彭義蘭

（大連市化工設(shè)計(jì)院有限公司沈陽分公司，遼寧 沈陽 110031）

隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和能源危機(jī)的加劇，將環(huán)保節(jié)能理念融入建筑設(shè)計(jì)已成為當(dāng)代建筑行業(yè)的重要趨勢。特別是在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何有效實(shí)施節(jié)能環(huán)保措施，已成為提升建筑可持續(xù)性的關(guān)鍵。這不僅涉及節(jié)水和能源使用的效率提升，還包括利用先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以減少整體環(huán)境影響。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要對建筑給排水系統(tǒng)中的各個(gè)方面進(jìn)行細(xì)致的分析和優(yōu)化。因此，深入了解環(huán)保節(jié)能理念在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對于推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 環(huán)保節(jié)能理念概述

環(huán)保節(jié)能理念，是指在人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中采取有效措施，減少資源和能源的消耗，降低環(huán)境污染，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然生態(tài)的和諧共生。這一理念強(qiáng)調(diào)在建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)領(lǐng)域內(nèi)，通過技術(shù)創(chuàng)新和管理優(yōu)化，提高能效和資源利用率。具體到建筑領(lǐng)域，涵蓋從建筑材料的選擇、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，到智能化管理系統(tǒng)的應(yīng)用等多個(gè)方面，旨在降低建筑的能耗，延長建筑材料的使用壽命，并最大限度地減少對自然環(huán)境的負(fù)面影響。

2 建筑給排水環(huán)保節(jié)能的作用

在建筑給排水領(lǐng)域，環(huán)保節(jié)能的作用顯著，體現(xiàn)在優(yōu)化水資源使用和減少能源消耗兩大方面。通過采用高效節(jié)水裝置和智能化水管理系統(tǒng)的利用，建筑的水使用效率得以顯著提升，同時(shí)降低因過量用水造成的能源浪費(fèi)。例如，低流量衛(wèi)浴設(shè)備和雨水收集系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅能減少對自來水的依賴，也能降低供水系統(tǒng)的能耗。此外，利用先進(jìn)的給排水技術(shù)，如變頻泵控制系統(tǒng)，可以有效調(diào)節(jié)供水壓力和流量，進(jìn)一步減少能源消耗。在排水系統(tǒng)中，采用節(jié)能型處理技術(shù)如生物膜反應(yīng)器，既能提高污水處理效率，又能降低處理過程中的能量需求。這些節(jié)能措施不僅有助于降低建筑的運(yùn)營成本，而且對減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。

3 建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中環(huán)保節(jié)能理念的應(yīng)用

3.1 嚴(yán)格把控超壓出流

在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格把控超壓出流是實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的關(guān)鍵策略之一。超壓出流，即在給水系統(tǒng)中由于過高的水壓導(dǎo)致的水流量增加，不僅導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)，還會(huì)引起管道磨損和噪聲問題，從而降低系統(tǒng)的整體效率和使用壽命。為有效控制超壓出流，首先需采用精確的水壓管理技術(shù)。這包括在設(shè)計(jì)階段就充分考慮建筑的高度、用水需求及管道布局，確保水壓在整個(gè)系統(tǒng)中均勻分布。使用壓力調(diào)節(jié)閥和流量控制器能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整水壓，保證在滿足使用需求的前提下，避免不必要的高壓。此外，引入智能水壓監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控水壓狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)分析預(yù)防潛在的超壓風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，從而有效減少水資源的浪費(fèi)。

另外，技術(shù)創(chuàng)新在把控超壓出流中起到至關(guān)重要的作用。例如，應(yīng)用先進(jìn)的水力模型和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）技術(shù)可以在設(shè)計(jì)階段模擬水流在管網(wǎng)中的運(yùn)動(dòng)，預(yù)測并優(yōu)化系統(tǒng)中的壓力分布。這樣的預(yù)先模擬和分析不僅能提高給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，還有助于識(shí)別和修正會(huì)導(dǎo)致超壓的設(shè)計(jì)缺陷。同時(shí)，結(jié)合可變頻率驅(qū)動(dòng)（VFD）技術(shù)的水泵系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際用水需求自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行速度，減少在低需求時(shí)段的能耗和水壓，進(jìn)而減輕管道系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

