浅析建筑给排水设计中的节能环保问题 ,城市建设理论研究.doc

浅析建筑给排水设计中的节能环保问题，城市建设理论研究，《城市建设理论研究》浅析建筑给排水设计中的节能环保问题朱黎明[1]李浩方[2]（1.中国建筑上海设计研究院有限公司，上海2000632.中国建筑上海设计研究院有限公司，上海200063）摘要：节能环保是未来社会生活中一个永恒的主题，同时也贯穿于建筑设计中的每一个环节。

充分利用新技术实现建筑给排水的环保设计是我们的责任。

本文从建筑给排水设计的节能环保理念的应用提出了一些建议。

关键词：给排水设计、节能节水、环保0前言自1989-2009年以来，我国废水年排放总量以350-480亿立方米/年左右的速度增长，建筑排水设计的环保问题就要引起人们的足够重视，人类为生存、发展和繁荣不懈地努力和创造，推进了人类文明的历史进程。

在享受大自然无私给予恩赐的同时，我们每个人也同样肩负着节约能源、保护环境的责任。

作为与节能环保工作息息相关的给排水专业工，从我做起，从本职工作做起，更是我们义不容辞的责任。

现将从建筑给排水设计中涉及的节能、节水和新型供热技术等几个主要方面做简要阐述。

1建筑节能环保理念环保是人类社会人们生活中永恒的主题，水的环保问题，污水处理达标排放自始至终要贯穿于设计中的每一个环节。

建筑给排水的绝大部分新材料、新设备、新工艺都与环保的要求密切相关，充分利用当代建筑的新材料、新设备、新工艺技术，才能实现建筑给排水的环保设计目标。

环保问题已经是全球性问题，环保理念已经渗透进各行各业，建筑行业也不例外，这是今后的发展方向。

节水、节能、防治水质污染是实现环保具体手段。

节水的重点在于卫生器具及其给水配件、建筑中水等方面的设计。

其中建筑中水是指介于上下水之间的一种生活杂用水系统，从供水意义上而言，属分质供水方式，以生活污水作为水源，进行就地收集、处理、回用；不少国家已着手建筑中水道系统的研究和实施，根据自己区域特点确定出适合其国情的中水回用技术。

中水回用既节省水资源，又减少城市供排水管网和处理设施的负荷，是解决缺水问题的一条有效途径。

2建筑给排水设计中节能环保应用2.1水泵变频调速运行的运用在确定供水系统时，应作多方案比较，尽量减少中间环节。

如在市政管网允许的情况下，供水设备直接从市政管网吸水不设储水池；尽量采用变频调速设备，取消高位水池(箱)等。

实际工程中变频给水运用已经相当普遍且技术成熟。

变频调速节能其基本原理如下：水泵的负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成比例。

由于流量与转速成正比，因此，当需调节流量时可以通过调节转速来实现。

由电磁学原理可知三相异步电动机的转速与供电电源的频率有如下关系：n=60f(1-s)/p其中：n——电机的转速，r/min;f——供电电源的频率，Hz;s——异步电动机的转差率;p——电动机的磁极对数;所以，可以通过改变供电频率来改变电动机的转速，进而达到调节流量的目的。

由于水泵的轴功率与转速的三次方成比例，当转速减小时水泵所需的轴功率大大减小，节能效益十分显著。

最大节能潜力高达38.49%(理论计算值，实际上会有所减小)，根据统计在实际使用中采用变频调速装置比一般供水设备节电l0~38%应积极推广使用。

此外在采用变频供水时应优先采用变频变压变流量的给水方式，其节能效果优好于变频恒压变流量给水方式；当采用变频恒压变流量时，工作压力一般可以设定在水泵运行高效段扬程的下限附近；工作水泵应选2台或多台并联工作，不同级配工作泵的流量宜以1/2的流量梯变，宜采用大小水泵搭配的形式，并设气压罐供用水低谷时小流量供水。

2.2市政管网的水压的充分利用我国各地市政供水压力一般在0.2Mpa~0.35Mpa之间，基本可以满足低层建筑的用水压力，给排水设计中应充分利用这部分水头。

合理利用市政管网压力，采用分区供水方式并采用新型供水设施，可以减少二次加压能耗。

随着国民经济的发展，和由于土地资源的稀缺，近年来建筑都以高层为主。

但是传统的储水水池-水泵-屋顶水箱的联合供水方案使高层建筑无法充分利用市政供水压力，此外我国城市供水条例规定为了防止对周边用户产生影响，不允许水泵直接从市政管网上抽水。

管网叠压供水的诞生完美地解决了这个技术难题。

使得水泵从市政管网中直接抽水时不产生负压，且还可充分利用市政管网原有压力，是一种高效节能的给水形式。

由于管网叠压供水供水设备技术国家暂时没有发布有统一标准，本文选中其中一种为例简要说明：管网叠压供水供水基本原理：装置内水位设置比水泵排气孔高，水泵能实现自灌引水，当市政管网供水量充足时，无负压稳流装置上真空抑制器自动排空罐内空气，并给水泵供水。

无负压稳流装置为密封状态，市政管网的压力直接叠加在水泵进水口，为水泵利用；当市政管网供水不足时，因水泵的吸水会产生负压，这时真空抑制器自动消除负压，使稳流罐内始终保持大气压，以免影响周围用户水不足导致稳流罐内无水时，水位控制器停止水泵的运行并显示缺水指示。

