谭明飞

(华南理工大学建筑设计研究院， 广东 广州 510000）

由于我国经济发展迅速， 能源消耗问题日益严重， 因此如何将节能理念应用到日常生活中来， 是当前社会发展的重要问题， 尤其是在建筑工程这一能耗巨大的领域， 引入节能理念更是迫在眉睫。 因此本文重点讨论节能理念下的建筑给排水设计， 结合建筑实际情况， 突出节水节能的设计特点， 并提出相应的节能改进措施， 以响应发展绿色经济的号召， 高效利用水资源， 促进我国经济的可持续发展。

1 建筑给排水工程管道组成结构

1.1 管道敷设

现代建筑给排水系统主要由排水管道、 生产设备、 排污器具、 给水器、 局部处理构造物、 抽升装置、 清通装置、 通气管系统等部分共同组成。 在进行给排水系统排水管道敷设时， 需要采用一个弯曲半径4 倍于管道半径的90°弯头或2 个同等规格的45°弯头对排水管端部和排水立管进行连接， 并且应在基础板、 管道穿墙处以及穿楼板等位置预留一些孔洞， 以便排气。 同时管道之间、 管道与墙之间须预留适当间距。 一般情况下， 应将排水的横支管通过暗埋法， 掩埋于结构层与建筑垫层内， 同时将厕所地面增高6 ～20cm， 以便在增高的地面填充层中安设辅助用水器具的水平主管道和连接管道， 接着在地面填充层的基础上设置防水层和砂浆平层， 并在专用假墙内装设给排水横管。

1.2 管道布置

在进行给排水系统设计时， 如果该系统采用的是下行上给的方式进行热水供应， 应将回水立管与配水立管相连， 并保证上层连接点处于最佳配水点下方50cm处， 同时应在管道底部装设对应的泄水阀， 并通过最佳配水点对管道进行排气处理。 如果该系统采用的是上行下给的方式进行热水供应， 应将循环管道与每个立管进行连接， 并在配水干管的顶端安装具备消音功能的排气设备， 降低给排水系统运行过程中产生的噪音， 同时在管道底部增设带有手动控制放气阀的膨胀式水箱和排气装置。

1.3 管道保温

给排水系统主要由回水立管、 水箱、 水温控制设备、 供水立管、 机械循环回水干管、 供水干管、 贮水器等装置组成。 由于给排水系统能耗较大， 并且需要对建筑物进行热水供应， 因此应对系统内的管道进行保温处理， 以减少热能损耗。

1.4 管道支架

为了均匀分配给排水系统的管道伸缩量， 应通过固定支架法将给排水管道配置在自然补偿管道及伸缩器的端口处。 同时应以伸缩器标准补偿量大于管道伸缩量为标准， 设定管道支架间距。

1.5 通气管道系统

建筑给排水管道系统通过通气管与外部相连， 系统通气方式较复杂， 主要设备有器具通气管、 专用通气管、 结合通气管环形通气管、 伸顶通气管、 副通气管、 主通气管等。

2 建筑给排水节能设计思路

通过科学测量， 对建筑内给排水进行合理分区，并根据建筑特点选取合适的给排水系统系统， 可以更好地实现节能设计。 在高层建筑给排水系统设计过程中， 合理划分给排水系统区域， 分区设置减压阀， 尽量不对减压阀进行串联设置， 以便实现节能设计。 在进行给排水系统选择时， 应结合建筑特点， 查阅相关资料， 通过详细计算， 充分利用市政压力对建筑进行给排水， 避免水泵在低水压情况下运作， 降低系统能耗。 同时可以将各种供水系统进行组合利用， 根据建筑特点、 实际施工情况， 实现给排水系统的节能设计。

2.1 给排水系统选择

由于热水制备能耗占建筑给排水系统能耗的85%以上， 因此选择合适的热水系统对节能理念的实现具有现实意义。 应根据建筑特点及用水情况， 择优选择热源， 并考察建筑水压， 合理设计热水系统， 根本上降低给排水系统能耗， 同时优化了节能管理细节。 在设计好热水系统后， 应结合热水系统特点， 选择合适的循环冷却水系统， 接着进行分质供水设计， 并结合节能理念， 设计水循环利用系统以及雨水回用系统。

2.2 水资源节能设计

在建筑给排水系统中增设节水系统， 是实现给排水节能的重要方法， 同时也是最直接、 最简便的节能手段。 目前我国大多数建筑的给排水系统供水管线都存在不同程度的老化现象， 且节水系统安装率普遍较低， 导致建筑给排水节能效果低下。 因此在进行建筑给排水系统设计时， 须根据建筑特点、 供水管线水压等实际情况增设节水装置， 从管道、 阀门、 水压多角度、 全方位地进行水资源节能设计， 科学合理的融入节能理念。 由于在我国建筑给排水系统设计中， 管道和阀门这两种配件使用量较大， 且易受水流侵蚀， 因此在进行建筑给排水节能设计时， 须选用抗腐蚀性高的防水型材料作为管道阀门的配件材料。

