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芻議建筑給排水之節(jié)能環(huán)保設(shè)計

文檔作者：胡蓉文檔來源：江蘇現(xiàn)代建筑設(shè)計有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年02月23日
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·6· 建材與節(jié)能
芻議建筑給排水之節(jié)能環(huán)保設(shè)計
胡蓉
（江蘇現(xiàn)代建筑設(shè)計有限公司，江蘇泰州 225300）
摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大家的環(huán)保意識在不斷加強(qiáng)，居民對
生活與居住環(huán)境的要求很高，建筑給排水設(shè)計中要全面考慮環(huán)保節(jié)
能問題，減少人為浪費(fèi)，為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出貢獻(xiàn)。本文將從節(jié)
約用水、節(jié)省能源等方面，探討如何利用現(xiàn)有的新技術(shù)、新材料、
新設(shè)備和新工藝，實(shí)現(xiàn)建筑給排水的節(jié)能環(huán)保設(shè)計。
關(guān)鍵詞：建筑給排水；節(jié)水；節(jié)能；環(huán)保；設(shè)備
1 建筑給排水系統(tǒng)中的資源浪費(fèi)現(xiàn)象
1.1 超壓出流現(xiàn)象
何為建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的壓力？即能將需要的水量輸送到建筑
物內(nèi)最不利點(diǎn)的用水設(shè)備處，并保證有足夠的工作水頭。所謂的衛(wèi)
生器具給水額定流量是指按照衛(wèi)生器具用途和使用要求而規(guī)定的衛(wèi)
生器具給水配件單位時間的出水量，最低工作壓力是為基本上滿足
衛(wèi)生器具使用要求而規(guī)定的給水配件前的工作壓力。給水配件前的
壓力大于最低工作壓力，給水配件在單位時間內(nèi)的出水量超過額定
流量的現(xiàn)象，稱超壓出流現(xiàn)象，該流量與額定流量的差值為超壓出
流量。為了滿足最不利點(diǎn)水頭的要求，超壓出流現(xiàn)象必然存在。超
壓出流現(xiàn)象不但會破壞給水系統(tǒng)中水量的正常分配，因超壓出流的
水未產(chǎn)生任何效益，即為無效水量。而且當(dāng)水壓過大時，水龍頭啟
閉時易產(chǎn)生水擊及管道振動，使得閥門和給水龍頭等磨損較快，縮
短使用壽命，并可能引起管道連接處松動漏水，加劇了水的浪費(fèi)。
在高層建筑中，高區(qū)的供水還必須由水泵提供，提升這部分無效水
量又直接造成了電能的浪費(fèi)。
1.2 給水管道及附件的損壞導(dǎo)致水量浪費(fèi)
由于管道的老化及生銹，閥門、水表等的破損而導(dǎo)致水量的損
耗，使得水管道在管子接縫處及法蘭、閥門連接處均有不同程度的
漏水現(xiàn)象。尤其是埋于地下的管道破裂漏水更不易被發(fā)現(xiàn)，造成了
極大的水資源浪費(fèi)，還有就是給水附件的不合理選擇，造成實(shí)際出
流量遠(yuǎn)大于需要的用水量，造成水量的浪費(fèi)。
1.3 加壓貯水系統(tǒng)選擇不合理造成浪費(fèi)
目前，新修高層建筑的消防加壓系統(tǒng)一般都是單獨(dú)設(shè)置，系統(tǒng)
選擇不合理會造成工程建設(shè)和設(shè)備投資及運(yùn)轉(zhuǎn)的費(fèi)用過高。水池的
容積確定和分格很關(guān)鍵，否則多座貯水池的消防貯水及定期換水也
造成了嚴(yán)重的水電資源的浪費(fèi)。再加上一些設(shè)計人員只求符合設(shè)計
規(guī)范，沒有考慮到設(shè)備及管道的投資以及后期運(yùn)轉(zhuǎn)上的資源消耗，
比如給水方式選擇的不合理、給水分區(qū)的不合理以及選擇水泵機(jī)組
的不合理，都造成了不同程度資源的浪費(fèi)。尤其以水泵機(jī)組選擇不
合理造成的資源浪費(fèi)最為嚴(yán)重，因?yàn)樗脵C(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)是靠電能維持，
