节水节能技术在建筑给排水中的应用 new

摘　要：世界淡水资源是有限的，随着人口的增长和经济发展，许多国家即将进入水危机的时代。面对日益加重的水资源匮乏的问题，联合国将每年的3月22日确立为“世界水日”。同样，我国也是一个水资源匮乏的国家，在此背景下，如何能做到节水、节能，避免水资源的浪费成了当前我们亟待解决的问题。

关键词：给排水； 资源； 应用； 推广
水资源关系到国家经济的发展，关乎人们的生产和生活。地球上的一切生命活动包括人类建筑活动在内都离不开水。在当前世界水资源缺乏的情况下，节水节能已成为建筑工程中的关键问题之一。如何充分的利用现有的水资源，尽可能的使水资源循环再利用，达到节水节能的目的，是现代建筑设计的重点课题。
　　我国建设部在2005年出台的《绿色建筑技术导则》作出的节水规划明确指出，根据当地水资源状况，因地制宜地制定节水规划方案，如中水.雨水回用等，保证方案的经济性和可实施性。在建筑给排水节能应用中，我们和重点应放在节水和水的循环再利用两个方面。
　　一、节水。节水主要指建立有效的节水系统和节水器具及设备的推广与应用。如采取有效措施，避免管网漏损，空调冷却水和游泳池用水采用循环水处理系统，卫生间采用低水量冲洗便器.感应出水龙头或缓闭冲洗阀等，提倡使用免冲厕技术等。
　　1.节水系统包括很多方面。
　　在建筑供水方面，以前给水系统主要是由水泵-水箱联合供水的方式，现在为防止水箱引起的二次污染，采用变频方式供水的情况越来越多。
　　在城市绿化及景观用水等非饮用水方面应尽量使用收集处理后的雨水.废水等非传统水源。在进行绿化浇灌设计时，应采用喷灌.微灌.滴灌.渗灌等节水技术，水质应达到灌溉的水质标准。在进行景观设计时，应设置用水循环系统，既要提出合理.美观的水景规划方案，还要满足节约用水，建立健全水景工程的池水.流水.跌水.喷水.涌水等设施，水质应达到《再生水回用于景观水体的水质标准》。
水循环利用的重点应放在中水回用和雨水收集上。在目前水资源十分紧缺的情况下，一方面，城区需水量仍在上升，污染问题也日趋严重；另一方面，每年有相当数量的雨水资源白白地从境内流出，并且随着城市规模的扩大，城区的建筑.道路.绿地等占地面积不断变化，降雨产生的径流量也在不断变化。随着城区不透水面积的不断增加，雨水的流失量也随之增加，地下水补给就会减少，城市洪涝灾害的威胁就会增加，并且大量初期雨水对水体也构成严重污染，整个城市的生态环境会日趋恶化。
　　中水回用技术。中水是指各种排水经处理后，达到规定水质标准，可在生活.市政.环境等范围内杂用的非饮用，它源于日本。中水回用早在20世纪中叶随着工业化国家经济的发展，世界性水资源的紧缺和水环境污染的加剧已经突现出来了。面对水资源危机，发达国家重视得较早，如美国.韩国及日本。随着我国改革开放后经济发展对水的需求增加以及北方地区的干旱形势，促进了中水技术的发展。
　　根据不同处理程度.出水水质和各种用途的用水水质，中水可用作不同用途。目前，建筑中水回用对象主要包括以下几种：
　　（1）冲洗厕所。是指厕所便器冲洗用水。
　　（2）冷却用水。主要用于直流式.循环空调冷却系统的冷却用水。
　　（3）消防用水。指消火栓.消防水炮用水。
　　（4）洗车。指各种车辆的冲洗用水。
　　（5）绿化。指小区或者建筑周围的绿化用水。
　　（6）道路清扫。指浇洒道路及喷洒用水。
　　（7）景观环境用水。在小区中应用比较普遍，主要为观赏类景观用水，包括喷泉.瀑布.景观湖泊等。