3.2 科學(xué)設(shè)計(jì)水泵運(yùn)行參數(shù)

在建筑給排水系統(tǒng)中，水泵是核心設(shè)備之一，其運(yùn)行參數(shù)的科學(xué)設(shè)計(jì)對節(jié)能降耗具有重要影響。首先，對水泵運(yùn)行參數(shù)的科學(xué)設(shè)計(jì)要基于精確的流體力學(xué)原理和建筑水需求的詳細(xì)分析。通過對建筑用水高峰和低谷時(shí)段的精確預(yù)測，可以實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行參數(shù)，如流量、壓力和速度的動(dòng)態(tài)調(diào)整。為此，引入高級(jí)的控制算法和智能監(jiān)控系統(tǒng)至關(guān)重要，它們能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整水泵的運(yùn)行狀態(tài)，以適應(yīng)不同的用水需求。例如，可變頻技術(shù)（Variable Frequency Drive,VFD）允許水泵在不同的速度下運(yùn)行，既能滿足用水需求，又能最大限度地減少能源消耗。此外，通過實(shí)施能量回收技術(shù)，如在水泵系統(tǒng)中集成能量回收渦輪，可以利用水流本身的動(dòng)能來產(chǎn)生電力，從而進(jìn)一步提高能源利用效率[2]。

除此之外，水泵運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化還需考慮系統(tǒng)整體的能效與維護(hù)成本。采用高效率的水泵和配件，如高效電機(jī)和低阻力的管道材料，可以減少水泵在運(yùn)行過程中的能耗和損耗。在設(shè)計(jì)階段，通過精確計(jì)算和模擬，可以確定最適合特定建筑的水泵型號(hào)和規(guī)格，確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行和長期穩(wěn)定性。同時(shí)，定期的維護(hù)和性能測試對于保持水泵系統(tǒng)的高效運(yùn)行至關(guān)重要。通過使用先進(jìn)的診斷工具和技術(shù)，如振動(dòng)分析和熱成像，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決水泵系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，避免能源浪費(fèi)和潛在的系統(tǒng)故障。

3.3 應(yīng)用新型節(jié)水設(shè)備

應(yīng)用新型節(jié)水設(shè)備是建筑給排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能目標(biāo)的重要途徑。這些設(shè)備通常采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和技術(shù)，能夠在不犧牲使用舒適度的前提下大幅減少水的消耗。例如，低流量洗手盆龍頭和淋浴頭通過設(shè)計(jì)優(yōu)化的噴嘴和流量控制器，能夠在保持水流舒適感的同時(shí)減少水的使用量。此外，新型節(jié)水馬桶采用雙沖洗系統(tǒng)或高效沖洗技術(shù)，通過減少每次沖洗所用的水量，實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)水效果。這些設(shè)備的普及不僅能直接降低建筑的總體用水量，也能減輕給排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而降低能源消耗和水處理成本。除此之外，智能水表和泄漏檢測系統(tǒng)的應(yīng)用也對節(jié)水起到關(guān)鍵作用。智能水表能夠提供實(shí)時(shí)的用水?dāng)?shù)據(jù)，幫助管理者監(jiān)控和調(diào)整建筑的用水模式，而泄漏檢測系統(tǒng)則能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)管道泄漏，防止不必要的水資源浪費(fèi)。

進(jìn)一步地，新型節(jié)水設(shè)備的應(yīng)用還與建筑給排水系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)和優(yōu)化緊密相連。在設(shè)計(jì)階段，通過對建筑的用水需求和特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，可以更加精確地選擇和配置節(jié)水設(shè)備。例如，根據(jù)建筑類型和使用人群的不同，可以選擇適合的低流量設(shè)備和智能水控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)最佳的節(jié)水效果。同時(shí)，結(jié)合雨水收集和再利用系統(tǒng)，節(jié)水設(shè)備可以在更廣泛的水資源管理策略中發(fā)揮作用。例如，收集的雨水可以用于沖廁和灌溉，這不僅能進(jìn)一步減少對自來水資源的依賴，也能增加建筑給排水系統(tǒng)的整體可持續(xù)性。因此，新型節(jié)水設(shè)備的應(yīng)用不僅是單一設(shè)備的選擇問題，更是建筑給排水系統(tǒng)整體環(huán)保節(jié)能策略的重要組成部分[3]。