在整個給水工程中95％～ 98％的電能是用來維持水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的，因
此在設(shè)計時這方面必須引起重視。
2 建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)水設(shè)計
建筑給排水中節(jié)水的重點(diǎn)在于衛(wèi)生器具及其給水配件、屋頂水
箱浮球閥、水表、控制超壓出流、完善熱水供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)、建筑中
水等方面。
2.1 采用新型衛(wèi)生器具及其配件
老的衛(wèi)生器具特別是大便器沖洗水箱耗水量大，衛(wèi)生器具給水
配件的密封性和耐用性差，經(jīng)常造成“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象，造
成了水資源的巨大浪費(fèi)。而新型的衛(wèi)生設(shè)備如JS 型虹吸式高效節(jié)水
型坐便器，每次沖洗水量僅為5L，可節(jié)水50％；無水型小便器可節(jié)
水100%；公共浴室采用單管恒溫供水配合腳踏閥淋浴器、光電淋浴
器、手拉延時自閉淋浴器等，比一般雙管淋浴器可節(jié)水20％～ 50％；
陶瓷芯水龍頭密封性能好，開關(guān)數(shù)萬次無滴漏，節(jié)水效果十分顯著。
2.2 屋頂水箱浮球閥
屋頂水箱浮球閥繼閥芯兩步到位的配重逆開式浮球閥之外，又
出現(xiàn)了雙筒浮球閥、液壓式浮球閥和呼吸閥，最具特點(diǎn)的是導(dǎo)閥控
制型浮球閥，兼有浮球閥、減壓閥、止回閥、流量控制閥、泄壓閥
等多種功能。這些新式浮球閥克服了傳統(tǒng)產(chǎn)品開關(guān)不靈的現(xiàn)象，減
少了溢流。
2.3 水表的設(shè)置要求及水表和表前閥門的質(zhì)量要求
小區(qū)給水系統(tǒng)水表的設(shè)置是合理用水分析和水量平衡測試必不
可少的儀表。水量平衡測試是用水單位對本單位用水體系進(jìn)行實(shí)際
測試，根據(jù)其輸入水量與輸出水量之間平衡關(guān)系進(jìn)行分析的工作。
目前各城市節(jié)水法規(guī)中，對開展合理用水分析和水量平衡測試工作
均有明確的要求，而增加小區(qū)進(jìn)戶總水表，通過與各戶水表進(jìn)行水
量平衡分析，有利于查出漏水隱患。若水表質(zhì)量低劣，計量不準(zhǔn)，
不但將直接影響供水部門和用戶的經(jīng)濟(jì)利益，還會使水資源嚴(yán)重透
支。同時，水表長期使用，由于水質(zhì)或自身零件磨損等原因，會影
響水表的計量精度。據(jù)有關(guān)部門對我國10 個城市1，432 只在裝水
表的拆回校驗(yàn)，符合±4% 要求的占60.9%，偏快的占33.4%，偏
慢的占5.7%。因此，要控制閥門的質(zhì)量要求，以利于水表保證計
量的正確，保護(hù)用戶的利益和節(jié)水的積極性。
2.4 控制超壓出流
在我國現(xiàn)行的《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》中，雖對給水配件和
入戶支管的最大壓力作出了一定的限制性規(guī)定，但這只是從防止因
給水配件承壓過高而導(dǎo)致?lián)p壞的角度來考慮，而并未從防止超壓出
流的角度考慮，因此壓力要求過于寬松，對限制超壓出流基本沒有
起到作用。如果設(shè)計時沒有考慮這一方面的話，會造成極大的水資
源浪費(fèi)。因此，應(yīng)根據(jù)建筑給水系統(tǒng)超壓出流的實(shí)際情況，對給水
系統(tǒng)的壓力作出合理限定。
《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》第3.3.5 條規(guī)定，高層建筑生活給
水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū)，各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大
于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa。而衛(wèi)生器具的最佳使
