文/陳娣 山東省城建設(shè)計院 山東濟(jì)南 250012
提高水資源利用率,緩解供水緊缺問題,應(yīng)大力發(fā)展綠色建筑,在建筑給排水設(shè)計工作中,謹(jǐn)遵綠色環(huán)保節(jié)能理念,優(yōu)化節(jié)能設(shè)計方案,以便于對用水量和污水排放量進(jìn)行合理控制。據(jù)調(diào)查了解,在建筑給排水設(shè)計中采用綠色環(huán)保節(jié)能技術(shù)可以節(jié)約20%到30%的水資源。不可忽視的是,在綠色建筑給排水設(shè)計中,使用節(jié)能技術(shù)必然會支出一定的成本,因此,要對這些成本進(jìn)行科學(xué)控制,確保綠色建筑節(jié)水設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性。
(1)在21世紀(jì),生產(chǎn)生活用水量持續(xù)增加,供水量不斷上升,加劇了供水矛盾。同時,國內(nèi)廢水排放量也在驟增,生活廢水排放量更多。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,2020年的生活廢水排放量多達(dá)510億t,占總排放量的70%,比2019年增加了5%。同時,水污染問題也很嚴(yán)重,用水現(xiàn)狀從原來的水量型缺水轉(zhuǎn)變成了水質(zhì)型缺水,主要原因是水質(zhì)環(huán)保工作不到位。
(2)部分建筑排水管道設(shè)計并不合理,排水設(shè)施無法順利排放大量的污水,這樣就很容易導(dǎo)致污水外流和路面積水問題。在部分建筑排水管道設(shè)計中,污水排放管道和雨水排放管道被并列為一體,這樣很容易導(dǎo)致雨天排水不暢問題。
(3)部分城市建筑給排水系統(tǒng)依然急需健全和完善,在設(shè)計給排水管道的過程中,沒有選用節(jié)能環(huán)保材料,給排水系統(tǒng)整體功能須待優(yōu)化。另外,當(dāng)前部分建筑給排水管理系統(tǒng)信息化建設(shè)還須待加強(qiáng),在很大程度上導(dǎo)致供水與排水效率低下,無法及時實現(xiàn)信息交流與溝通。
綠色節(jié)能建筑的最大特點是在建筑的各個環(huán)節(jié)都能夠體現(xiàn)其節(jié)能環(huán)保的觀念。在供水系統(tǒng)中,如何控制熱能的無效使用,降低水熱器、太陽能在加熱和散熱時消耗能源和熱源,需要結(jié)合用戶在水溫、水壓、用水量以及熱源供應(yīng)效果等因素進(jìn)行綜合考慮,選擇具備高效節(jié)能的加熱和貯熱設(shè)備。先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備是實現(xiàn)低碳節(jié)水的有效途徑。在熱水使用集中的綠色公共建筑中,需配備完善的熱水循環(huán)系統(tǒng),并對系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理,避免熱源的消耗,降低因加熱降溫造成的高碳?xì)怏w排放,從而推動綠色建筑低碳節(jié)水技術(shù)的有效應(yīng)用與發(fā)展。
全面做好建筑給排水節(jié)能設(shè)計工作,要謹(jǐn)遵綠色建筑環(huán)保節(jié)水評價標(biāo)準(zhǔn),深度融合低碳理念和綠色環(huán)保節(jié)能原則,做好節(jié)能性給排水管道系統(tǒng)設(shè)計工作,不斷改善建筑節(jié)水技術(shù)配置,在維持國民正常用水的前提基礎(chǔ)上對水污染和水資源浪費問題進(jìn)行嚴(yán)格地控制,適當(dāng)降低耗水量,努力促進(jìn)水資源循環(huán)利用效率的提高,對水資源進(jìn)行綜合利用。同時,要從科學(xué)的角度充分確保供水安全質(zhì)量,尤其是飲用水的質(zhì)量,全面做好水生態(tài)保護(hù)工作。此外,要針對水資源的運用,制定合理的規(guī)劃方案,不斷完善建筑給排水系統(tǒng)功能,科學(xué)控制建筑節(jié)水用水定額標(biāo)準(zhǔn)。
