文／武長海 山東北緯榮青建筑工程有限公司 山東濟(jì)南 250100

引言：

人類的社會發(fā)展和文明進(jìn)步需要以大量能源作為發(fā)展基礎(chǔ)，然而，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時也不能忽略生態(tài)環(huán)境建設(shè)。在社會總能耗中，建筑能耗占有較大比例。給排水系統(tǒng)是建筑工程的主要能耗系統(tǒng)之一，要想保證建筑工程建設(shè)順應(yīng)節(jié)能減排及低碳環(huán)保發(fā)展的要求，首先需要將節(jié)能減排理念和綠色環(huán)保技術(shù)合理引入建筑給排水設(shè)計與施工過程，以解決建筑工程帶來的能源過度消耗和環(huán)境污染問題，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的健康發(fā)展。

1.建筑給排水工程節(jié)能減排的重要性

經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展背景下，各行業(yè)呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢，但也帶來了嚴(yán)重的能源消耗以及過量排放問題，已經(jīng)威脅到人類社會的可持續(xù)發(fā)展。高能耗引發(fā)的問題在持續(xù)惡化，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。在建筑行業(yè)，需要在工程設(shè)計前積極策劃，主動優(yōu)化和改進(jìn)傳統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)模式，將低碳節(jié)能理念融入設(shè)計之中，確保設(shè)計方案能有效推進(jìn)給排水工程高質(zhì)量建設(shè)，最大程度上減少資源損耗，降低排放，實現(xiàn)節(jié)能減排。目前人們物質(zhì)生活水平逐步提升，對于建筑工程質(zhì)量和環(huán)保要求隨之提高升，這就要求在建筑給排水工程設(shè)計中提高節(jié)能設(shè)計的重視程度，實現(xiàn)各種資源的合理開發(fā)和利用。

2.建筑給排水工程中的能耗與排放問題

2.1 水壓設(shè)計不合理

不合理的給水壓力設(shè)計會造成嚴(yán)重的水資源浪費。在給水設(shè)計過程中，設(shè)計人員如果沒有根據(jù)供水高度合理劃分供水分區(qū)，或者未在配水支管用水點水壓高于0.2MPa時及時采取減壓措施，那么在后續(xù)供水過程中，就容易引發(fā)超壓出流等問題。有研究表明，當(dāng)供水壓力達(dá)到0.3MPa時，普通水龍頭在半開狀態(tài)下的最大出流量約為額定流量的2 倍；在全開狀態(tài)下的最大出流量約為額定流量的3 倍。也就是說，在上述情境下，即使設(shè)計人員采用節(jié)水龍頭也無法減少因水壓增大而外溢的水資源。

2.2 水供應(yīng)及給水系統(tǒng)能耗

建筑工程的給排水施工可能在水系統(tǒng)引發(fā)超壓出流的現(xiàn)象，再加上建筑給排水存在較強(qiáng)的隱蔽性，超壓出流難以及時察覺，無形之中會造成水資源浪費，可能質(zhì)量問題長期存在且不被發(fā)現(xiàn)。建筑工程的給排水系統(tǒng)是為用戶日常用水提供服務(wù)的，但是并沒有配備配套的加熱設(shè)施，即使有的配置了加熱設(shè)施，也可能距離水源太遠(yuǎn)，還須從源頭調(diào)運用水，這個過程的熱量損耗也很高。

2.3 水資源滲漏及污染問題

建筑給排水施工中管道、閥門滲漏問題較為嚴(yán)重，不僅浪費一定水資源，還會對水環(huán)境產(chǎn)生污染破壞。究其根本，由于管道質(zhì)量不高、所選擇的金屬配件規(guī)格不合理、管道銹蝕，就會增加管道滲漏水幾率。如果未能第一時間處理，將造成嚴(yán)重的水環(huán)境污染和破壞，影響到人們正常用水。要認(rèn)識到水箱污染的問題，導(dǎo)致水資源污染主要是來源于附件和本體等方面。如果水箱材質(zhì)為鋼板，表面容易銹蝕，經(jīng)流水箱的水資源就會產(chǎn)生嚴(yán)重污染。如果水箱材質(zhì)為鋼筋混凝土，長期使用水箱表面會滋生微生物、青苔以及寄生物，從而造成水資源污染[1]。