2.2.1 变频水泵设计

目前我国建筑给排水系统一般配备有计量水表，但缺少编程和自动控制技术的有效运用， 容易造成严重的水资源浪费情况。 因此在设计建筑给排水系统时， 应合理运用节能技术， 结合中水系统， 在建筑给排水系统中安装变频水泵， 实现自动调节和供水功能。 在建筑给排水系统中加入变频水泵设计， 可有效实现系统的节能功能。 同时为了贯彻节能理念， 在变频水泵的实际设计过程中， 应将变频调速技术、 可编程序控制技术、 水位显示控制技术、 压力传感技术进行综合利用， 设计出多位一体的变频水泵系统， 将使给排水系统电能消耗降低20%， 水资源消耗降低9%， 有效实现建筑给排水系统的节能功效。

2.2.2 中水系统设计

对建筑给排水系统中的中水系统进行科学合理的优化设计， 可以有效降低污水污染， 减少水资源消耗， 实现节能目的。 在进行中水系统设计时， 须根据建筑中水水质、 水流量和回用水质要求等因素， 结合现有技术以及建设经费， 经过详细比对后确定回用处理工艺， 一般情况下使用生物—物化流程进行水质回用。 在建筑给排水系统中增设中水系统， 可降低建筑40%左右的水资源消耗， 同时对污水进行有效回用，以达到节能目的。

2.2.3 雨水回用设计

由于建筑给排水系统在运用过程中， 会排放不少废水、 污水， 严重污染环境， 同时与雨水混合后， 会并进一步降低给排水水质， 因此设计雨水回用装置，与中水系统进行配套使用， 是现代建筑给排水节能设计的重点项目。 同时雨水回用技术操作简单， 投入资金少， 只需将建筑顶部的雨水经过简单过滤沉淀后即可投入给排水系统， 进行循环利用。 但是由于地面雨水所含杂质较多， 须经过严格过滤后才可投入使用。在经过雨水的初期弃流操作后， 设计2 组过滤装置，对雨水进行沉淀处理后， 并对水质进行严格检测， 确认检测结果符合给排水标准后方可投入使用。 同时，将雨水回用装置与中水系统进行合理搭配， 利用重力能、 生物能和太阳能设置微生物过滤分解系统， 对水质进行净化处理， 以达成建筑污水零排放、 雨水合理收集利用的节能环保目的。

3 建筑给排水节能措施改进

3.1 合理控制超压出流量

合理控制超压出流量， 可以有效提高建筑给排水系统的水资源利用率。 该措施通过对建筑内配水点进行水压控制， 将压力控制在能维持建筑水能需求的范围内， 以起到节约能源的目的。 在进行措施改进时，须严格按照建筑给排水系统要求进行排水管网设计，保证建筑内部排水系统的横竖向分区与室外给水系统合理搭配， 协调运行， 通过测定横竖分区用水量、 排水系统管道质量， 在保证维修方便的前提下， 合理计算给水压力大小。 如果排水系统的横竖分区位于给水系统的低处， 应对室内卫生器具的静水压进行合理控制， 一般住宅楼、 医院和酒店的静水压为 300 ～350kPa， 高层办公建筑静水压为 350 ～450kPa。 同时在进行建筑给排水系统节能设计中， 要综合考虑建筑物高度、 建筑面积、 水泵性能以及室外管线压力等因素， 合理设计建筑物分区水压， 以起到节能目的。 由于市政管网系统存在一定的水压不稳情况， 无法保证建筑用水量， 为了贯彻节能理念， 应对供水方式进行优化。 可供使用的供水方式有水箱供水方式、 水泵-水箱供水方式、 水池-水泵供水方式， 以上方式可以较大程度上稳定水压并实现节水节能功能， 并且该类供水方式下用水点的压力起伏值也比一般供水方式的压力起伏值低。 并且随着科技进步， 可以利用多元化的节水设备， 对水压进行合理控制到控制水的流量，比如在水表前端安装节水阀门或节水塞， 可以起到控制水流量的效果。

3.2 太阳能给水加热

太阳能具有可再生、 无污染等巨大优势， 是应用广泛的新型绿色能源， 将其应用到建筑给排水设计中， 进行给水加热， 可以有效节约能源， 并且根除了传统方式下给水加热造成的环境污染现象。 因此在进行建筑给排水节能设计时， 应合理运用太阳能加热装置， 并结合建筑给排水管网特点、 居民生活用水习惯， 对太阳能加热装置进行合理配置和优化， 对太阳能给水加热技术进行合科学合理的设计优化， 同时可以通过单独布置太阳能加热装置的方式， 结构高层建筑给水加热难题。 充分利用太阳能给水加热技术， 对降低建筑给排水能量损耗， 贯彻节能理念， 促进绿色经济发展有着现实意义。

4 结语

随着我国经济的高速发展， 绿水青山就是金山银山的节能观念已深入人心， 由于传统模式下的现代建筑给排水设计易造成水资源浪费及污染， 因此对当前建筑给排水设计方案进行合理改进， 对节能理念的实施有着重要意义。 本文通过分析建筑给排水管道特点， 对给排水系统进行相应的节能设计， 并提出一定的改进措施， 以期减少建筑给排水系统能耗， 促进水资源循环利用， 响应国家节能减排号召， 实现我国经济的可持续发展。