在綠色建筑環(huán)保節(jié)水評價標(biāo)準(zhǔn)體系中,一共涉及到了以下8個基本標(biāo)準(zhǔn):
(1)如果設(shè)計和安裝給排水管道的建筑屬于新建筑,而且正處于運營評價階段,在設(shè)計供水量時,應(yīng)確保平均日用水量與當(dāng)代綠色建筑節(jié)約用水的定額標(biāo)準(zhǔn)相符合。
(2)對于用水點的供水壓力,必須確保其不超過0.2MPa,這樣方能避免建筑供水系統(tǒng)出現(xiàn)超壓問題和出流問題。
(3)在建筑內(nèi)部浴室給排水設(shè)計工作中,應(yīng)科學(xué)采取節(jié)水技術(shù)方法,防治漏水問題。
(4)對于新建建筑,應(yīng)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特征和綠色環(huán)保理念,選用最合適的節(jié)水器具,努力提升這些器具的節(jié)水效果。
(5)對于綠化節(jié)水灌溉工作,應(yīng)合理設(shè)置相關(guān)設(shè)施,不斷提高灌溉設(shè)備的節(jié)水效果。
(6)針對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)水冷卻設(shè)備以及建筑地下車庫的沖洗設(shè)備,需要采取適宜的節(jié)水技術(shù)措施。
(7)如果建筑結(jié)構(gòu)類型不同,給排水設(shè)計也各有差異,應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)合理規(guī)劃給排水設(shè)計方案。
(8)充分利用非傳統(tǒng)水源,加強(qiáng)供水質(zhì)量安全保障力度。
在安裝綠色建筑節(jié)水技術(shù)設(shè)備的過程中,應(yīng)謹(jǐn)遵以下3個標(biāo)準(zhǔn):
(9)做好保水安裝設(shè)置工作,嚴(yán)格檢查供水管網(wǎng)質(zhì)量,以免出現(xiàn)漏損,適當(dāng)提升雨水的滲透量。如果建筑所處區(qū)域降雨量大,中水卻偏少,就要針對雨水積蓄安裝相應(yīng)的設(shè)備,科學(xué)采取中水利用方案。
(10)做好節(jié)水設(shè)計工作,選用合適的節(jié)水器具,一般來講,選用高效率節(jié)水器具效果更佳。對于小區(qū)內(nèi)的綠化灌溉工作,理應(yīng)安裝高效節(jié)水灌溉設(shè)備。
(11)提高水資源循環(huán)使用效率,做好水循環(huán)運用系統(tǒng)設(shè)置工作,促進(jìn)水資源運用的良好循環(huán)。對于綠化灌溉、景觀清洗和沖廁等非飲用水運用,其用水應(yīng)盡量選用雨水和中水,這樣有助于提高非傳統(tǒng)水源的訓(xùn)練利用率。
健全綠色建筑環(huán)保節(jié)水評價標(biāo)準(zhǔn)體系,應(yīng)注意做好節(jié)水技術(shù)項目管理工作,當(dāng)代綠色建筑節(jié)水技術(shù)管理項目主要分為以下3個子項目:
(1)控制項。這一子項目內(nèi)容主要是針對水資源循環(huán)使用方案的制定工作,對于不同類別的水資源,應(yīng)科學(xué)采取綜合運用方案;改善建筑環(huán)保型給排水系統(tǒng),給排水管道應(yīng)符合節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)要求,確保給排水系統(tǒng)的安全性、暢通性和節(jié)水性;做好建筑節(jié)水器具的安置工作。
