给排水中的绿色建筑技术

给排水中的绿色建筑技术 【摘要】通过对符合绿色建筑评估标准的给排水新型技术做一个介绍，作为给排水中的绿色建筑技术发展方向的初步探讨。

【关键词】:地源热泵 人工湿地 泳池热泵 雨水渗透 节水技术 如今，绿色建筑的风潮席卷全球，很多国家都设定了绿色建筑的评估体系，在节地、节材、节水及节能等方面对绿色建筑做了相应的要求。而在全球水资源匮乏的大环境下，节水技术在每种评估体系中都占了相当的比重，从而带动了各种绿色给排水技术的推广应用。本文就符合绿色建筑评估标准的给排水新型技术做一介绍，也是对给排水中的绿色建筑技术发展方向的一个初步探讨。

1、地源热泵热水系统 在中国绿色建筑评价标准中，充分利用地源热泵等可再生能源是优选的达标项。随着国家加大对可再生能源的利用的支持力度，地源热泵系统得到越来越广泛的运用。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统。

在采用地源热泵空调系统的建筑物中，我们要合理利用该系统的季节性差异以及热回收来提供热水需求，达到能源的最大化利用。在该系统设计中，采用标准地源热泵机组和全热回收地源热泵机组供应冷暖空调和热水需求，其各个季节的热水供应情况如下：

夏季：采用热回收型地源热泵机组为建筑物提供制冷，同时利用热回收生产生活热水，可避免空调制冷工况运行时产生的热量白白的被带回地下，可节省全部的制备生活热水的费用；冬季：冬季标准型地源热泵机组制热运行，全热回收机组在提供生活热水，在保证热水供应的前提下兼顾室内采暖。在部分负荷状态下，若生活热水温度已经达到设定值，则热回收型机组停止工作，标准型机组运行即可满足，避免两台机组同时运行造成电能的浪费。

过渡季节：在过渡季节中建筑物不需要空调，此时标准型地源热泵机组不需开启，仅热回收型地源热泵机组工作就可满足热水需求。机组热工况运行提供生活热水，

从其运行情况可知，在热水量需求比较大一点的别墅、酒店类建筑物，采用这种全热回收地源热泵系统，不仅很好地解决了地源热泵的地下热平衡问题，又能起到很明显的节能效果。在充分利用地源热泵的基础上，只需要消耗一台循环水泵的电能，能效比最高可达6以上。

根据工程实例，我们就地源热泵热水系统与太阳能热水系统的运行费用做过 比较，在每天产生1吨55度热水情况下，地源热泵热回收系统全年的热水运行费用为1440元，太阳能系统全年的热水运行费用为2754元。可以看出：地源热泵热回收机组全年制取热水费用仅为太阳能的52.2%

2、人工湿地污水处理 人工湿地污水处理技术在美国的绿色标准LEED中，属于可以获得加分的创新的污水处理技术。人工湿地污水处理是污水通过由土壤、人工填料和植物组成的填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇，蒲草等)，形成一个基质——微生物——植物的复合生态系统，并利用其超强的净化功能进行水质高效净化。如果设计施工得当，一般处理的水质可以达到地面水 III级标准。研究表明，在进水浓度较低的情况下，人工湿地对BOD的去除率可达85％-95％，COD去除率可大于8O％，城市污水通过湿地处理后出水BOD在10mgL左右。

与传统污水处理设施相比，人工湿地系统具有效果好、投资少、运行费用低等优点，不需要外加动力，不需任何化学添加剂。据统计，1平方米的湿地天可以处理0．5吨的生活污水，处理成本一般为每吨污水0.1～0.2元，基建投资通常为每吨污水150～800元，或按湿地面积系统建成费用为250元／平方米，是传统二级污水处理厂的1／5～1／2。从其投资的成本和运行的效果来看，是推广性很强的实用型技术。该系统也存在不足，比如需要比较大的占地面积，管理不好会有病虫害的影响，完全稳定运行会需要比较长的时间等。此技术在欧美应用广泛，美国现有800多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水。在我国近年来也开始研究并在一些项目上实施和推广。我们在现阶段的设计过程中，可以和专业供应商配合方案设计和参数的选定，以期达到最好的处理效果。该系统可以配合室外规划设计，利用荒地或绿化，形成独特的自然生态景观。该系统不管规模大小，处理效果不受影响。在国外，很多别墅花园内采用此种系统，效果也非常好。

国家目前已出台了《人工湿地污水处理工程技术规范》的征求意见稿，相信在不久以后，会得到越来越多的应用。

3、泳池热泵热回收热水供应技术 在国内的许多游泳馆里，普遍存在能耗大，且建筑物构建受到严重腐蚀的现象。而游泳泳池水的热损失95%是通过泳池水表面蒸发产生的，含氯潮湿空气对建筑物的腐蚀，几乎100%也是来源于泳池水表面蒸发所造成的。所以现在在改造或新建游泳池的设计案例中，开始采用热泵系统的节能与环保的设计理念，将池水表面的蒸发热充分回收，使之转移进入池水和空气中，弥补池水和空气热损，同时实现调节空气的温度湿度功能。该过程主要包括两方面：一是暖湿空气流经空气过滤器及蒸发器，温度下降，水汽凝结成冷凝水从空气中分离出来， 使空气干爽，实现空气除湿功能；同时，空气冷却、水汽凝结及冷却过程中释放出的热能被冷媒（制冷剂）吸收；二是冷媒吸收的热量，先经热交换器给池水加热，实现池水加热功能，余热经空气冷凝器，给冷却的空气加热，实现空气恒温功能。

