Application of New Water-saving and Energy-saving Technology for
Green Building Water Supply and Drainage
孙晶晶 SUN Jing-jing
（机械工业第四设计研究院上海分院，上海 200433）
（Shanghai Branch of SCIVIC Engineering Corporation，Shanghai 200433，China）
摘要：绿色建筑给水排水技术发展以来已经包括了许多领域，例如建筑物内部的用水需求、建筑物污水的排出需求、雨水处理等，通过科学的给排水节水节能新技术，就能对建筑物进行有效的节水，并且将产生的废水进行回收再利用，不断提升对水资源的综合利用率，这对当前我国淡水资源紧缺问题的缓解有着极为重要的意义。本文主要是对绿色建筑给排水节水节能新技术的重要性进行了分析，并探讨了给排水节水节能新技术的应用效果，指出了其中存在的一些不足和缺陷，希望能够为我国相关领域的研究做出一定的贡献。
Abstract: The development of water supply and drainage technology for green buildings has covered many fields, such as water demand inside buildings, discharge of building sewage, rainwater treatment, and so on. Through scientific water-saving and energy-saving technologies for water supply and drainage, it can effectively save water, recycle and reuse of the wastewater, and continuously improve the comprehensive utilization of water resources, which is of great significance to the current mitigation of the shortage of freshwater resources in China. This paper mainly analyzes the importance of water-saving and energy-saving new technology for green building water supply and drainage, discusses the application effect, and points out some shortcomings and defects, to hope to make a certain contribution to the related research in China.
关键词：绿色建筑；给排水；淡水资源；节能节水技术
Key words: green building；water supply and drainage；fresh water resources；energy saving and water saving technology
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）22-0265-02
0 引言
对绿色建筑的评价首先需要构建科学的评价体系，评价体系中的评价指标由节地与室外环境指标、能源利用指标以及节水与水资源利用率等指标构成。查阅相关资料，建筑物日常所产生的排水耗能总量，要占据到建筑物日常总耗能的百分之二十以上，这就决定了绿色建筑的设计对于引入给排水节水节能新技术的重要性，因此，在进行建筑设计的过程中，必须对给排水节水节能新技术给予足够的重视。在绿色建筑节能设计阶段，就应该开始对给排水节水节能的设计，通过使用先进的绿色建筑材料和建造工艺，就能有效降低整个建筑工程材料的消耗量，同时还能增加绿色建筑的使用周期，最大限度的提升给排水的利用率。
1 绿色建筑能源利用情况的分析
对绿色建筑进行评价的评价体系中有着严格的要求，在进行绿色建筑工程的过程中，所使用的材料和能源中，可再生的能源必须要超过所使用用材料和能源的百分之十以上。同时，地方性的评价体系中还将当地的气候特征和自然资源等因素作为了评价体系中的重要指标。例如，在河南省现行的绿色建筑评价准则中就规定，绿色建筑工程所消耗的总能源中，可再生能源的消耗量必须超过百分之五以上，并且绿色建筑还要对绿色能源充分利用，比如地热能，太阳能等可再生的自然能源。
太阳能能源技术在绿色节能技术的研究中占据重要的地位，通过太阳能资源可以有效缓解当前石油化石等不可再生能源短缺的问题。当然，使用太阳能资源的过程中依然存在着一些问题，例如有些地区属于冬天极为寒冷，并且白昼短的气候特征，这就会导致每天所吸收的太阳能不充足问题，因此，在进行节能设计的过程中，如何根据当地气候特征更加合理科学的使用太阳能资源变得尤为重要了。在设计过程中，可以在对水进行加热之前，首先借助于太阳能对水资源进行预先加热处理，并且无论使用任何加热装置加热水，都可以使用这种方法进行预加热，通过使用可再生的太阳能能源，就能最大限度的降低对燃烧能源或者电力能源的消耗。