3.關(guān)于建筑給排水節(jié)能環(huán)保技術(shù)開發(fā)與具體實踐探析

3.1 優(yōu)化城市供水系統(tǒng)的設(shè)計方案

在優(yōu)化給排水設(shè)計施工作業(yè)時，要注重對城市供水系統(tǒng)設(shè)計方案的完善，從城市發(fā)展的現(xiàn)狀出發(fā)，對不同區(qū)域的實際用水情況進(jìn)行科學(xué)配置，進(jìn)而提高城市生活用水、工業(yè)建設(shè)用水，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的整體水平與質(zhì)量。在對城市供水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計時，要將供水系統(tǒng)的管道預(yù)埋位置、管線材質(zhì)選擇、管線數(shù)量確定和施工建設(shè)技術(shù)等因素進(jìn)行綜合考慮，根據(jù)不同施工區(qū)域的功能，將城市供水系統(tǒng)進(jìn)行明確標(biāo)注、分類。此外，給排水設(shè)計的工作人員要對施工區(qū)域的實際需求和供水能力進(jìn)行調(diào)查，確保二者處于平衡狀態(tài)，并根據(jù)相應(yīng)調(diào)查結(jié)果對水資源進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，提高給排水設(shè)計的科學(xué)性和合理性。對于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)重點區(qū)域，可以利用先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)將降水收集技術(shù)進(jìn)行普及教育，并鼓勵農(nóng)戶將收集到的水資源應(yīng)用到農(nóng)田灌溉活動中，進(jìn)而實現(xiàn)水資源的回收與利用。在城市的工業(yè)區(qū)域中，要注意對水資源供需的有效協(xié)調(diào)，特別是加強(qiáng)對工業(yè)排水的科學(xué)處理，降低工業(yè)用水量，提高對水資源的再利用，優(yōu)化城市供水能力。

3.2 采用無負(fù)壓供水系統(tǒng)，充分利用市政水余壓

由于傳統(tǒng)的二次供水系統(tǒng)中先將市政水存儲在地下室的水箱中，市政供水原本具有一定的壓力和動能，輸入水箱是能量卸去，然后再利用水泵加壓。無負(fù)壓供水是當(dāng)前節(jié)能效果非常出色的一種供水方式，其原理是設(shè)備直接將帶有余壓和動能的市政水增加至更高的壓力，從而為高層建筑供水。相比于傳統(tǒng)供水方式，其優(yōu)點在于市政水原本的功能被直接利用，無負(fù)壓供水可根據(jù)市政水余壓動態(tài)化地設(shè)定水泵機(jī)組的加壓需求，形成一種按需升壓的工作模式。這種系統(tǒng)中使用了較多的電力電子設(shè)備，常見的如真空抑制器、穩(wěn)流補(bǔ)償器、預(yù)壓自平衡器等，可對水壓形成精確的檢測和調(diào)控，進(jìn)而按照壓力缺口動態(tài)化的調(diào)節(jié)變頻調(diào)速水泵的工作頻率，實現(xiàn)節(jié)能控制[2]。

3.3 科學(xué)進(jìn)行給排水設(shè)計

在綠色建筑工程給排水施工建設(shè)中，要結(jié)合實際進(jìn)行節(jié)水節(jié)能模擬，確定采用何種方式安裝管道，判斷當(dāng)前方案是否可行。并根據(jù)外部情況進(jìn)行排水規(guī)劃，避免在后續(xù)應(yīng)用中出現(xiàn)浪費的情況。如建筑所處區(qū)域及周邊的市政條件較好，可選擇無負(fù)壓疊壓供水方式。這種設(shè)計方案的優(yōu)勢在于全封閉，有用水節(jié)能、檢修方便等特點，能在一定程度上提高效益；且可以通過優(yōu)化做到功能配套，保證水資源的合理使用，既滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，又避免外在沖擊埋下隱患。

