既有建筑节水节能改造案例分析

既有建筑节水节能改造案例分析
节能节水改造是既有建筑改造的重要组成部分，提高能源水源利用效率并引入非传统能源及水源，是实现这一理念的重要途径。

如何将现有节能节水技术与既有建筑改造有机结合，是实现改造效果的重要课题
标签：既有建筑改造；建筑给排水工程设计；非传统水源利用；非传统能源利用
当前能源匮乏、水资源短缺已成为我国经济、社会可持续发展的制约因素，而另一方面高能耗、低能效、水资源严重浪费现象又令人触目惊心。

在加强能源建设及水资源开发的同时，节能减排已成为当前一项艰巨而又紧迫的任务；建筑能耗作为社会能耗第一大户，在社会节能工作中首当其冲。

在全球保护环境、节能减排的大背景下，项目改造之初就将节能节水作为改造的重点内容，并力争打造成为业界低能耗改造建筑的典范，如何在有限的投资预算范围内，低成本的进行高效、高收益的改造是本工程的难点。

既有建筑改造不同于新建建筑，改造时需结合建筑原有布局特点，本工程原功能为生产加工车间，改造时将各层生活间改造为卫生间，加工车间改造为办公区，充分利用建筑原有布局减少拆改。

如何提高节能节水改造的效果作为改造的重要内容，需要考虑多方面因素，正如那句经典广告语“减法，让能源更高效；加法，让能源可再生”，对于建筑改造也同样适用。

1、增强节约意识，主动节能节水
无论多么先进的技术，人永远是建筑使用的主体，增强大家的节约意识，才能从根本上解决建筑的节能节水问题。

因此，通过公司办公平台、电脑桌面、墙面LOGO等大家随处可见的地方，以漫画、贴纸等形式进行节能节水宣传，在潜移默化中改变大家的生活习惯，从日常生活的点点滴滴做起，涓涓细流自成溪。

2、既有建筑的节水改造
2.1 引入非传统水源，分质供水
开发利用非传统水源（雨水、中水等）是节水的重要措施，非传统水源利用近年来一直是全世界节水关注的关键性指标。

由于原有工业厂房建筑年代较早，室内只有自来水供水管网，作为改造后的办公建筑，冲厕、绿化、景观补水等生活杂用水占建筑日常用水的40～60%，而园区内已具备市政中水管网且已经正常供水，如能引入地块内供应生活杂用水，则节约的自来水用量将非常可观。

经测算引入中水系统后，年节约自来水量约1500余吨，占建筑总用水量的60%以上，节水效果非常明顯。

2.2 废水回收，二次利用
为满足员工对于饮用水水质的要求，在每个楼层均设置了直饮水装置，在提高生活标准的同时往往伴随着大量反渗透废水及反冲洗水的流失，而实际上这部分排水水质相对较好，收集后用于室外绿化、物业保洁清洗等，每年节约水量约100～130吨。

2.3 减压限流节水措施
规范对于办公建筑的供水系统压力要求是0.05～0.45MPa，经测算同规格的龙头在此压力范围内，出水量相差约3倍（结果可参见表1）。

对于生活盥洗用水，供水压力达到0.05MPa以上即可满足脸盆、小便器、低水箱大便器等洁具的使用要求，园区内现有供水管网压力约为0.25～0.3MPa，通过设置减压阀将各层入口供水压力降低到0.08～0.10Mpa，仍可满足本层卫生器具用水需求（除蹲便器外），而一次用水量则减少约30～50%。

2.4 管网漏损控制
如何有效减少管网漏损同样是节水的重要内容，因此在工程改造时，除更换原有老旧管网外，对于各个用水功能单元均设置了分级计量的数字远传水表，并将用水数据输送至楼宇自控系统。

通过日志数据可及时发现异常用水情况，如夜间持续用水、分级水表数据不匹配等，有效避免管网或设备的隐性漏损。

2.5 室外节水
本工程所在区域属于缺水地区，另一项水资源同样不可忽视，那就是雨水。

由于年降水量较少且降水不均匀，自建雨水收集装置利用效率不高、回收周期长，故本次改造对雨水只采取入渗、截流等措施。

1）地面入渗：室外无大型、重型车辆通行，硬化地面全部采用透水砖等进行铺装，增加雨水入渗，减少地表径流。

2）下沉绿地：除铺装地面外，室外其他部位均设置为下沉绿地及花坛，并通过地面自然找坡将地表雨水进行汇集，有效截留地表径流雨水，减少外排的同时也减少了灌溉水量。

3）节水绿化：绿化植被的养护水量同样是节水需要考虑的问题，下沉绿地植物的选择，既要考虑周围环境相适应、协调，还要考虑雨水的季节性，这就要求植物既要耐水淹又要耐旱，保证景观效果的同时减少了绿化用水。