(2)評分項。這一項目劃分細(xì)致,針對所含項目劃分了相應(yīng)的等級,并按照標(biāo)準(zhǔn)要求予以評分,內(nèi)容如下:
節(jié)水系統(tǒng)?;诮ㄖ?jié)水標(biāo)準(zhǔn)下,節(jié)水系統(tǒng)項目一共得分是35分,供水管網(wǎng)日用水量的總分是10分,控制管網(wǎng)漏損的分?jǐn)?shù)是7分,節(jié)水設(shè)備減壓限流的分?jǐn)?shù)是8分,分項計量的分?jǐn)?shù)為6分,建筑浴室內(nèi)部節(jié)水分?jǐn)?shù)是4分。
節(jié)水器具和相關(guān)設(shè)備。這一項目的總分是35分,其中,衛(wèi)生器具用水量總分為10分,小區(qū)內(nèi)部綠化灌溉節(jié)水所占分?jǐn)?shù)為10分,空調(diào)節(jié)水冷卻技術(shù)占10分,另外5分是其他用水設(shè)備節(jié)水效果。
非傳統(tǒng)水源運用效率。這一項目共計30分,非傳統(tǒng)水源的運用效率占15分,冷卻補(bǔ)水水源的總分是8分,小區(qū)景觀補(bǔ)水所用水源占7分。
(3)加分項。這一項目分?jǐn)?shù)只有1分,指出建筑所安裝的衛(wèi)生器具的用水效率都達(dá)到了國家針對當(dāng)前衛(wèi)生器具用水效率等級所制定的一級標(biāo)準(zhǔn)。
從基礎(chǔ)框架來看,綠色建筑給排水系統(tǒng)節(jié)水技術(shù)體系主要分為以下3層:
(1)建筑供水系統(tǒng)節(jié)水技術(shù)體系。這一層體系細(xì)分為3層:建筑給排水防管網(wǎng)漏損技術(shù)體系;給排水避免超壓出流技術(shù)體系;分項計量技術(shù)設(shè)計體系。
(2)節(jié)水器具與相關(guān)設(shè)備建設(shè)體系。該層次體系是有建筑室內(nèi)節(jié)水器具與室外節(jié)水器具共同組成。
(3)非傳統(tǒng)水資源利用技術(shù)體系。這一體系為雨水存儲運用技術(shù)體系和中水回收利用技術(shù)體系。
構(gòu)建完善的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計體系,優(yōu)化建筑給排水系統(tǒng),應(yīng)科學(xué)分析具體施工條件、降水特征、雨洪管理需求和整個城市給排水設(shè)計環(huán)境等,準(zhǔn)確的把握各項影響因素,在此基礎(chǔ)上制定詳細(xì)的設(shè)計方案,細(xì)化設(shè)計內(nèi)容。要順應(yīng)時代的發(fā)展特征,科學(xué)借助現(xiàn)代化信息技術(shù)、智能技術(shù)對建筑給排水設(shè)計方案進(jìn)行評判和分析,努力設(shè)計經(jīng)濟(jì)可行,節(jié)水效果良好、滿足雨洪管理標(biāo)準(zhǔn)和可持續(xù)發(fā)展要求的給排水系統(tǒng)。需要注意的是,信息數(shù)據(jù)是當(dāng)代建筑給排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)條件,信息內(nèi)容越完整,分析越透徹,則規(guī)劃設(shè)計就越合理、科學(xué)。因此,需要借助先進(jìn)的信息化技術(shù),對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與分析,建立完善的信息數(shù)據(jù)庫,全面收集城市建筑給排水管網(wǎng)布局、區(qū)域降水、給排水系統(tǒng)完善、給排水系統(tǒng)效果及作用等相關(guān)信息,通過共享和利用這些數(shù)據(jù)信息為建筑給排水環(huán)保節(jié)能設(shè)計提供參考。