（1）基礎(chǔ)設(shè)計。結(jié)合縱橫斷面圖、平面圖處理好給排水管道的構(gòu)造，合理劃分不同區(qū)域的地質(zhì)單元。給水承壓管可選擇PCCP 管、玻璃鋼、PE 管等，污水管則可以選擇鋼管、鋼筋混凝土管等。節(jié)水節(jié)能設(shè)計要考慮砌體的蓋板，根據(jù)實際情況進(jìn)行加固，再通過參數(shù)復(fù)核計算加以判斷，滿足后續(xù)運行的需求。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計。在建筑給排水設(shè)計中，為了保證節(jié)水節(jié)能新技術(shù)滿足實際應(yīng)用需求，應(yīng)借助該技術(shù)建立基礎(chǔ)模型，得到建筑給排水系統(tǒng)的成圖。在此基礎(chǔ)上，對設(shè)計成果的可行性進(jìn)行分析，通過信息匹配實現(xiàn)施工進(jìn)度安排。同時，做好管線綜合布設(shè)規(guī)劃，優(yōu)化給排水管線避讓，提高資源節(jié)約效率。

（3）消防設(shè)計。合理配置消防供水箱，并設(shè)置內(nèi)部凈水系統(tǒng)，將過濾收集到的資源應(yīng)用于后續(xù)消防活動。一般來說，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)水泵流量為30L/s，揚程為88m，噴淋系統(tǒng)水泵流量為40L/s，以此保證實際應(yīng)用質(zhì)量[3]。

3.4 建筑給排水系統(tǒng)主要參數(shù)確定

建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，需要根據(jù)建筑的實際情況，對其進(jìn)行合理的選擇與優(yōu)化。在具體的施工過程中，要結(jié)合建筑的特點，對其進(jìn)行科學(xué)的分析與計算并在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的條件下，盡可能地降低能耗，提高水資源的利用率，為人們的生活提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。同時，還要注意到建筑的整體結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)過多的浪費現(xiàn)象，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。此外，還應(yīng)該注重節(jié)能環(huán)保，將節(jié)能減排的理念融入建筑設(shè)計中，通過綠色的方式來實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。最后，還應(yīng)重視對于水的循環(huán)使用，確保水的有效供應(yīng)，進(jìn)而保證供水的質(zhì)量和效率，為居民的日常生活帶來便利?？傊?，為了更好地提升建筑物的節(jié)能環(huán)保性能，就必須加強(qiáng)對用水的管理和控制，從而使水資源得到充分的利用，減少資源的消耗提升經(jīng)濟(jì)效益[4]。

3.5 二次供水設(shè)施的合理選用

在選擇二次供水設(shè)備時，應(yīng)考慮預(yù)算、管道系統(tǒng)的布局、管道系統(tǒng)的規(guī)模、流體的性質(zhì)，以及流量和壓力要求。根據(jù)這些因素，有以下幾種選擇：

（1）變頻高速供水。使用電機(jī)驅(qū)動泵，可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)的頻率控制流量和壓力。優(yōu)點是可以精確控制流量和壓力，系統(tǒng)效率高；缺點是成本略高。

（2）變壓變量供水。使用壓縮空氣驅(qū)動的泵，可以通過調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力控制流量和壓力。優(yōu)點是成本較低，系統(tǒng)維護(hù)簡單；缺點是流量和壓力的控制精度較低。

（3）變頻氣壓供水。結(jié)合了上述兩種設(shè)備的優(yōu)點，使用電機(jī)驅(qū)動的泵，通過調(diào)節(jié)電機(jī)的頻率和壓縮空氣的壓力控制流量和壓力。優(yōu)點是流量和壓力的控制精度較高，系統(tǒng)效率較高，成本較低；缺點是設(shè)備復(fù)雜，維護(hù)難度較高。

（4）水力調(diào)速泵。使用水力驅(qū)動的泵，通過調(diào)節(jié)水力裝置的葉片數(shù)量控制流量和壓力。優(yōu)點是流量和壓力的控制精度較高，無須電源；缺點是系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)較困難。

（5）膜泵。使用膜片將流體輸送到目的地，可以調(diào)節(jié)膜片的頻率控制流量和壓力。優(yōu)點是流量和壓力的控制精度較高，無泵液污染；缺點是成本較高，對流體要求較高?？傮w來說，應(yīng)根據(jù)實際需求和條件選擇合適的二次供水設(shè)備，使管道系統(tǒng)的運行更高效和穩(wěn)定[5]。

