綠色建筑給排水節(jié)能新技術(shù)初探

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【摘要】綠色建筑是未來建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，節(jié)水節(jié)能技術(shù)是綠色建筑的關(guān)鍵，對于減少建筑能耗和資源消耗意義重大。因此，本文從生態(tài)環(huán)保理念出發(fā)，在滿足建筑功能需求的基礎(chǔ)上，致力于為住戶提供舒適的居住環(huán)境，綜合節(jié)水節(jié)能兩個方面，對綠色建筑節(jié)能新技術(shù)的運用進行探討。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；給排水；節(jié)能新技術(shù)；節(jié)水

我國建筑能耗每年占總能耗的30%以上，但整體來說，建筑給排水能耗占比不大，給排水節(jié)能的重點就是通過節(jié)能技術(shù)實現(xiàn)水資源的節(jié)約，改善給排水系統(tǒng)的性能。當(dāng)前國內(nèi)用戶在用水過程中存在較嚴重的浪費現(xiàn)象，水源存在不同程度的污染，衛(wèi)生器具水資源浪費較多。同時存在管網(wǎng)漏損嚴重，污廢水混合排放，未實現(xiàn)雨污分流，造成較為嚴重的污染和浪費。因此要在綠色建筑全生命周期內(nèi)最大限度實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能，降低污染，創(chuàng)造舒適空間。具體來說，采用新材料、新技術(shù)和新工藝，比如新型管材、壓力控制和熱力節(jié)約等，建立給排水節(jié)能系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能高效環(huán)保的目標(biāo)。

1綠色建筑給排水節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)

1.1節(jié)水目標(biāo)。最大限度控制水資源浪費，提高水資源利用率，實現(xiàn)水資源循環(huán)利用。目前水資源浪費主要集中在以下幾個方面：①管道閥門和配件等泄漏造成的水壓降低和水資源浪費，受到技術(shù)、工藝、材料和水質(zhì)的影響。因此，要提高工藝水平，確保各個配件的尺寸合理銜接，提升密封性，選擇耐腐蝕的材料，同時提升水質(zhì)；②壓力過大，設(shè)計人員沒有根據(jù)實際情況進行調(diào)整，過度依賴以往經(jīng)驗。要解決這一問題，設(shè)計中必須要保持合理的水壓，比如根據(jù)水壓數(shù)據(jù)和水表壓力，確定供水層數(shù)的壓力，進行水壓分區(qū)，高層直接采用管網(wǎng)疊壓式變頻給水設(shè)備供水，保證城市管網(wǎng)中的余壓得到充分的利用；③熱水資源浪費，在老舊建筑沒有進行熱水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計，每次使用熱水都需要排放大量的冷水，造成水資源浪費。因此要采用熱水循環(huán)技術(shù)，減少浪費。1.2節(jié)能目標(biāo)。滿足給排水功能需求的前提下，盡可能降低系統(tǒng)能耗。比如為實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，可以使用雨水資源利用系統(tǒng)，降低供水能源消耗，同時補充地下水，既可減少水泵提升能耗，還可消除城市洪澇災(zāi)害。同時也可以通過對熱水循環(huán)方式的調(diào)整，改變冷熱水分區(qū)，調(diào)整管線，進行溫控設(shè)置等方式降低熱損失。1.3環(huán)保目標(biāo)。將水污染發(fā)生率降到最低，提高污水處理技術(shù)的水平，將生活污水做好處理，再進行排放。采用分質(zhì)排水技術(shù)，對現(xiàn)有的污、廢水合流的排水系統(tǒng)進行改造，同時對沐浴、洗滌、廚房等用水設(shè)備排放的廢水進行處理后循環(huán)利用。1.4功能目標(biāo)。確保供水質(zhì)量合格達標(biāo)，水壓充足，運行穩(wěn)定，保障綠色建筑的宜居性和舒適性?？梢栽谛^(qū)內(nèi)設(shè)置透水鋪裝，建設(shè)雨水花園等項目，調(diào)蓄雨水的同時，還能夠提升建筑的景觀性。在屋頂、陽臺和墻壁等處也可以進行綠化造景，吸收和儲存雨水，經(jīng)過凈化處理之后進行利用，提升舒適性。