做好建筑給排水設(shè)計工作,提高建筑節(jié)水效果,應(yīng)重視優(yōu)化供水管網(wǎng)技術(shù),改善管網(wǎng)結(jié)構(gòu),科學(xué)選用符合綠色節(jié)能環(huán)保理念的新型管材。目前,在建筑供水管網(wǎng)安裝設(shè)計中,做常用的節(jié)能型管材有以下5種:
(1)聚氯乙烯管。
(2)銅管。
(3)高密度聚乙烯管。
(4)鋁塑復(fù)合管。
(5)不銹鋼管。
以上5種管材具有良好的密封效果,可避免出現(xiàn)水資源滲漏問題。在設(shè)計和安裝綠色建筑供水管網(wǎng)的過程中,施工技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照建筑給排水設(shè)計環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和所處環(huán)境選用合適的管材和管件,做好管道的涂襯作業(yè),為管道安置完好的內(nèi)襯軟管,做好套管設(shè)計作業(yè),加強(qiáng)供水管網(wǎng)防腐力度。與此同時,在供水管網(wǎng)安裝施工過程中,應(yīng)注意加強(qiáng)基礎(chǔ)處理,優(yōu)化管道覆土保護(hù)方案,根據(jù)實際情況,對供水管網(wǎng)預(yù)埋深度進(jìn)行合理控制,這樣可有效提高供水管網(wǎng)施工效果。在安裝閥門時,應(yīng)盡量選用功能良好的蝶閥和軟密封閉閥,這樣可以對給水壓力進(jìn)行合理控制,以免產(chǎn)生持續(xù)高壓或者出現(xiàn)壓力驟變問題。
需要給建筑供水管網(wǎng)安裝高靈敏度的計量水表,定期對供水管網(wǎng)進(jìn)行檢測,認(rèn)真查看是否存在滲透問題。實驗表明,建筑供水管網(wǎng)計量水表的靈敏度和它的始動流量關(guān)系密切。普通水表的始動流量在 6-8L/h之間,如果水表的等級較低,始動流量可能會高于 10L/h,當(dāng)每小時的水流量累計大于10L,這一部分水量才會被納入計量。這樣很容易導(dǎo)致大量流失的自來水未被計量,如果水的滴漏速度是6L/h,每一個自來水用戶 在一天24h內(nèi)就會滴漏將近150L的自來水,一年所滴漏的水量高達(dá)55t,這樣的水資源浪費問題不容忽視。如果安裝了高靈敏度計量水表,就可以確保始動流量達(dá)到 2L/h的標(biāo)準(zhǔn),甚至更低。在綠色建筑小區(qū)安裝高靈敏度水表,能夠?qū)γ恳粦糇詠硭脩舻挠盟窟M(jìn)行精確監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)衛(wèi)生間和廚房水龍頭的滴水、漏水、跑水和冒水問題,幫助廣大用戶及時維修和更換用水器具。
應(yīng)重視全面做好供水管網(wǎng)水力模型更新工作,以便于精確統(tǒng)計水流量,減少水資源浪費。要注意對水量信息進(jìn)行及時更新。在國內(nèi)管網(wǎng)水力模型建模系統(tǒng)軟件應(yīng)用中,更新節(jié)點流量屬于重難點,關(guān)系著模型的精度。模型中所顯示的水量信息體現(xiàn)了實際用水情況,確保水量信息更新工作的及時性和準(zhǔn)確性方能發(fā)揮模型的作用,減少后期的模型校驗工作量。某城市對建筑供水管網(wǎng)水力模型進(jìn)行更新后,建立了公司營業(yè)收費系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,并將該數(shù)據(jù)庫信息作為節(jié)點用水量的統(tǒng)計數(shù)據(jù),根據(jù)相關(guān)節(jié)點區(qū)域所分配的需水量到各節(jié)點來決定用水量的地理分配結(jié)果。某市所配備的各類水表一共有119 萬余只,做好所有水表以及供水管網(wǎng)模型系統(tǒng)中的各節(jié)點的對應(yīng)關(guān)系管理工作,必然要面對流程繁雜、工作量巨大的困難,所以只借助模型對用水量在50%左右的用戶實施精確定位,其他用水量會以區(qū)塊的形式被收入模型中。