　　雨水回收利用技术。雨水利用的前景十分广阔，它可以产生节水.削减洪峰流量.改善生态环境.地下水涵养.水量维持和缓解地面沉降等诸多效益。我国雨水利用起步较晚，但许多地方也进行了雨水利用的尝试。雨水利用技术运用生态学.工程学.经济学原理，通过设计的人工净化和自然净化，将雨水利用与景观设计相结合，从而实现环境.经济.社会效益的和谐与统一。具体做法和规模依据小区特点而不同，可以设计绿色屋顶.水景.渗透.雨水回用等。
以2008年荣获国家首个生态住宅的学府涵青家园项目为例, 生活用水.消防用水采用市政自来水管网供水；绿化.道路浇洒等杂用水采用经处理后的雨水或桃浦河水。其各种用水的水质应达到相应的国家标准。其中水量保证措施：以雨水和桃浦河水作为补水水源，经处理后作为园区内绿化和浇洒道路等杂用水。水质保证措施：将雨水和桃浦河水作为杂用水水源，经过生态装置处理后，满足相应的杂用水水质要求。
　　通过以下措施达到生态目标：充分利用小区绿地，将雨水引入地下水，补充地下水源。同时也能缓解雨水对管网和河道的瞬时性冲击。上海地区土壤多为泥炭性土质，渗水性相对较差，但是，通过与绿化草坪的配合，也能够将硬质地面的地表径流系数从0.9降低至0.6，可以降低约33％的雨水收集量。收集的地表径流雨水一方面进入集水池，经过生态处理工艺净化后补充人工河水；
　　对于水质要求高的生活用水，采用市政自来水管网供给。对于绿化用水.道路浇洒用水，则可以采用人工河水作为水源，满足高质高用.低质低用的目的，在满足各自水质要求的前提下，最大限度地节约自来水的使用量已达到节水的目的。
　　上海地区属于水质性缺水性城市，在水量上并不缺乏。而且学府涵青家园地块临近就有桃浦河，因此，晴天时园区内浇洒绿地和道路用水则考虑采用经过处理达标后的桃浦河水。此外该项目周边建设有完善的市政污水管网，因此，本着因地制宜的原则，本区内产生的生活污水考虑直接排放进入市政污水管网，而不考虑处理后再利用。该项目室外道路及屋面.阳台雨水有组织地就近排入基地周围修建的雨水管道，汇集以后排入穿过园区内的行洪河道。在建设园区雨水管道基础上，园区内人行道路，停车场等地区应尽量采用渗水性的地砖，以利于雨水的下渗。
　　在人工水体的处理过程中，有采用物化法.生化法和生态法三种主体工艺处理模式，与生态住宅的理念相吻合，推荐使用生态法处理工艺。
　　与物化和生物处理工艺比较，该工艺的主要特点如下：
　　（1）建设成本低；
　　（2）运行.管理.维护费用低，人工劳动较少；
　　（3）处理工艺生态化；
　　（4）处理构筑物与景观建设相结合，不影响景观效果；
　　（5）采用地埋式 结构，卫生条件好；
　　（6）处理效率及氮磷处理效果较常规物化和生化处理技术略低。
在生态处理工艺的前提下，本项目推荐使用生态砾石床强化净化工艺取代传统的人工湿地技术。人工砾石床通过在地下构筑物中分级放置三段式填料（砾石.沸石.功能性除磷填料），以分级去除进水中的有机物.氨氮和磷酸盐。同时，生态砾石上生长的原生和后生动物也会对进水中的蓝绿藻起到吞食净化作用，以保证人工水体的水质。对于人工河水，经过生态砾石装置处理后并进行消毒，满足杂用水卫生学指标，然后再供园区内绿化用水和浇洒道路用水。
此种方式处理效果很不错，我们还考察了上海交大同样方式操作的两个类似案例，效果均不错，可惜的是项目工期太紧，生态砾石床强化净化工艺需要面积比较大，在施工工期上不能满足，后采用一般的溶气式处理方式进行水处理以达到水质要求。
　　2. 节水器具及设备的推广与应用
