绿色建筑给排水节能新技术初探

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【摘要】绿色建筑是未来建筑行业的发展趋势，节水节能技术是绿色建筑的关键，对于减少建筑能耗和资源消耗意义重大。因此，本文从生态环保理念出发，在满足建筑功能需求的基础上，致力于为住户提供舒适的居住环境，综合节水节能两个方面，对绿色建筑节能新技术的运用进行探讨。

【关键词】绿色建筑；给排水；节能新技术；节水

我国建筑能耗每年占总能耗的30%以上，但整体来说，建筑给排水能耗占比不大，给排水节能的重点就是通过节能技术实现水资源的节约，改善给排水系统的性能。当前国内用户在用水过程中存在较严重的浪费现象，水源存在不同程度的污染，卫生器具水资源浪费较多。同时存在管网漏损严重，污废水混合排放，未实现雨污分流，造成较为严重的污染和浪费。因此要在绿色建筑全生命周期内最大限度实现节水节能，降低污染，创造舒适空间。具体来说，采用新材料、新技术和新工艺，比如新型管材、压力控制和热力节约等，建立给排水节能系统，实现节水节能高效环保的目标。

1绿色建筑给排水节能新技术的应用目标

1.1节水目标。最大限度控制水资源浪费，提高水资源利用率，实现水资源循环利用。目前水资源浪费主要集中在以下几个方面：①管道阀门和配件等泄漏造成的水压降低和水资源浪费，受到技术、工艺、材料和水质的影响。因此，要提高工艺水平，确保各个配件的尺寸合理衔接，提升密封性，选择耐腐蚀的材料，同时提升水质；②压力过大，设计人员没有根据实际情况进行调整，过度依赖以往经验。要解决这一问题，设计中必须要保持合理的水压，比如根据水压数据和水表压力，确定供水层数的压力，进行水压分区，高层直接采用管网叠压式变频给水设备供水，保证城市管网中的余压得到充分的利用；③热水资源浪费，在老旧建筑没有进行热水循环系统的设计，每次使用热水都需要排放大量的冷水，造成水资源浪费。因此要采用热水循环技术，减少浪费。1.2节能目标。满足给排水功能需求的前提下，尽可能降低系统能耗。比如为实现节能目标，可以使用雨水资源利用系统，降低供水能源消耗，同时补充地下水，既可减少水泵提升能耗，还可消除城市洪涝灾害。同时也可以通过对热水循环方式的调整，改变冷热水分区，调整管线，进行温控设置等方式降低热损失。1.3环保目标。将水污染发生率降到最低，提高污水处理技术的水平，将生活污水做好处理，再进行排放。采用分质排水技术，对现有的污、废水合流的排水系统进行改造，同时对沐浴、洗涤、厨房等用水设备排放的废水进行处理后循环利用。1.4功能目标。确保供水质量合格达标，水压充足，运行稳定，保障绿色建筑的宜居性和舒适性。可以在小区内设置透水铺装，建设雨水花园等项目，调蓄雨水的同时，还能够提升建筑的景观性。在屋顶、阳台和墙壁等处也可以进行绿化造景，吸收和储存雨水，经过净化处理之后进行利用，提升舒适性。

2新材料、新技术和新设备的应用

2.1新材料的应用。传统给水系统中采用氯气进行消毒，氯气本身有毒而且溶于水后对金属管道有腐蚀性，这不仅会造成管道、阀门等损耗，而且容易造成渗漏。管道腐蚀后，表面坑洼不平，水头损失就会增大，无功损耗增加。针对这一现象，可以选择铝塑复合管、钢塑复合管、U-PVC、PP-R、PE等新型管材，避免腐蚀和渗漏现象，实现节能目标。另外，对屋顶结构进行创新设计，比如做成架空屋顶﹑种植屋顶﹑蓄水屋顶或者铺设保温材料，实现节能保温，减少能量损耗和给排水能源浪费[1]。2.2新设备的应用。使用充气水龙头、瓷心水龙头等新设备，实现自动减压，采用该方法的节水量能够达到20%以上。使用节水马桶等设备，减少用水量，同时采用超漩喷射虹吸等新技术，增加冲击力，从而实现节水目标。老旧建筑采用“水泵—水箱”供水方案，水箱容易出现锈蚀，导致水污染，造成电能和水资源的浪费。因此，可以采用不锈钢、玻璃钢和陶瓷等新材料，或者在水箱内部镀膜，实现防腐防渗的作用。为实现节能需求，可以采用二次供水设备，使用变频供水或管网叠压供水技术，在用水高峰提高水压，在用水低谷降低水压，避免电能的浪费。自动变频器检测水泵的状态，如运行压力低于额定荷载的20%即低压运行，如在运行压力的60%以上，即增加水压。2.3新技术。供水系统合理利用增压与减压新技术，使管网保持适当水压，尤其是高层建筑中压力调节至关重要。单、多层建筑充分利用市政管网的水压直接供水，高层建筑尽量采用无负压变频供水设备，充分利用市政管网的余压。为了节约能耗，要适当增加给水系统的竖向分区，合理分配泵房的设置位置，合理选择水泵的并联和串联模式。选择节能高效的变频供水设备，使水泵始终保持高效运行，减少不必要的能量消耗。在建筑的热水供应系统中充分利用新能源对热水进行加热，淘汰或减少传统的高耗能加热技术的应用，比如在日照充足的地区充分利用太阳能加热技术，在夏热冬暖地区充分利用空气源热能技术，在地热资源富余地区充分利用地热资源技术，同时还可结合风能、水能和生物质能等综合利用。此外还可以大量使用智能技术，全面检测楼宇给排水状况，通过智能调节的方式降低能源损耗。