对于生活热水系统来讲，余热的回收利用可维持池水的温度的恒定，同时还可提供部分或全部的淋浴热水。

热泵的节能效果取决于从低温热源吸取的热量，低温热源的温度越高对热泵越有利。而在室内恒温游泳池中，游泳馆内的温度会达到27~28℃，这从理论上可知道其能效比COP会达到7左右，具有很明显节能效果。利用热泵技术，取代燃煤（油）锅炉或电来供应冷热源，在环境保护方面也极具优势。据统计，与燃煤锅炉相比，热泵平均可减少30%的CO2排放量，与燃油锅炉相比，CO2排放量减少68％。同时也减少大量热的排放，这对于有效降低城市环境污染、减少温室效应具有积极作用。

在绿色建筑评价标准里，利用余热来提供建筑所需的生活热水是要求达到的一项指标。综上所述，利用该技术来对游泳馆池进行除湿、空调和池水加热、淋浴热水供应，是可以推行的节能环保的成熟技术。

4、雨水的渗透排水技术 在绿色建筑评价标准里，要求合理地规划雨水排放，降低地表径流，采取多种渗透措施增加雨水渗透量。在我国，以前比较忽略雨水排放的规划，经常出现因短时暴雨的排放不及导致地下车库和街道被淹，同时地下水却严重不足，水位下降，引起地面的沉降。因此我们在设计时应充分考虑雨水的自然入渗措施，这样既可补充地下水源，提高地下水的涵养，同时减少地表径流，不增加市政雨水管网和自然水体的负荷。在设计中通常采用两种策略，一种是增大绿化和可透水地面的面积，另外就要求我们雨水排放采用渗透排水一体化系统。这个系统内包括渗透井、渗透管、渗透沟、渗透塘等等，这些设施的管壁或井壁均有许多渗透孔，可以向四周渗透，具有比较好的雨水调蓄能力。但如果水质不好，易于发生堵塞，难以清通。故在设计中，最好采用适当的预过滤处理措施。渗透设施的外壁四周应填充充粒径 20～30㎜的碎石或其他多孔材料，如图所示。

渗透塘渗透面积大，能提供较大的渗水和储水容量，净化能力强；对水质和预处理要求低，但其占地面积过大，在一般的项目中没条件实施

5、真空节水技术 在中国的绿标和美国的LEED标准中，建筑物的节水率都是一个比较重要的指标，要求用水量比计算得到的建筑基本用水量减少30%甚至更高。这就要求我们在用水技术上需要有比较大的创新才能满足。目前采用真空节水技术和新型洁具就可以大大降低冲洗所需的排水量。

5.1真空排水是用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污物冲吸干净，达到节约用水、排走污浊空气的效果。整套真空排水系统包括：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。该系统内洗脸盆、小便斗、浴缸等可采用一 般通用洁具，根据水量的不同，可以有多个洁具连接一个真空控制阀，但座便器必须采用特殊真空座便器，真空控制阀整合在座便器内。采用真空排水系统，不仅能节约大量的冲厕用水，还可以用在很多重力排水不能很好解决排水的地方，比如地下室的排水，滨海沿岸的排水、室内同层排水等。目前由于此套系统造价比价大，限制了其使用的范围。距统计，该技术平均节水超过40%。

5.2新型的节水洁具 在中国的绿标和美国的LEED标准中，合理采用节水洁具是不可或缺的得分项。为了进一步提高节水率，现在市场上已涌现出许多新型的节水洁具，比一般的节水洁具的用水量有了进一步的大幅减少。

无水免冲洗小便斗系统是是一种不用水、无臭味的厕所用器具，由于经济、卫生，节水有效，开始在市场上推广开来。小便斗内可更换的滤盒与排水管道相通，不需要冲水阀和供水管线。滤盒的设计及表面抗渗材料的使用使尿液通过独特的可生物 降解的密封液流入滤盒。密封液在排水管道和卫生间室内环境中间形成了一个密闭隔离层，从而防止了异味的泄漏。

智能水冲泡沫座便器是市场推出的新型的泡沫冲洗洁具，洁具内泡沫将尿粪密封在泡沫内，锁住异味逸出，避免造成视觉和嗅觉污染，并可智能感应大、小便人次数，小便后泡沫自动覆盖尿液，基本不需水冲，可以连续使用20人次才冲水一次；3次大便只需一次冲水。节水可达80%以上

真空节水除臭座便器是将冲厕的水量的的40%通过空气代替，采用汽、水混合冲洗来达到节水的效果。

结语 随着社会对于环保节能的要求逐步提高高，许多绿色环保的新技术不断涌现。我们在设计过程中，应加大对新技术的推广和工程应用，尽量采用具有较高的环境效益、经济效益及社会效益的系统，为整个地球的节能减排尽一份社会责任