用水壓宜為0.20 ～ 0.30MPa，大部分處于超壓出流狀態(tài)。根據(jù)有關(guān)
數(shù)據(jù)研究，當(dāng)配水點(diǎn)處靜水壓力大于0.15MPa 時，水龍頭流出水量
明顯上升，建議高層分區(qū)給水系統(tǒng)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處靜水壓大
于0.15MPa 時，采取減壓措施。
2.5 完善熱水供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)
隨著人們生活水平的提高，小區(qū)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用也得
到了充分發(fā)展，建筑熱水循環(huán)系統(tǒng)的質(zhì)量也逐漸變得越來越重要了。
大多數(shù)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)存在嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱
水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷
水之后才能正常使用。這部分冷水未產(chǎn)生應(yīng)有的使用效益，因此稱
之為無效冷水。這種水流的浪費(fèi)現(xiàn)象是設(shè)計、施工、管理等多方面
原因造成的，如在設(shè)計中未考慮熱水循環(huán)系統(tǒng)多環(huán)路阻力的平衡，
循環(huán)流量在靠近加熱設(shè)備的環(huán)路中出現(xiàn)短流，使在遠(yuǎn)離加熱設(shè)備的
環(huán)路中水溫下降；熱水管網(wǎng)布置或計算不合理，致使混合配水裝置
冷熱水的進(jìn)水壓力相差懸殊，若冷水的壓力比熱水大，使用配水裝
置時往往要出流很多冷水，之后才能將溫度調(diào)至正常。同一建筑采
用各種循環(huán)方式的節(jié)水效果，其優(yōu)劣依次為支管循環(huán)、立管循環(huán)、
干管循環(huán)，而按此順序各回水系統(tǒng)的工程成本卻是由高到低。修訂
后的《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB50015—2003）第5.2.10 條提
出了兩種循環(huán)方式，即立管、干管循環(huán)和支管、立管、干管循環(huán)，
強(qiáng)調(diào)了循環(huán)系統(tǒng)均應(yīng)保證立管和干管中熱水的循環(huán)，對節(jié)水、節(jié)能
有著重要的作用。因此，新建建筑的集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)在選擇循環(huán)
方式時，需綜合考慮節(jié)水效果與工程成本，根據(jù)建筑性質(zhì)、建筑標(biāo)
準(zhǔn)、地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件等具體情況選用支管循環(huán)方式或立管循環(huán)方式，
盡可能減小乃至消除無效冷水的浪費(fèi)。
2.6 開發(fā)第二水資源——中水
中水來源于建筑生活排水，包括人們?nèi)粘Ｉ钪信懦龅纳钗?
（下轉(zhuǎn)第17 頁）
建材與節(jié)能 ·17·
5.2 社會效益
在施工過程中從工期、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)等各方面均得到了建設(shè)、設(shè)
計、監(jiān)理等單位的好評，樹立了企業(yè)的良好形象，為企業(yè)在市場競
爭中增加了活力。
施工中震動噪聲污染、粉塵等公害得到了最大程度的降低，社
會效益和環(huán)境效益顯著。
陶土板幕墻規(guī)格精確，性能恒久穩(wěn)定，便于推廣，適合工廠集
成和規(guī)模化生產(chǎn)，所用材料可回收加工，有利于推進(jìn)建筑產(chǎn)品的能
源再生循環(huán)利用，陶土板自身的自潔功能使建筑維護(hù)更輕松，后期
維護(hù)費(fèi)用低廉，不易吸附灰塵，污物不易沉積，雨水沖刷即可自潔，
節(jié)省幕墻周期的清潔費(fèi)用。
與同類工程相比，施工簡單，工程進(jìn)度快，能縮短建設(shè)周期，