在水力模型更新工作中,水量的更新內(nèi)容包括4種:
(1)大用戶水量更新。目前,大用戶水量更新信息也包括更新所處地理位置的信息,在具體更新工作中,營收系統(tǒng)會根據(jù)用戶每年的用水量具體變化,在年末將全年售水量排名在前三千的用戶指定為重點用戶予以統(tǒng)一管理。前三千名用戶在全年總售水量中所占的比例在50%-60%,因而,每年會根據(jù)前三千名用戶的水量信息變化來實施精確定位,同時會對拆銷用戶信息進(jìn)行刪除,完成更新工作后重新做好水量分配工作。
(2)非戶表數(shù)量更新。在整個營收水量中,非戶表水量是必不可缺的重要組合部分,其抄表線路處于固定狀態(tài),所在區(qū)域時常會發(fā)生變化,無法對每一個水表進(jìn)行精確定位,而是要結(jié)合非戶表線路的用水量所對應(yīng)的區(qū)塊進(jìn)行信息更新。在各區(qū)塊中,營收水量中在區(qū)塊中剔除了前三千名大用戶的水量信息。在每一年,營業(yè)處會對各非戶表的線路實施細(xì)微的調(diào)整,水力模型信息也必須結(jié)合營業(yè)處的抄表區(qū)域變化進(jìn)行更新,科學(xué)調(diào)整模型中的抄表區(qū)塊,這樣可以為后期的各區(qū)塊水量分配工作提供便利。
(3)戶表數(shù)量更新。目前,所有戶表水量通常處于較為固定的區(qū)域,不會進(jìn)行調(diào)整,某市將建筑小區(qū)戶表的抄表周期設(shè)定為2-3個月進(jìn)行一次抄表統(tǒng)計,在更新模型水量信息時,會平均計算營業(yè)處半年的抄表數(shù)據(jù),根據(jù)計算結(jié)果來判斷各區(qū)域用水量,用比流量的方式將信息平均分配到各個節(jié)點上。
(4)漏損水量更新。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,建筑小區(qū)漏失水量比例均在12%以上,漏損水量問題不容小覷。確保水力模型的精度,則需要在相繼完成大用戶水量、非戶表水量和戶表水量信息更新工作后,合理分配漏損水量。一般情況下,是將各營銷所的大用戶、非戶表以及戶表水量的總和所占總水量的比例與總漏損水量相乘,以此計算各營銷所的區(qū)塊漏損水量,用比流量的方式將其平均分配到各營銷所的所有節(jié)點上。更新校驗數(shù)據(jù)工作是在重新分配模型中的水量后,實施數(shù)據(jù)計算,對比分析模型計算值、實測壓力與具體流量數(shù)據(jù)。為確保校驗數(shù)據(jù)的精確性,某檢驗工作人員在原來的在線壓力點之外增設(shè)57個臨時測壓點,準(zhǔn)確收集了12個分區(qū)的流量計數(shù)據(jù)。據(jù)調(diào)查了解,在更新校驗數(shù)據(jù)過程中,需要通過模型中的 SCADA 系統(tǒng)實施連接,然后把更新好的壓力點用人工轉(zhuǎn)換成軟件所需的文件格式,再導(dǎo)入到模型軟件中。模型校驗工作主要通過對比分析模擬結(jié)果和實測結(jié)果,對模型中的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整,確保模擬值能夠在一定運行條件下和現(xiàn)場的實測值相吻合。在供水管網(wǎng)設(shè)計安裝過程中,必須努力控制水壓點的誤差,通過調(diào)整水流量與壓力來減少損失,降低誤差。