2.6 其他节水措施
改造后的办公楼内外，其他各种节水措施亦随处可见：
1）电脑旁的绿植：既美化环境、缓解工作压力，又能充分利用大家水杯中的剩水。

2）节水器具：节水感应龙头、免水小便器等广泛使用。

3）地源热泵空调系统：既能为办公楼提供低成本的冷热源，同时也省掉了冷却塔，减少冷却循环水的蒸发、排放。

2.7 节水效果
办公楼运行半年后，经测算平均日生活用水量约8L/人·天，中水用水量约12L/人·天，分别较国家标准节水约33%、50%，节水效果非常明显。

3、既有建筑节能改造
3.1 非传统能源利用
改造后的办公楼，给排水系统能耗主要为生活热水系统能耗，而用于制备生活热水的热源又占其系统能耗的80%以上，因此生活热水系统改造是给排水系统节能改造的重点。

生活热水系统主要用于日常盥洗，它的节能技术的应用主要体现在两个方面，一方面是旧有设备的改进，另一方面是充分利用自然资源，开发绿色能源。

因原有建筑年代较久，原有设备基本废弃，热水设备需要重新设置，而利用太阳能制备生活热水是一项被公认的比较成熟的技术。

太阳能作为清洁能源，取之不尽，用之不竭，是节能的重要途径，世界各国无不对太阳能利用予以相当的重视，以减少对煤、石油、天然气等不可再生能源的依赖。

本工程地处太阳能资源较丰富地区，年均太阳辐照量超过5000MJ/m2 ，年均日照时数在2600h 以上，可充分利用太阳能的能量。

采用太阳能热水系统，春、夏、秋季热水温度基本可满足日常使用要求，冬季也可充分利用太阳能，为热水系统预热。

3.2 给水系统节能
本工程给水系统用途主要为卫生间盥洗，在管网设计时针对园区供水管网水压较高且稳定的特点，拟全部利用市政管网压力直接供水。

为满足高楼层的器具用水要求，改造时对卫生间进行优化配置，将蹲便器等用水压力较高的器具放置在低楼层部位，而在高楼层部位则采用用水压力较低的座便器等，既保证最不利楼层的用水需求，又可以减少二次加压供水的能耗，同时省去了设备房及供水设备的后期管理、维护费用。

3.3 热水系统节能
通过太阳能系统的设置解决了生活热水系统的热源问题，另一方面，针对热
水供水系统进行优化，可进一步提升节能效果。

3.3.1 热水供水系统优化
传统的太阳能热水系统一般采用集热板与水箱分离设计，太阳能集热器通过一次循环设备（热媒循环或热水循环）与水箱内的水进行换热，水箱热水通过二次循环供水设备供应各楼层用水并保持管网内热水温度。

而一、二次循环设备同样是耗能大户，如能将此部分进行优化，则可进一步减少热水系统的能耗，因此本次改造时采用承压式一体化太阳能热水器。

一方面，集热器与水箱一体化设计，实现集热器与水箱之间通过热媒温差自然循环，取消了热媒循环设备。

另一方面，热水器采用承压设计，热水通过冷水压力顶水出水，保证了冷热水压力一致，同时省去了加压供水设备，只需要设置功率较小的循环设备保持管网水温即可，而且工厂化制作的热水箱较常规水箱保温效果更好，进一步减少了热量的散失。

3.3.2 辅助加热装置优化
为保证日照不足情况下太阳能热水系统的正常运行，系统设有电辅助加热装置，当太阳能提供的水溫不能满足设定要求时，电辅助加热装置自动启动，维持水箱内热水温度。

全自动化的启动方式在实现了系统操作便利的同时，也往往带来无谓的能耗，如除防冻保温外的夜间或周末的自动启动。

由于本工程生活热水主要用于卫生间洗手，对于水温要求不高，可在非寒冷季节时取消电辅助加热系统的自动运行，以减少该部分能耗，利用太阳能自然热量及热水箱的良好保温性能保持热水温度。

3.4 节能效果
经实际监测，采用太阳能热水系统，在电辅助开启的情况下，秋末冬初时段电辅助能耗仅为热水系统能耗的25～35%，有效降低了常规能源的消耗。

4、结语
随着社会的进步，世界各国对建筑节能节水的关注程度正日益增加，对于既有建筑改造的节能节水需求很大，若能充分结合既有建筑特点与改造需求，合理选用新设备，充分利用新能源，优化给排水系统设计，可大幅度节约建筑给排水方面能源及水源消耗，其性价比要远大于建筑保温的节能效果，更值得大力推广使用。

参考文献：
[1]《建筑给排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）
[2]《全国民用建筑工程设计技术措施—给排水》（2009年版）
[3]《建筑给排水节能节水技术探讨》刘振印
杨静，1982年7月，女，天津，大学本科，给排水工程师。