3.6 注重新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用

除了上述節(jié)能減排對策以外，還要注重新型節(jié)能技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用。二次供水設(shè)備可選用變頻調(diào)壓泵，可以減少不必要的能源損耗，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。變頻設(shè)備調(diào)節(jié)供電功率，實現(xiàn)水泵無級調(diào)速，能夠有效提升給排水系統(tǒng)節(jié)能效果。需要注意的是，對于供水高峰和低谷時期，借助變頻調(diào)壓泵來設(shè)置給壓閾值；在高峰期高壓給水，促使水泵全功能運行，避免供水不足影響用戶日常使用；其他時間則是低壓給水，這樣可以兼顧生活用水和節(jié)能降耗的雙重要求。建筑工程需要設(shè)置專門的熱水系統(tǒng)，可采用新型的供熱技術(shù)，注重給排水節(jié)能設(shè)計。傳統(tǒng)電能供熱方式耗能大，對此可以選擇提升配水點，增加給水溫度來降低能耗。配水溫度提升方面，優(yōu)先選擇太陽能技術(shù)，吸收陽光熱能用于建筑水池水溫加熱，打開水龍頭水溫能夠達(dá)到28℃～35℃左右，縮短熱水器加溫時間，有效減少電能損耗。如果水箱材質(zhì)為鋼板或鋼筋混凝土，均會對經(jīng)流水箱的水資源產(chǎn)生嚴(yán)重污染。因此，選擇水箱材質(zhì)時，應(yīng)多方考量材質(zhì)對水質(zhì)的影響，優(yōu)先選擇不銹鋼鋼板、玻璃鋼或是搪瓷鋼板等材質(zhì)；也可以選擇成本低的鋼筋混凝土材質(zhì)制作水箱，但要在水箱內(nèi)部配備符合衛(wèi)生要求的內(nèi)襯，以此來減少對水質(zhì)污染的影響[6]。

3.7 加強(qiáng)對非傳統(tǒng)水源利用的研究

水資源的循環(huán)利用不僅可以大幅節(jié)約生活用水，還能為社會創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價值。在建筑給排水設(shè)計中，生活廢水和雨水都可以作為中水水源實現(xiàn)回收利用，現(xiàn)階段，綜合性醫(yī)院多采用反滲透法制備純水，通過反滲透膜排出的廢水被稱為濃水。然而，很多醫(yī)院并未考慮對這部分濃水進(jìn)行回收利用，而是直接將其當(dāng)作廢水排放。反滲透膜排水量穩(wěn)定，排出的濃水水質(zhì)滿足雜用水標(biāo)準(zhǔn)，回收利用后，不僅節(jié)水效果顯著，水處理成本也相對較低。更重要的是，濃水余壓還可以進(jìn)一步降低供水系統(tǒng)的能源消耗。民用建筑的冷卻塔在多塔并聯(lián)運行時，各集水盤呈連通狀態(tài)，冷卻塔進(jìn)水總管呈環(huán)狀，以確保各冷卻塔配水平衡，避免冷卻塔集水盤溢流等情況的發(fā)生。另外，在工業(yè)建筑中，冷卻塔的定期排污水水質(zhì)較好，可以作為生產(chǎn)水的補(bǔ)充水源回收利用[7]。