所用材料屬于低耗能，材料環(huán)保，建成后節(jié)能效果顯著，符合當(dāng)前
節(jié)能環(huán)保降耗的社會主題。
6 應(yīng)用實(shí)例
深圳市檔案中心一期工程，位于福田區(qū)梅林中康片區(qū)，建筑面
積約9.2 萬平方米，最高標(biāo)高102.9m，幕墻面積7 萬多平方米，其
中辦公樓和公共服務(wù)樓部分有共計9，400m2 的開放式陶板幕墻。
標(biāo)準(zhǔn)陶板規(guī)格為306mm×1200 mm×18mm。該工程面板安裝速度快，
幕墻整體外觀質(zhì)量好。
控制轉(zhuǎn)換為工頻控制、新啟的水泵由零至變頻軟啟動供水等的一個
時間差，這個時間差會造成供水系統(tǒng)的流量和揚(yáng)程波動（這個時間
差根據(jù)若干次試驗(yàn)為36 ～ 180s）。當(dāng)?shù)凸扔盟坎患皢闻_水泵最
大流量20％的時候，宜設(shè)置小流量泵進(jìn)行小流量時的自動切換，另
外還應(yīng)考慮夜間小流量用水的供水問題。根據(jù)調(diào)查和實(shí)測數(shù)據(jù)分析，
變頻給水系統(tǒng)不一定要按照最大秒流量選擇水泵，一般建議采用按
最大小時平均秒流量設(shè)計，再設(shè)一臺有效調(diào)節(jié)水溶劑180 ～ 360s
需水量的氣壓水罐。再或是按最大小時平均小流量乘以1.4 系數(shù)，
使其接近測試的最大5min 平均秒流量的發(fā)生周期值，再加一臺氣
壓水罐，其調(diào)節(jié)容積大于等于20s 最大需水量貯備，使其參與調(diào)節(jié)
用水量變化。
3.2 熱水供應(yīng)和太陽能利用
熱水供應(yīng)系統(tǒng)可采取的節(jié)能措施主要有：降低使用溫度（熱水
在管道和設(shè)備中的熱損失與配水點(diǎn)要求的水溫成正比，降低使用溫
度可減少能耗）；減少熱水耗量，在滿足使用要求的前提下減少流率；
采用高效能的保溫材料減少熱損失；提高換熱器的傳熱效率；采用
節(jié)能型產(chǎn)品；開發(fā)利用新能源等。太陽能作為一種取之不盡、用之
不竭的清潔安全的新能源，被越來越多地應(yīng)用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)。利
用太陽能的直接加熱設(shè)備有真空管式、熱管式及平板式集熱器，其
集熱效率高，保溫性能好，受環(huán)境影響小，全自動運(yùn)行，操作簡單
且維護(hù)方便，可全年使用。在太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)注意以下
幾個方面的問題：（1）集熱器的選用根據(jù)實(shí)際情況考慮其抗凍性能、
抗熱沖擊性能、承壓能力等因素；（2）寒冷地區(qū)應(yīng)采取可靠的防
凍方式；（3）集熱應(yīng)因地制宜地綜合應(yīng)用串聯(lián)、并聯(lián)方式使水流
平衡；（4）必要時采取輔助加熱方式。
4 結(jié)語
隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在城市新建或改建小區(qū)，確保
給排水管網(wǎng)的安全、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，為人們創(chuàng)造良好的生活休
閑環(huán)境非常重要。設(shè)計者在設(shè)計當(dāng)中應(yīng)關(guān)注一些細(xì)節(jié)，本著對人的
關(guān)懷，人與自然、社會的和諧共處以及環(huán)保、節(jié)水、節(jié)能的設(shè)計意
識，堅持可持續(xù)發(fā)展的原則，這樣才能使給排水設(shè)計工作在新的形
勢下有所作為。
（上接第6 頁）
水和生活廢水。生活廢水包括冷卻排水、沐浴排水、盥洗排水、洗
衣排水及廚房排水等雜排水，不含廚房排水的雜排水稱為優(yōu)質(zhì)雜排
水。中水指的是各種排水經(jīng)過處理后，達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在
生活、市政、環(huán)境等范圍內(nèi)雜用的非飲用水。
在我國的建筑排水量中，生活廢水所占份額為住宅69%，賓館、
飯店87%，辦公樓40%。如果收集起來經(jīng)過凈化處理成為中水，用