3绿色建筑给排水节能新技术的应用方案

3.1建立水资源循环系统。绿色建筑废水回收利用系统，对建筑的生活污废水进行收集，经再生水处理系统处理达标后，回用于绿化及道路浇洒、洗车、消防以及公共设施卫生间的冲厕等用水，将生活污废水转为中水，对水资源进行循环利用，同时减少污染。系统中设置水质监测器，如果水质不达标则排放到下水管系统，并且发出警报。通过楼宇顶部蓄水池收集雨水进行净化处理，当水质标准达到绿色建筑的用水要求时，即可纳入循环水系统。为解决热水供应消耗电能过大的状况，可采用集中供热的方式，根据南北方区域的不同，合理采用热水加热资源，南方主要使用空气及地热资源，北方充分利用光照使用太阳能技术。在高端建筑中，可以将冷水热水、生活排水、雨水、消防供水等系统独立开来，并且针对性进行节能设计[2]。热水供应系统进行支管循环设计，确保支管热水温度也能够达标，在热水系统循环管路中尽量按同程式回水管路设计，或者回水管路中设限流调节阀、温控阀等保证循环效果的措施。这样尽管前期成本会增加，但是长期效益显著，节能效果良好。为了避免热水资源的浪费，还可以建立合理的收费制度，用户节约了能源，也节约了水资源。热水循环采用机械循环方式，保证热水循环效果。为了更好地实现节能效果，热水和冷水的供水压力要保持一致，避免用水点的水温过度波动。同时水管和附属设施要使用抗热性高的材料，保证水温稳定性，避免管材损耗。3.2加强绿色建筑设施投入。节能减排是施工的重点工作[3]，因此要强化施工质量控制，在绿色建筑全生命周期内进行成本效益分析，加大前期投入，提高给排水工程质量，降低水资源和能源损耗，提高增量效益[4]。加大研发投入，结合传统建筑给排水系统存在的问题，在新时期更要探索一条给排水节能技术应用的合理路径。比如施工中，根据实际情况合理利用消防水池（箱）的超期储水，这样既能够减少水资源浪费，同时也能避免消防供水水质恶化。为了增强建筑的舒适性，可以加大雨水花园的投入建设，各溢水口形成联动调蓄作用，改善建筑无组织排水状态。过去居民洗车往往要用从楼上接水管，造成较大的浪费，如果采用雨水花园系统，在小区内可以设置洗车的设备，按照流量计费，减少资源浪费。为了降低资源和能源的浪费，绿色建筑应该全面采用资源计费的方式，无论是住户内，还是小区内，都可以采用资源计费的方式，给居民提供便利的利用条件，同时还可以降低水资源的浪费和能源消耗。3.3创新给排水的节能理念。首先，应改变传统供水理念，尤其是对于绿化等非饮用水，应大量使用雨水等非传统用水水源。为实现节能目的，可以有机结合屋顶雨水利用与绿色建筑太阳能的应用，节约水资源的同时，降低水加热的能耗。还可以把屋顶光伏热水系统与户内热水器组合使用，无论冬夏，用户都可以使用太阳能热水器沐浴，大大地实现了节约能源的目的。这种供水方式的创新在于供水水源来自于屋顶雨水，而非传统的自来水，当然这种创新的供水方式还得对雨水的水质处理进行必要的投入。同时也可以考虑对建筑进行改造，充分利用居民各层空间进行蓄水，让雨水从屋顶进入处理系统，然后流入各个蓄水空间，实现节约水资源的目的。在技术创新的过程中，还可以结合给排水，通过智能系统在排水的过程中实现给水，比如生活废水排出经过处理后，不仅可以用作小区的绿化用水，还可以作为用户的冲厕用水等，这样资源和能源都实现节约。

4结语

绿色建筑给排水系统内部结构十分复杂，功能模块众多，而且相比传统建筑，新问题也较多，因此要采用节能新技术进行优化改造。在运用绿色建设给排水节能新技术的过程中，要充分考虑楼高、结构、功能等多方面的约束条件，革新水资源供给理念，不断创新技术水平，打破现有瓶颈。

参考文献

[1]周范文.绿色建筑屋顶结构的节能优化分析[J].建筑节能，2019，47（10）：67-70.

[2]钱剑英.给排水绿色节能技术在高端会所中的运用[J].给水排水，2018，54（增刊2）：209-211.

[3]宋清秀.绿色建筑暖通与给排水设计的节能措施研究[J].山东工业技术，2019（5）：130.

[4]林晓星.建筑给排水节能节水技术及应用探究：评《给水排水技术》[J].灌溉排水学报，2020，39（9）：157.

作者:王大奎 单位:昆明恒基建设工程施工图审查中心