3.4 充分利用水資源

充分利用水資源是建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，旨在通過高效的水資源管理和技術(shù)創(chuàng)新最大限度地利用可用水資源。首先，雨水收集和利用系統(tǒng)在這方面發(fā)揮著重要作用。這些系統(tǒng)通過收集屋頂和地面的雨水，經(jīng)過適當(dāng)?shù)倪^濾和處理后，可以用于沖洗廁所、灌溉花園或其他非飲用水需求。這不僅能減少對傳統(tǒng)水源的依賴，也能減輕市政排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，特別是在雨季期間。此外，廢水回用也是一種重要的水資源利用方式。經(jīng)過處理的灰水（來自洗手盆、淋浴等）和黑水（來自廁所）可以用于非直接接觸的用途，如冷卻水系統(tǒng)和景觀灌溉。通過先進(jìn)的廢水處理技術(shù)，如膜生物反應(yīng)器（MBR）和人工濕地，可以有效去除污染物，確?；赜盟陌踩唾|(zhì)量。

在水資源利用的優(yōu)化中，智能化水系統(tǒng)技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過集成智能傳感器和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對建筑內(nèi)部水使用的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。這些系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地檢測水的流量和質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏和異常用水行為，從而減少水資源的浪費(fèi)。同時(shí)，智能系統(tǒng)還可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和使用模式自動(dòng)調(diào)整水的分配和優(yōu)先級(jí)，例如，在雨水充足時(shí)優(yōu)先使用雨水，而在干旱期間則優(yōu)先保證生活用水的需求。此外，通過與建筑自動(dòng)化系統(tǒng)的集成，智能水系統(tǒng)可以與能源管理和空氣質(zhì)量控制等其他系統(tǒng)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑的高效運(yùn)行。

3.5 建設(shè)消防貯水池，增大水資源利用率

在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，建設(shè)消防貯水池是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它不僅能提供必要的消防安全保障，同時(shí)也為增大水資源利用率提供新的可能性。消防貯水池主要用于儲(chǔ)存大量的水資源，以應(yīng)對火災(zāi)等緊急情況。但在非緊急時(shí)期，這些儲(chǔ)備的水資源可以被巧妙利用，以提高整體的水資源利用效率。為此，可以設(shè)計(jì)一個(gè)多功能的水池系統(tǒng)，其中包括對水質(zhì)進(jìn)行基本處理的設(shè)施，使得存儲(chǔ)的水在非緊急情況下可用于灌溉、沖洗或其他非飲用水需求。此外，通過合理設(shè)計(jì)水池的容量和結(jié)構(gòu)，可以確保在滿足消防安全需求的同時(shí)，最大限度地收集和利用雨水及回收水。

此外，消防貯水池的建設(shè)和管理也可以借助現(xiàn)代技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高效的水資源利用。例如，通過安裝水位傳感器和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測水池的水位和水質(zhì)狀況，確保水資源的安全和有效利用。在水質(zhì)管理方面，可采用先進(jìn)的過濾和消毒技術(shù)保證水質(zhì)符合特定的非飲用水標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，結(jié)合智能控制系統(tǒng)，可以根據(jù)天氣預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)消防需求動(dòng)態(tài)調(diào)整水池的水位，以最大化地利用雨水和減少蒸發(fā)損失。此外，消防貯水池的設(shè)計(jì)還可以考慮與建筑的整體美學(xué)和生態(tài)設(shè)計(jì)相結(jié)合，如通過創(chuàng)建景觀池或人工濕地，不僅能增加建筑的美觀性，還能提供生態(tài)棲息地，增強(qiáng)建筑的生態(tài)友好性[4]。