做建筑雜用水和城市雜用水，如沖廁所、道路清掃、城市綠化、車
輛沖洗、建筑施工、消防等，從而替代出等量的自來水，這樣就相
當(dāng)于增加了城市的供水量。
3 建筑給排水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計
節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一個重要措施，從某種意義上說，節(jié)
能的就是環(huán)保的。在建筑給排水的設(shè)計中，除對系統(tǒng)進(jìn)行合理布置、
精心計算外，二次供水設(shè)備的選擇和熱水供應(yīng)系統(tǒng)是節(jié)能的重點(diǎn)。
3.1 二次供水設(shè)備的選擇
由于在傳統(tǒng)的水泵—水箱供水方式中水質(zhì)易受污染，所以二次
供水已越來越多地被氣壓罐供水和變頻調(diào)速供水所取代。其中變頻
調(diào)速設(shè)備是20 世紀(jì)90 年代以來迅速發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用的供水方
式，它采用變頻器改變電機(jī)的供電頻率，根據(jù)用水量的大小實(shí)現(xiàn)對
水泵的無級調(diào)速和循環(huán)軟起動。變頻設(shè)備已從最初的恒壓變量供水
發(fā)展到變壓變量、變頻氣壓供水等方式。變頻調(diào)速給水系統(tǒng)是節(jié)能
的設(shè)備，它把水泵特性曲線中的多余功通過變頻器調(diào)頻節(jié)約下來，
即把水泵可供的多余流量、多余揚(yáng)程的功節(jié)約下來。變頻調(diào)速有一
定的變頻范圍，應(yīng)按照水泵效率曲線使水泵長期運(yùn)行在高校區(qū)。變
頻調(diào)速范圍應(yīng)該設(shè)置在水泵供水量的25%~100% 之間（這里可不考
慮揚(yáng)程變化）。小于25% 的水泵供水量時，則水泵工作效率就會
落到低效區(qū)，則該給水系統(tǒng)不單不能節(jié)能，反而會浪費(fèi)能量。因此，
在進(jìn)行變頻調(diào)速給水系統(tǒng)設(shè)計時，確定設(shè)計流量是非常重要的一點(diǎn)，
而設(shè)計流量的確定又與設(shè)計對象實(shí)際用水量的變化范圍、最大與最
小流量的比值、有無調(diào)節(jié)瞬間流量變化的措施等有關(guān)。特別是我國
變頻調(diào)速給水系統(tǒng)大多采用設(shè)置一臺變頻器，通過微機(jī)控制多臺水
泵進(jìn)行變頻調(diào)速供水的方式，因此在水泵切換過程中，會出現(xiàn)變頻
低碳建筑應(yīng)從各地的實(shí)際出發(fā)，采取適度的技術(shù)和產(chǎn)品，讓技
術(shù)和產(chǎn)品相匹配，不只是包括造價，還有各方面功能都需要用低碳
理念設(shè)計出來，建設(shè)綠色低碳家園是我們共同追求的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 安迪·福特. 低碳建筑的未來. 世界建筑，2010（2）
[2] 洪鴻. 節(jié)能建筑·綠色建筑·低碳建筑[J]. 建筑，2010（7）
[3] 朱慧明. 綠色低碳建筑的意義及其發(fā)展現(xiàn)狀[U]. 中國新技術(shù)
新產(chǎn)品，2010（8）
（上接第13 頁）
后的社會發(fā)展中，人類社會的可持續(xù)發(fā)展將是一項(xiàng)極為緊迫的課
題，低碳設(shè)計必會繼承現(xiàn)代主義設(shè)計的思想精華并發(fā)揮其關(guān)鍵性
的作用。從世博會展示的未來住宅上看，低碳、環(huán)保、生態(tài)、智
能已經(jīng)成為未來之家的基本要素。一位在城市最佳實(shí)踐區(qū)觀展的地
產(chǎn)專家表示，“未來房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目必須和自然環(huán)境融合到一起，
進(jìn)一步使用新型節(jié)能環(huán)保建材，充分利用自然資源，發(fā)展生態(tài)建筑、
綠色建筑。”在中國。低碳建筑思想越來越受到重視，國家已把它
寫進(jìn)發(fā)展規(guī)劃中。

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