建筑给排水设计中的节能减排方案分析及研究

2022-09-12

引言

节能减排是指节约能源、降低能耗及减少污染物的排放。在建筑给排水中, 节能减排具有非常重要的作用。其中, 从宏观上来讲, 推动了建筑行业的良性发展及使人民的生活质量得以改善, 而从微观上来讲, 节能减排的重要性表现在下列方面:一是节约水资源及防止水环境恶化;二是改善个人生活品质。据此, 笔者从节水、节能、防污的角度出发, 探讨建筑给排水设计中的节能减排方案。

一、给排水节水

(一) 选用新型卫生器具及配件

在建筑给排水设计中, 应选用新型卫生器具及配件, 究其原因是老式卫生器具的耗水量非常大, 且给水配件的耐用性、密封性较差, 则会造成水资源浪费。目前, 能够体现节能减排要求的卫生器具包括:一是陶瓷芯水龙头, 其具有较好的密封性、耐用性, 且可在老式水龙头的基础上至少节水20%;二是虹吸式高效节水型坐便器, 其单次用水量是5L, 可节水50%;三是单管恒温供水与手拉延时自闭淋浴、光电淋浴、脚踏淋浴等配合使用, 可在双管淋浴的基础上节水20-50%;四是自动节水系统具有耐久性好、密实度高等优点, 且采用了人工智能手段, 即可按需开启自动化拉手, 以关闭用水, 从而提高建筑给排水的节水效果。

(二) 屋顶水箱浮球阀设计

对于建筑屋顶水箱浮球阀, 建议选用一类导阀控制性浮球阀, 其兼具流量控制阀、泄压阀、减压阀、止回阀及浮球阀等功能。应用表明, 该浮球阀的动作灵活, 且可防止发生溢流过多等现象, 从而实现了建筑给排水节水的目的。

(三) 建筑中水设计

在建筑给排水设计中, 废水、污水的处理与回收利用是实现节水的重要手段。但在处理的过程中, 要求做到水资源回用化、污水无害化及环境绿色化, 从而实现节水与防止污水污染环境。

(四) 雨水收集与回用

雨水收集与回用是节能减排思想在建筑给排水设计中的重要体现, 但在这一应用过程中, 需要注意下列事项:一是优选雨水排水系统, 其中对于中小型屋面, 通常选用重力流雨水排水系统, 即其原理是利用屋面坡度, 雨水先从天沟流入雨水斗, 再在重力作用下以汽水混合的形态沿立管而下;对于大型屋面, 通常选用虹吸式压力流排水系统, 即其工作原理如下:在初期, 利用重力排水, 而当屋面水位高度较高时, 用专用的雨水斗隔断空气流入斗中, 借此虹吸作用来提高排水系统的效率。二是雨水利用, 即在降雨充沛的地区, 优化雨水回收系统设计, 以回收利用屋面雨水或污染轻的地表径流, 具体可与中水一并用作景观用水。

二、给排水节能

(一) 优选二次供水设备

鉴于以水泵、水箱为主的供水方式易污染水质, 则变频变速供水与气压罐供水全面取代传统的供水方式是一种趋势。从建筑给排水系统的运行来看, 变频设备的应用更具节能效果, 因为变频设备可按用水实况自动转换供水频率, 从而实现了在满足供水需求的同时节约用水, 同时变频设备不易造成水污染。

(二) 太阳能集热系统设计

太阳能集热系统由太阳能集热循环、热水循环及辅助加热等组成, 且配有温度、水位及定时等控制功能。在实际应用中, 先将平板型太阳能集热板设在屋面的可利用区域内, 再将一个容积式电热水器、承压式集热水管及集热系统循环泵设在屋面热水机房中。在太阳能集热系统中, 水箱通常采取定温补水方式, 即借助太阳能使水箱的热利用率最大。热水罐保持在满水位状态, 并以温差循环或集热定温的方式加热罐内的水, 且当罐内水温比设计值高时, 自动进水调节储热罐内水;当容积式换热器内的水比使用要求低时, 以恒温方式调节水温;当回水管内水的温度<40℃时, 开启回水泵, 并在管道水的循环中调节水温至45℃, 而后关闭回水泵。

三、二次供水与生活用水的防污染

(一) 水箱或水池

在建筑给排水系统中, 若设置水箱或水池, 则常因停留时间、本体及附件等因素而引起水质污染;若修建钢板材质的水箱或水池, 其表面易锈蚀, 继而引起水质下降;若修建钢筋混凝土水箱或水池, 其表面较为粗糙, 且易滋生细菌及产生青苔、微生物等污染物。据此, 在修建水箱或水池时, 建议优选不锈钢钢板、搪瓷钢板或玻璃钢等材质, 而若选择钢筋混凝土, 则其内部需添加内衬。在使用中, 水箱或水池的溢流管常因内部潮湿而遭受鼠害, 因此在设计中, 要求增设防鼠网, 以防管道漏受损或漏水污染水质。

(二) 用材

在建筑给排水建设中, 常用的管材包括金属塑料复合管、塑料管材及金属管材。其中, 金属管材易引起集中供应的自来水被腐蚀, 究其原因是金属管道的耐用性差, 即其在贮水中易受到化学物质的腐蚀, 使得水中氯的含量迅速降低, 同时使得金属元素、溶解性固体及细菌的含量上升, 从而污染水质;对于塑料管材, 其具有耐用性高、抗腐蚀能力强及美观等优点, 但在使用中易产生扰民的噪声。为了解决金属管材与塑料管材的应用缺陷, 一种新型的塑料管材——PVC管材得以研发和推广, 其具有噪声低、节能减排效果好等优点, 并防止了生活用水在输送中发生污染。

结束语

而今, 世界各国所面临的能源资源环境局面都十分严峻, 而建筑能耗约占社会总能耗的1/3, 因此在建筑给排水设计中推行节能减排方案非常必要。综合文中所言, 节能减排在建筑给排水设计中的体现主要涉及下列方面:一是节水, 即可采取优选节水型器具、优化屋顶水箱浮球阀设计及回收利用中水与雨水等措施;二是节能, 即可采取优选二次供水设备、应用太阳能集热系统等措施;三是防污染, 即可从水箱、水池的修建及用材的选择等角度进行控制。总之, 建筑行业的良性发展要求优化给排水设计, 而从节能减排的角度衡量建筑给排水设计方案的质量是时代发展的要求, 符合社会发展与人类文明进步的要求。

摘要：在建筑工程中, 给排水的作用包括排放废水、提供水源, 从而保证住户的健康与安全。但在给排水系统运行中, 却普遍存在能源浪费或利用效率低等问题。为此, 笔者结合实践经验, 简述建筑给排水设计中的节能减排方案。

关键词：建筑工程,给排水设计,节能减排