　　节水器具指满足相同的饮用.厨用.洁厕.洗浴.洗衣等用水功能，较同类常规产品能减少用水量的器件.用具。因此，节水器具首先要做到的就是避免跑.冒.滴.漏，满足使用功能，然后再通过设计和制造主动或者被动地减少无用耗水量，达到与传统的卫生器具相比有明显节水效果。目前，节水型生活用水器具主要包括节水型水龙头.节水便器及节水便器系统.节水淋浴器.节水型洗衣机和自感应冲洗装置等。
　　（1） 节水型水龙头的推广与应用。节水型水龙头是指具有手动或自动启闭和控制出水口水流量功能，使用中能实现节水效果的阀类产品，最新节水龙头又有新的革新，可以根据自身的需要，自行调节或卸下安装在水龙头内的节水器，自由转换控制节水率。同时其快速开启方式同样也是传统螺旋式所不及的，从而更加强了节水效果。另外，在龙头的出水口安装充气稳流器（俗称气泡头）也是有效办法。安装了气泡头的水龙头，比不设该装置的龙头要节水的多，并随着水压的增加，节水效果也更明显。由于空气注入和压力等原因，节水龙头的水束显得比传统龙头要大，水流感觉顺畅。倘若要进一步节水，还可选用其他一些特种龙头，如感应龙头.延时龙头等，这类龙头价格相对要高出一般龙头。
　　（2） 节水型沐浴喷头的推广与应用。头节水型多功能淋浴喷头也属于一种节水型水龙头，它是通过对出水口部进行改进，增加吸氧舱和增压器，这样不仅减少了过流量，还使水流富含氧气。对于普通喷头来说，停止使用时喷头内部仍然会有滞留的水，这样，长时间以后就会有水垢的富集，而这种多功能淋浴喷头没有容水腔，水流直接喷射出去，停止使用时不积水，减少产生水垢的机会。
　　（3） 节水型便器的推广与应用。节水便器是在保证卫生要求.使用功能和排水管道输送能力条件下，不泄漏，一次冲洗水量不大于6L水的便器。节水便器主要有直冲式和虹吸式两大类。直冲式利用冲洗设备自身水头进行冲刷，特点是结构简单.节水，主要缺点是粪便不易被冲洗干净，且臭气外逸，冲洗历时较长，应用受到限制。目前，国内外使用的便器大多为虹吸式。虹吸式便器是借助冲洗水头和虹吸（负压）作用，依靠负压将粪便等污物完全吸出。采用水封，卫生和密封性能好，经过长期的结构优化，其冲洗用水量一般可达到3～6L。虽然目前便器多采用虹吸式，但虹吸式节水便器并非技术发展的终结。一方面，我们对节水的要求不断提高，迫切需要更节水的器具。另一方面，随着科学技术的进步和新材料的发明应用，人们可以攻克过去条件下不可能解决的技术难题。节水便器设计思路新颖，改进类型多样，节水效果良好，技术日臻成熟，目前就有一种耗水仅1.4升的容积水封式直排新型节水便器在我国研制成功，业内专家认为该产品节水技术已达到国内领先水平。该产品已通过国家建设行业科技成果评估并取得国家专利证书。
　　（4） 其他节水型设备。除上面介绍的两种主要节水器具之外，其它还有节水洗衣机.恒温混水阀等。目前，还研制出了一些废水回收装置。这些器具及设备可以为节水器具多一些选择空间。
　　2. 可以建造太阳能.风能和雨水利用水景于一体的花园式可持续发展建筑。
三、结语
　　我国是水资源短缺的国家，水资源的人均占有量低，时空分布不均衡。加强节约用水工作是当前各级地方政府的一项重要任务。是全面落实科学发展观的重要举措，有利于推动经济增长方式转变，加强环境保护，维护广大人民群众的长远利益和根本利益，对全面建设资源节约型社会具有重要意义。
　　参考文献:
　　[1]GB 50015-2003,建筑给水排水设计规范[S].
　　[2]付婉霞,吴俊奇.建筑节水技术与中水回用[M].北京:化学工业出版社,2003.
　　[3]余海静.室内给水排水工程的节水节能措施[J].河南城建高专学报,1998,7(3):6-7.
　　[4]陈文辉.大有发展前途的开源节水技术———中水道技术[J].中国环保产业,1998(10):29-31.