3.6 充分利用太陽能資源

在建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，充分利用太陽能資源是實(shí)現(xiàn)能源自給自足和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵策略。太陽能作為一種清潔、可再生的能源，可通過太陽能光伏板和太陽能熱水系統(tǒng)等設(shè)備在建筑中得到有效利用。太陽能光伏板能夠?qū)⑻柟庵苯愚D(zhuǎn)換為電能，供應(yīng)給排水系統(tǒng)中的泵、控制系統(tǒng)及其他電氣設(shè)備。這種直接利用太陽能的方式不僅能減少建筑對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，還能顯著降低能源消耗和運(yùn)行成本。另一方面，太陽能熱水系統(tǒng)通過收集太陽能，加熱儲(chǔ)存于專用水箱中的水，為建筑提供熱水。與傳統(tǒng)的加熱方法相比，太陽能熱水系統(tǒng)更加環(huán)保且經(jīng)濟(jì)，尤其在日照充足的地區(qū)，能有效降低熱水產(chǎn)生的能源消耗和碳排放。

此外，將太陽能技術(shù)與智能建筑管理系統(tǒng)相結(jié)合，能進(jìn)一步提高太陽能資源的利用效率。通過智能系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控太陽能設(shè)備的性能，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，確保系統(tǒng)在不同天氣條件下均能以最高效率運(yùn)行。例如，智能控制器可以根據(jù)天氣預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)日照情況自動(dòng)調(diào)整太陽能光伏板的角度，以獲取最大量的太陽能。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以根據(jù)建筑內(nèi)部的能源需求動(dòng)態(tài)分配由太陽能產(chǎn)生的電力，優(yōu)先滿足給排水系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)施的能源需求。在云天或雨天，智能管理系統(tǒng)能夠及時(shí)切換至傳統(tǒng)電網(wǎng)，確保建筑給排水系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。

3.7 加強(qiáng)二次供水污染防治

加強(qiáng)二次供水污染防治是確保建筑給排水系統(tǒng)安全和環(huán)保的重要措施。二次供水系統(tǒng)指的是將自來水經(jīng)過中轉(zhuǎn)儲(chǔ)存后再次供應(yīng)給消費(fèi)者的系統(tǒng)，這在高層建筑和大型住宅區(qū)中尤為常見。由于二次供水系統(tǒng)中水質(zhì)易受到儲(chǔ)存條件和管道系統(tǒng)影響，因此污染控制和水質(zhì)維護(hù)成為主要挑戰(zhàn)。為此，首先需要采用高標(biāo)準(zhǔn)的材料和設(shè)計(jì)來建設(shè)和維護(hù)二次供水設(shè)施。使用防腐蝕、防生物附著的管道材料，以及確保儲(chǔ)水罐的清潔和完好，是預(yù)防水質(zhì)污染的基礎(chǔ)。

此外，利用現(xiàn)代化技術(shù)和管理手段加強(qiáng)二次供水系統(tǒng)的智能化，對于提高水質(zhì)安全和防治污染至關(guān)重要。例如，通過引入智能化控制系統(tǒng)，可以根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和使用需求動(dòng)態(tài)調(diào)整供水參數(shù)，如流量和壓力，減少水滯留時(shí)間，從而降低污染風(fēng)險(xiǎn)。此外，結(jié)合大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，可以對二次供水系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，預(yù)測和識(shí)別污染源和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，從而采取更加精準(zhǔn)和有效的防治措施。在此基礎(chǔ)上，通過向公眾傳遞相關(guān)知識(shí)和信息，提高用戶對二次供水系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和參與，同樣對于水質(zhì)安全的維護(hù)具有重要意義[5]。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代建筑給排水設(shè)計(jì)中，環(huán)保節(jié)能理念的融入和應(yīng)用顯示出對資源可持續(xù)性的深刻理解和實(shí)踐。從嚴(yán)格控制水壓以避免超壓出流，到科學(xué)設(shè)計(jì)水泵運(yùn)行參數(shù)，再到應(yīng)用新型節(jié)水設(shè)備，每一步都體現(xiàn)了環(huán)保與節(jié)能的核心思想。進(jìn)一步地，通過充分利用水資源、建設(shè)消防貯水池增大水資源利用率，以及充分利用太陽能資源，都為建筑的給排水系統(tǒng)增添可持續(xù)發(fā)展的新維度。特別是在加強(qiáng)二次供水污染防治方面，技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用不僅能提高水質(zhì)安全，還能促進(jìn)整體水資源管理的高效性。這些措施共同構(gòu)建了一個(gè)節(jié)能高效且環(huán)境友好的給排水系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域的綠色發(fā)展目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。