優(yōu)化建筑給排水設(shè)計綠色環(huán)保節(jié)能效果,理應(yīng)按照低碳理念和節(jié)水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),精選節(jié)水器具,這樣可減少水資源浪費問題,合理控制水流量與用水量,實現(xiàn)節(jié)水目標(biāo),提高水資源循環(huán)利用效率。在給建筑衛(wèi)生間和廚房選用節(jié)水用具的過程中,應(yīng)注意挑選密封性良好,具有耐久性特征的器具,這樣可避免后期應(yīng)用過程中出現(xiàn)滴水、滲水、漏水、冒水與泡水問題。在設(shè)計建筑節(jié)水用具時,應(yīng)對無用的耗水量予以合理控制,嚴(yán)格按照《節(jié)水型生活用水器具》和《節(jié)水型產(chǎn)品通用技術(shù)條件》,科學(xué)設(shè)計和安裝建筑室內(nèi)節(jié)水器與室外節(jié)水器。當(dāng)代建筑內(nèi)部所安裝的節(jié)水用具,主要分為3種類型:(1)節(jié)水型水龍頭;(2)節(jié)水淋浴器;(3)節(jié)水型便器。
據(jù)調(diào)查了解,國內(nèi)應(yīng)用頻率最高的節(jié)水型水龍頭是陶瓷閥芯水龍頭,和普通水龍頭相比,陶瓷閥芯水龍頭可節(jié)約30%到50%的自來水。但這種水龍頭的技術(shù)并非最先進(jìn),節(jié)水效率也不是最高。節(jié)水效果更為良好的水龍頭有以下5種類型:
(1)節(jié)水噴頭。
(2)自動感應(yīng)式節(jié)水水龍頭。
(3)加氣節(jié)水龍頭。
(4)充氣龍頭。
(5)延時自閉節(jié)水水龍。
在當(dāng)代建筑浴室內(nèi),常安裝的節(jié)水淋浴器有2種:(1)定量停止水栓淋浴器,(2)冷熱水混合栓式淋浴器。這兩種淋浴器具備自動調(diào)節(jié)水溫與水量的功能,可減少冷水的浪費,確保水溫參數(shù)處于恒定值以內(nèi),水溫也更舒適。
當(dāng)前建筑小區(qū)內(nèi)部雨水利用技術(shù)主要分為以下3種類型:
(1)雨水截流控制技術(shù)。這種技術(shù)能合理控制雨水的源頭,對大量的雨水進(jìn)行截流,實現(xiàn)雨水的存儲積蓄,便于后期提高雨水運用效率,降低雨水污染和雨水處理成本。
(2)雨水徑流污染控制技術(shù)。這種技術(shù)在應(yīng)用過程中,主要是針對雨水徑流的方向?qū)嵤┛茖W(xué)有效的延緩控污處理,處理方法以改造地形為主,這樣可以存儲一部分雨水,同時,對局部雨水儲存的污染系數(shù)進(jìn)行合理控制,使雨水徑流的路線得以適當(dāng)?shù)难娱L。
(3)雨水生態(tài)凈化技術(shù)。這種技術(shù)方法緊密融合了生態(tài)環(huán)保理念和節(jié)能理念,一般是運用建筑小區(qū)內(nèi)部的綠色景觀來設(shè)置小規(guī)模的雨水存儲區(qū)域,運用生態(tài)處理技術(shù)對雨水中的污染物進(jìn)行凈化和控制,這樣可以節(jié)省一部分雨水收集成本、處理成本和運輸成本。
中水屬于再生水,其水質(zhì)介于飲用水和污水的標(biāo)準(zhǔn)之間,被稱為“中水”。中水通常不能直接飲用,也不完全等同于污水。一般情況下,給水上水和排水下水之間可以使用的水資源均屬于中水。提高建筑小區(qū)中水回用技術(shù),應(yīng)做好中水系統(tǒng)構(gòu)建工作,及時回收和運用中水,這樣可以節(jié)約30%到40%的用水量。
綜上所述,全面做好建筑給排水節(jié)能設(shè)計工作,要謹(jǐn)遵綠色建筑環(huán)保節(jié)水評價標(biāo)準(zhǔn),深度融合低碳理念和綠色環(huán)保節(jié)能原則,做好節(jié)能性給排水管道系統(tǒng)設(shè)計工作。同時,要健全建筑節(jié)水技術(shù)體系,優(yōu)化供水管網(wǎng)結(jié)構(gòu),設(shè)置節(jié)水用具。應(yīng)注意提高建筑小區(qū)內(nèi)部雨水利用技術(shù)和中水利用技術(shù)。