对供水保证率要求高，不允许停水的用户，一般可按2小时最大时用水量配置储水罐，避免在市政管网短暂停水时发生断水的情况。

无负压供水设备采用微机控制，变频水泵利用自来水原有的压力叠加增压，差多少补多少，能确保用户所需要的压力保持恒定。

2.3新型供热技术的使用对于一般建筑的供热，生活热水所需的能源约占整个建筑能耗10%~30%，其中用于制备生活热水的热源又占其系统能耗的85％以上，因此，合理选择生活热水的热源对于节能有举足轻重的作用。

太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁安全新能源，被越来越多地应用于热水供应系统。

凡当地年日照时数1400h，年太阳辐射量4200MJ/m及年极端最低气温-45℃的地区，均可采用太阳能。

以太阳能作为热源的直接加热设备有真空管式和热管式，其集热效率高，保温性能好，受环境影响小，全自动运行，操作简单，维护方便，可全年使用。

在太阳能热水系统设计中应注意以下几方面的问题：第一，集热器的选用根据实际情况考虑其抗冻性能、抗热冲击性能、承压能力等因素。

第二，寒冷地区应采取可靠的防冻方式。

第三．集热应因地制宜综合应用串联、并联方式使水流平衡。

第四，必要时采取辅助加热方式。

总之建筑物供热可以地区的实际情况，因地制宜合理利用太阳能，空气源热泵，地源热泵，水源热泵等其中一种和辅助加热相结合的供热方式，新型供热技术的使用可以极大的减少日益枯竭的煤炭，天然气，石油等常规能源的消耗。

2.4建筑中水的利用研究表明人们日常生活用水只有约40％直接与身体接触，如饮用、烹饪、洗涤等，这部分用水必须达到生活饮用水标准，除此以外的其他用水，则无需达到如此高的水质标准，中水因处理费用比生活饮用水低廉，就近输送节约管线，成为节约用水的新思路。

在建筑单体中采用粪便污水、厨房废水与其他生活废水分流，粪便污水、厨房废水直接进入市政管网，其他优质杂排水如盥洗废水、淋浴废水、洗衣废水收集起来作为中水的水源，因此中水的利用是建筑节水节能新的切实有效的途径。

2.5屋顶雨水的收集利用雨水由于受气候条件影响较大，多年来未受足够的重视，人们把更多的注意力放在解决雨水排放问题上，使之白白的流失。

雨水的利用可分为直接利用和作为中水的补充水源。

建筑楼顶设置有专门用于收集雨水的蓄水池，直接或者稍加处理(沉淀和过滤)用于冲洗厕所，由于我国居民的主要居住方式是大规模公寓式建筑，而不是像发达国家的单体别墅，因此单靠屋面收集雨水远远不够的。

在住宅小区、学校、工厂等应发展雨水积蓄工程。

在降雨充沛的城市，应采用排水分流制，以便于收集使用雨水。

2.6卫生器具的节水采用一套好的卫生洁具对节约水资源也有着重要意义，卫生器具和配水器具的节水性能直接影响着整个建筑节水的效能。

给水水嘴应采用陶瓷阀芯等密封性能好、能限制出流流率，它比普通水嘴有着更好的节水效果，两者比较，节水量为20％-30％，甚至可以达到50%。

公共卫生间宜采用红外感应水嘴、感应式冲洗阀大便器、小便器等能避免长流水的水嘴和器具。

使用红外感应水嘴、感应式冲洗阀等可以避免长流水的现象，并且冲洗及时，不需要人触摸操作，较为方便卫生。

沐浴水嘴、厨房的洗涤盆和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴，可节水且不减小水柱的直径，充气率一般可在14％左右，即节水率在14％左右。

最近几年，实际工程中6L节水型的坐便器已经普及，最小的4.5L的水箱已经开始使用。

坐便器的冲洗方式有了很大改变，冲洗效果好的有虹吸式、虹吸喷射式、虹吸涡旋式，均着眼于用较少的水量达到良好的冲洗效果。

此外真空排水技术的运用，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污水、污物冲洗干净，达到节约用水、排走污浊空气。

一套完整的真空排水系统包括：带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。

据国外资料统计在各类建筑中采用真空技术，平均节水超过40%，办公楼中节水率可超过70%。

由于投资费用较高，在国外已经得到相当多的使用，国内也应根据经济条件逐步推广。

2.7建筑排水降噪现行规范中明确规定不允许使用排水铸铁管，工程运用UPVC塑料排水管道已经普及，但是其缺点是噪音比铸铁管高约lOdB，在实际工程中主卧室一般都带有卫生间，排水立管离卧室较近，加上现浇楼板的隔音效果较差，住户能明显感觉到排水管道的噪音，降低了生活质量。

设计中可以采用芯层发泡管和螺旋消音管等新型管材降低噪音。

其中芯层发泡管是为解决普通型UPVC排水管使用中噪音偏大的问题而设计的，其芯层为发泡层，与普通型UPVC排水管相比，噪音减低5dB以上。

螺旋消音管是排水立管的专用管材，其内壁根据水流的特性设计成螺旋状，可以使水流保持螺旋状下落，在立管中央形成畅通的空气柱，因而通气能力好，较普通型排水速度快，也可降低管道系统的噪音。

3结语随着我国国民经济的发展，经济实力的加强，建筑业还会有更大地发展，而随着人们生活水平的提高、环保意识的加强，对居住环境有了更高的要求，这就需要建筑给排水节能技术必须得到长足进步，来缓解日益突出的能源短缺、缺水的大问题。

作为给排水设计人员更应当在设计中积极把各种新技术运用的实际工程中，为社会的可持续发展尽自己的一份力量。