2新材料、新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用

2.1新材料的應(yīng)用。傳統(tǒng)給水系統(tǒng)中采用氯氣進行消毒，氯氣本身有毒而且溶于水后對金屬管道有腐蝕性，這不僅會造成管道、閥門等損耗，而且容易造成滲漏。管道腐蝕后，表面坑洼不平，水頭損失就會增大，無功損耗增加。針對這一現(xiàn)象，可以選擇鋁塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管、U-PVC、PP-R、PE等新型管材，避免腐蝕和滲漏現(xiàn)象，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。另外，對屋頂結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新設(shè)計，比如做成架空屋頂﹑種植屋頂﹑蓄水屋頂或者鋪設(shè)保溫材料，實現(xiàn)節(jié)能保溫，減少能量損耗和給排水能源浪費[1]。2.2新設(shè)備的應(yīng)用。使用充氣水龍頭、瓷心水龍頭等新設(shè)備，實現(xiàn)自動減壓，采用該方法的節(jié)水量能夠達到20%以上。使用節(jié)水馬桶等設(shè)備，減少用水量，同時采用超漩噴射虹吸等新技術(shù)，增加沖擊力，從而實現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)。老舊建筑采用“水泵—水箱”供水方案，水箱容易出現(xiàn)銹蝕，導(dǎo)致水污染，造成電能和水資源的浪費。因此，可以采用不銹鋼、玻璃鋼和陶瓷等新材料，或者在水箱內(nèi)部鍍膜，實現(xiàn)防腐防滲的作用。為實現(xiàn)節(jié)能需求，可以采用二次供水設(shè)備，使用變頻供水或管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)，在用水高峰提高水壓，在用水低谷降低水壓，避免電能的浪費。自動變頻器檢測水泵的狀態(tài)，如運行壓力低于額定荷載的20%即低壓運行，如在運行壓力的60%以上，即增加水壓。2.3新技術(shù)。供水系統(tǒng)合理利用增壓與減壓新技術(shù)，使管網(wǎng)保持適當(dāng)水壓，尤其是高層建筑中壓力調(diào)節(jié)至關(guān)重要。單、多層建筑充分利用市政管網(wǎng)的水壓直接供水，高層建筑盡量采用無負壓變頻供水設(shè)備，充分利用市政管網(wǎng)的余壓。為了節(jié)約能耗，要適當(dāng)增加給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)，合理分配泵房的設(shè)置位置，合理選擇水泵的并聯(lián)和串聯(lián)模式。選擇節(jié)能高效的變頻供水設(shè)備，使水泵始終保持高效運行，減少不必要的能量消耗。在建筑的熱水供應(yīng)系統(tǒng)中充分利用新能源對熱水進行加熱，淘汰或減少傳統(tǒng)的高耗能加熱技術(shù)的應(yīng)用，比如在日照充足的地區(qū)充分利用太陽能加熱技術(shù)，在夏熱冬暖地區(qū)充分利用空氣源熱能技術(shù)，在地?zé)豳Y源富余地區(qū)充分利用地?zé)豳Y源技術(shù)，同時還可結(jié)合風(fēng)能、水能和生物質(zhì)能等綜合利用。此外還可以大量使用智能技術(shù)，全面檢測樓宇給排水狀況，通過智能調(diào)節(jié)的方式降低能源損耗。