3.8 構(gòu)建儲水池，避免資源的閑置浪費

在城市給排水設(shè)計施工建設(shè)中，要始終堅持環(huán)保節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，不斷升級消防蓄水池的蓄水能力，完善給排水系統(tǒng)的環(huán)保和節(jié)能能力。在現(xiàn)階段，我國大部分的蓄水池基本兼具消防和生活用水兩種功能。其中消防用水量較少，如果單純地將儲水池作為消防用水，而不加入生活用水功能，將會造成資源的閑置和浪費情況，進(jìn)而降低資源的使用率。但是，對消防蓄水池進(jìn)行設(shè)計時，其流量無法達(dá)到生活用水的相關(guān)要求，同時，消防用水對出水量有著較高要求，從而使其達(dá)到消防用水的實際需求。但是，隨著時間的向前推移，蓄水池中水質(zhì)也會發(fā)生明顯變化，更無法滿足大眾生活用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如果想要使其滿足生活用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，就要對儲水池中的水進(jìn)行定期更新，這就導(dǎo)致資源出現(xiàn)嚴(yán)重浪費問題。針對這一問題，就要對儲水池的分揀技術(shù)進(jìn)行有效解決，利用科學(xué)的技術(shù)方法對蓄水池中的水進(jìn)行定期更換，從而使儲水池中的水質(zhì)可以滿足生活用水的標(biāo)準(zhǔn)和要求。與此同時，還可以利用一水多用的處理模式，實現(xiàn)對蓄水池的科學(xué)構(gòu)建，將消防蓄水池中的水與城市綠化和清潔功能進(jìn)行結(jié)合，防止出現(xiàn)資源閑置，造成資源浪費。除此之外，相關(guān)人員還要對城市的熱水供應(yīng)體系進(jìn)行科學(xué)升級，注重對人民群眾生活質(zhì)量的提升，減少對水資源的浪費和不良消耗。因此，在設(shè)計施工中，應(yīng)對城市無效冷水情況進(jìn)行處理，避免用戶在使用熱水時需要排出大量冷水，進(jìn)而造成水資源的不斷浪費。在對這一問題進(jìn)行有效處理時，可以利用直管循環(huán)或立管循環(huán)等方式，實現(xiàn)對給排水中熱水供應(yīng)體系的優(yōu)化升級[8]。

3.9 科學(xué)利用清潔能源

對于建筑給排水設(shè)計來講，清潔能源的大力開發(fā)和利用尤為重要。太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮苁侨藗內(nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中經(jīng)常接觸到的清潔能源，對這些能源進(jìn)行有效運用，可以提高建筑給排水設(shè)計效果，降低煤炭等傳統(tǒng)能源的使用量，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)人與自然的和諧相處。相關(guān)調(diào)查顯示，目前，在建筑給排水設(shè)計的過程中，對太陽能資源的利用率較高，在太陽能資源的作用下，所設(shè)計出的太陽能熱水器系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行水資源的加熱，同時還能降低電力消耗，實現(xiàn)節(jié)約水資源和電力資源的目的。另外，太陽能熱水器主要由集熱箱、循環(huán)管、儲水箱所組成，不僅成本較低，同時效率較高，在眾多建筑中都得到了廣泛的應(yīng)用。特別是對于一些單幢、多幢建筑物來講，對太陽能熱水器進(jìn)行合理的運用，科學(xué)設(shè)置熱水箱，能夠為戶內(nèi)熱水器提供充足的預(yù)熱水源[9]。

3.10 太陽能供水系統(tǒng)的應(yīng)用

在建筑給排水設(shè)計中，設(shè)計人員必須從建筑整體發(fā)展角度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，保障建筑節(jié)能減排效果。例如，設(shè)計人員可以采用太陽能供水系統(tǒng)，將可再生的太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而滿足住戶對熱水的需求，節(jié)約電能。當(dāng)前，建筑給排水系統(tǒng)中的供水管多為熱管式或真空管式，可以吸收太陽能，為給水系統(tǒng)加熱供水提供能源，整體操作簡單便捷且熱效率較高。值得注意的是，在運用太陽能供水系統(tǒng)時，設(shè)計人員要充分考慮供水溫度的影響要素，避免過于片面化和盲目化。對于北方地區(qū)來說，冬季氣候寒冷，溫度較低，設(shè)計人員必須采取有效的防寒防凍措施以保護(hù)給排水管道，避免給排水管道受低溫影響而破裂，進(jìn)而導(dǎo)致水資源大量溢出，造成水資源浪費。另外，設(shè)計人員還需要重視給水系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)的冷熱水壓力設(shè)計，并確保二者的壓力值始終保持一致。為進(jìn)一步提高冷熱水控制工作的精準(zhǔn)度，設(shè)計人員可以在合適位置加設(shè)換熱器，以降低水流速度，科學(xué)控制給水壓力，避免水資源在輸送過程中產(chǎn)生浪費[10]。

結(jié)語：

在建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)中，要充分考慮到建筑的實際情況。在設(shè)計時要結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平，對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化配置，以保證供水的質(zhì)量和效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的；同時加強(qiáng)對管道的維護(hù)和管理，以確保其能夠正常運行，避免出現(xiàn)滲漏的問題，還應(yīng)注重對室內(nèi)的溫度、濕度等方面的控制，以實現(xiàn)能源的節(jié)約與高效利用。