水壓力通常是300～400 kPa，消防給水壓力約為800 kPa[4]。鑒于以上情況，建筑給排水設(shè)計(jì)人員應(yīng)單獨(dú)布設(shè)消防給水系統(tǒng)，合理設(shè)定給水系統(tǒng)縱向分區(qū)壓力值，進(jìn)而減少水電資源的浪費(fèi)，并且要單獨(dú)設(shè)置消防貯水池，管理人員要定時(shí)更換貯水池內(nèi)的存水。

4.7 科學(xué)布置減壓閥

優(yōu)選高質(zhì)量產(chǎn)品。減壓閥是給水系統(tǒng)內(nèi)的核心元件，若其使用過(guò)程中突發(fā)故障問(wèn)題，會(huì)給整個(gè)建筑的供水帶來(lái)不良影響，一方面會(huì)增加水能、電能的耗損量，另一方面也會(huì)生成較大的噪聲，縮短配水器具的使用壽命。針對(duì)分區(qū)減壓閥，應(yīng)嚴(yán)禁串聯(lián)配置，否則會(huì)失去節(jié)能意義。結(jié)合既有規(guī)范的要求，要在一定范疇內(nèi)調(diào)整減壓比，比例式減壓閥的減壓比不可高于4。若減壓比過(guò)大，則提示閥前壓力偏高，能耗大，可能會(huì)顯著增加部分元器件的發(fā)熱量。面對(duì)以上情況，可以增設(shè)供水泵組，適度減小單個(gè)泵組的供水面積。按照規(guī)范選用性價(jià)比適宜的減壓閥，配套設(shè)施周邊不可以安裝旁通閥。

4.8 積極防控二次供水污染問(wèn)題

新時(shí)期下，國(guó)內(nèi)很多建筑企業(yè)為確保整個(gè)建筑物的供水水壓符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在給排水設(shè)計(jì)實(shí)踐中嘗試添加了二次供水設(shè)計(jì)方案，具體是在給排水系統(tǒng)內(nèi)布設(shè)儲(chǔ)水及供水設(shè)備，但事實(shí)上這些設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中很容易帶來(lái)水資源污染問(wèn)題。那么在設(shè)計(jì)建筑給排水系統(tǒng)施工方案時(shí)，相關(guān)人員要全面分析各種影響因素，在不影響系統(tǒng)運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，盡可能減少系統(tǒng)的儲(chǔ)水環(huán)節(jié)[5]。因?yàn)樽詠?lái)水水質(zhì)很容易腐蝕給排水系統(tǒng)的金屬管道，導(dǎo)致自來(lái)水內(nèi)氯離子、溶解性固體和礦物質(zhì)元素不斷減少，細(xì)菌數(shù)量不斷增加。故而，在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，應(yīng)選用不銹鋼管、鋁塑管、聚丙烯管等新型合成材質(zhì)管道，不可使用鍍鋅鋼管，盡可能減輕給排水管道對(duì)水資源造成的污染。現(xiàn)代建筑工程內(nèi)配置的水箱基本是用混凝土材料澆筑而成的，混凝土表層易滋生青苔、微生物以及細(xì)菌等，且鋼筋混凝土材料長(zhǎng)期使用后易銹蝕，嚴(yán)重污染水資源。為規(guī)避以上情況，給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，可以嘗試運(yùn)用玻璃鋼或不銹鋼材質(zhì)的鋼板水箱，并在水箱內(nèi)布置單層內(nèi)襯，嚴(yán)格按照規(guī)范做好水箱的密封工作。也要結(jié)合建筑實(shí)體的用水量及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定水箱的規(guī)格，定期清洗、消毒水箱，使建筑供水水質(zhì)更符合相關(guān)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況和廣大用戶的自身權(quán)益相關(guān)聯(lián)，在倡導(dǎo)發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的時(shí)代中，設(shè)計(jì)者應(yīng)積極將節(jié)能減排理念滲透到給排水設(shè)計(jì)工作中，加大新技術(shù)、新工藝等研究及應(yīng)用力度，盡早消除傳統(tǒng)給排水設(shè)計(jì)中存在的不足，全面提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，優(yōu)化整個(gè)建筑的建設(shè)效果，創(chuàng)造更理想的工程效益。