3綠色建筑給排水節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用方案

3.1建立水資源循環(huán)系統(tǒng)。綠色建筑廢水回收利用系統(tǒng)，對建筑的生活污廢水進行收集，經(jīng)再生水處理系統(tǒng)處理達標(biāo)后，回用于綠化及道路澆灑、洗車、消防以及公共設(shè)施衛(wèi)生間的沖廁等用水，將生活污廢水轉(zhuǎn)為中水，對水資源進行循環(huán)利用，同時減少污染。系統(tǒng)中設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測器，如果水質(zhì)不達標(biāo)則排放到下水管系統(tǒng)，并且發(fā)出警報。通過樓宇頂部蓄水池收集雨水進行凈化處理，當(dāng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)達到綠色建筑的用水要求時，即可納入循環(huán)水系統(tǒng)。為解決熱水供應(yīng)消耗電能過大的狀況，可采用集中供熱的方式，根據(jù)南北方區(qū)域的不同，合理采用熱水加熱資源，南方主要使用空氣及地?zé)豳Y源，北方充分利用光照使用太陽能技術(shù)。在高端建筑中，可以將冷水熱水、生活排水、雨水、消防供水等系統(tǒng)獨立開來，并且針對性進行節(jié)能設(shè)計[2]。熱水供應(yīng)系統(tǒng)進行支管循環(huán)設(shè)計，確保支管熱水溫度也能夠達標(biāo)，在熱水系統(tǒng)循環(huán)管路中盡量按同程式回水管路設(shè)計，或者回水管路中設(shè)限流調(diào)節(jié)閥、溫控閥等保證循環(huán)效果的措施。這樣盡管前期成本會增加，但是長期效益顯著，節(jié)能效果良好。為了避免熱水資源的浪費，還可以建立合理的收費制度，用戶節(jié)約了能源，也節(jié)約了水資源。熱水循環(huán)采用機械循環(huán)方式，保證熱水循環(huán)效果。為了更好地實現(xiàn)節(jié)能效果，熱水和冷水的供水壓力要保持一致，避免用水點的水溫過度波動。同時水管和附屬設(shè)施要使用抗熱性高的材料，保證水溫穩(wěn)定性，避免管材損耗。3.2加強綠色建筑設(shè)施投入。節(jié)能減排是施工的重點工作[3]，因此要強化施工質(zhì)量控制，在綠色建筑全生命周期內(nèi)進行成本效益分析，加大前期投入，提高給排水工程質(zhì)量，降低水資源和能源損耗，提高增量效益[4]。加大研發(fā)投入，結(jié)合傳統(tǒng)建筑給排水系統(tǒng)存在的問題，在新時期更要探索一條給排水節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的合理路徑。比如施工中，根據(jù)實際情況合理利用消防水池（箱）的超期儲水，這樣既能夠減少水資源浪費，同時也能避免消防供水水質(zhì)惡化。為了增強建筑的舒適性，可以加大雨水花園的投入建設(shè)，各溢水口形成聯(lián)動調(diào)蓄作用，改善建筑無組織排水狀態(tài)。過去居民洗車往往要用從樓上接水管，造成較大的浪費，如果采用雨水花園系統(tǒng)，在小區(qū)內(nèi)可以設(shè)置洗車的設(shè)備，按照流量計費，減少資源浪費。為了降低資源和能源的浪費，綠色建筑應(yīng)該全面采用資源計費的方式，無論是住戶內(nèi)，還是小區(qū)內(nèi)，都可以采用資源計費的方式，給居民提供便利的利用條件，同時還可以降低水資源的浪費和能源消耗。3.3創(chuàng)新給排水的節(jié)能理念。首先，應(yīng)改變傳統(tǒng)供水理念，尤其是對于綠化等非飲用水，應(yīng)大量使用雨水等非傳統(tǒng)用水水源。為實現(xiàn)節(jié)能目的，可以有機結(jié)合屋頂雨水利用與綠色建筑太陽能的應(yīng)用，節(jié)約水資源的同時，降低水加熱的能耗。還可以把屋頂光伏熱水系統(tǒng)與戶內(nèi)熱水器組合使用，無論冬夏，用戶都可以使用太陽能熱水器沐浴，大大地實現(xiàn)了節(jié)約能源的目的。這種供水方式的創(chuàng)新在于供水水源來自于屋頂雨水，而非傳統(tǒng)的自來水，當(dāng)然這種創(chuàng)新的供水方式還得對雨水的水質(zhì)處理進行必要的投入。同時也可以考慮對建筑進行改造，充分利用居民各層空間進行蓄水，讓雨水從屋頂進入處理系統(tǒng)，然后流入各個蓄水空間，實現(xiàn)節(jié)約水資源的目的。在技術(shù)創(chuàng)新的過程中，還可以結(jié)合給排水，通過智能系統(tǒng)在排水的過程中實現(xiàn)給水，比如生活廢水排出經(jīng)過處理后，不僅可以用作小區(qū)的綠化用水，還可以作為用戶的沖廁用水等，這樣資源和能源都實現(xiàn)節(jié)約。

4結(jié)語

綠色建筑給排水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，功能模塊眾多，而且相比傳統(tǒng)建筑，新問題也較多，因此要采用節(jié)能新技術(shù)進行優(yōu)化改造。在運用綠色建設(shè)給排水節(jié)能新技術(shù)的過程中，要充分考慮樓高、結(jié)構(gòu)、功能等多方面的約束條件，革新水資源供給理念，不斷創(chuàng)新技術(shù)水平，打破現(xiàn)有瓶頸。

參考文獻

[1]周范文.綠色建筑屋頂結(jié)構(gòu)的節(jié)能優(yōu)化分析[J].建筑節(jié)能，2019，47（10）：67-70.

[2]錢劍英.給排水綠色節(jié)能技術(shù)在高端會所中的運用[J].給水排水，2018，54（增刊2）：209-211.

[3]宋清秀.綠色建筑暖通與給排水設(shè)計的節(jié)能措施研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（5）：130.

[4]林曉星.建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)及應(yīng)用探究：評《給水排水技術(shù)》[J].灌溉排水學(xué)報，2020，39（9）：157.

作者:王大奎 單位:昆明恒基建設(shè)工程施工圖審查中心