2 对新型供水方式的简要介绍
当前，使用最多的给水方式是通过高位水箱进行供水，这种给水方式的优势是能够保证供水的持续性和可靠性，并且在停电的阶段也能通过高位势能继续一段时间的供水，但是通过设置高位水箱供水的这种方式存在着二次水污染的隐患。随着社会经济不断发展，越来越多高层建筑拔地而起，在高层建筑中安装有数量巨大的通信设备，这就导致可供设备存放的面积严重不足，再加上建筑中需要为高位水箱的设置留出足够的建筑面积，这些就对建筑结构的设计产生了巨大的压力，因此，在进行建筑设计的过程中，应该尽量减少使用这种设计方式。
当前使用最多的两种新型供水技术有叠压供水技术以及变频调速供水技术。
叠压供水技术的主要原理是借助于室外的给水管网中存在的余压力，进行抽水并再等增压进行供水。叠压供水技术目前在国外的建筑设计中较为常见，但是国内对其应用尚处于起步阶段。有些用户存在着从市政管网中直接抽水的行为，这种做法不仅会导致城市管网中存在负压，给其他用户正常用水造成影响，同时还具有一定的危险性。因此自来水公司严禁用户使用上述方式。但是叠压供水技术的使用不会出现跑水、漏水等问题，对于节省水资源有着一定的意义，而且这种方式不需要设置高位水箱，避免了对供水的二次污染，叠压供水方式还能最大限度的利用市政管网中存在的压力，节省了能源。因此，如果城市相关条件符合的话，可以考虑使用这种供水方式。
变频调速供水技术为我国当前利用较多的新型供水技术，这种供水技术的主要原理是通过变频调速装置对水泵电机的运转速度进行调节，速度的变化就能使水的压力处于一个稳定的状态。使用变频调速供水技术建立的供水系统在运转的过程中，可以结合实际水量的大小程度，自动对水泵的运行做出调整，极大节省了能源，而且由于不需要设置高位水箱，避免了对供水的二次污染。
上述两种方式都能够在一定的程度上避免出现器具超压出流的问题，但是在实际使用的过程中，依然存在这这种问题。当前，缓解超压出流的主要手段有，①进行科学合理的供水分区；②使用水箱供水技术；③安装相应的减压设备。
上文中提到的两种新型的节能供水技术中，由于为了减少对供水的二次污染，因此没有设置高位水箱，想要达到减压目的，可以通过安装减压阀装置。当前大部分的建筑属于中高层建筑，这就对给水立管减压阀的设置提出了更好的要求，设计单位必须根据建筑的实际情况进行合理调节。在立管上完成减压阀的安装之后，也不能就保证压力要求，因此还需要使用相应的减压措施，这种方式一方面可以保证各个地方的出水压力低于规定的标准，另一方面提升了供水的安全性。通过立管减压和支管减压相结合的方法，就能有效缓解给水管网中超压出流问题，从而节约了水能源。
3 对降低漏损技术的简要分析
自1992年以来，我国城市中的供水平均漏损率已经从最初的百分之八，升到了现在的百分之十六，提升了一倍，由于漏损问题导致的水损失问题越来越严重。为了缓解水损问题，需要从供水装置和技术两方面解决。
3.1 管道阀件 在管网使用的过程中，由于水份腐蚀，极容易出现管网漏损问题。因此，在进行给水系统设计的过程中需要选择符合相应标准的管材配件。质量合格的阀门配件可以有效缓解阀门漏损严重的问题。同时供水压力的设计也需要符合相应的行业标准，要保证设计方案能够保持稳定的压力。设计人员要保证建筑生活给水系统分区科学合理，并且每个区域的供水压力必须低于0．45MPa；还要使用具有高灵敏度的计量水表，结合水平衡测试标准安装分级计量水表，除此之外，还要保证计量水表的安装率达到百分之百。
3.2 不断改进完善检测技术和设备 为了进一步解决漏损问题，可以对传统的漏损检测技术和相关的检测设备进行完善改进。随着社会进步，各种新型的检测技术和设备被研究了出来，例如最新的数字式检漏设备，区域漏水监测设备等，这些技术和设备都能极大提升检漏工作的准确性和可靠性。在设计的过程中我们还可以借鉴西方国家常用的被动检测方法和氢气检测方法等，这些技术和设备都能够有效缓解管网漏损问题。
3.3 对漏损控制模型开发情况的探究 通过对漏损控制模型的开发，同样也能有效解决管网漏损问题。在进行漏损控制模型开发的过程中，设计人员可以参考西方发达国家的研究方式，不断对管网漏损预测模型、管网漏损诊断模型、管网压力控制模型以及管网漏损经济分析模型进行研究。上述模型都能对管网漏损问题的诊断提供可靠的依据，方便政府制定漏损率的控制目标。在进行绿色建筑评价的过程中，必须将使用节水设备作为重要的指标，保证节水率超过百分之八。
4 对再生水利用情况的分析探讨
绿色建筑评价系统中有着明确的要求，必须设置全面的供水排水系统，通过系统来统一控制所有的水资源。
4．1 景观水的管理 各类景观中使用的水资源不能选取市政供水系统，或者使用地下水井进行供水。一旦景观水使用上述供水方式，就会造成巨大的水资源浪费情况，景观水应该使用中水，或者雨水收集装置收集到的雨水等再生水资源进行二次利用，设计人员在进行供水方案设计的过程中，需要结合当地的自然环境，气候条件进行科学的设计。
4．2 雨水收集重复手段 对雨水的收集重复利用是将雨水天气中，建筑物周围或者小区中积攒的雨水收集起来，再通过相应的雨水净化装置进行净化处理，处理后的雨水再重复利用。设计人员在进行雨水收集系统设计的过程中，必须根据建筑所处地区的地形地貌进行设计，还要根据雨水的径流科学控制好雨水的流向，尽可能避免雨水被周围环境二次污染。设计方案中可以通过屋顶花园，景观贮留渗透池等设施提升渗透量，通过对雨水资源的重复利用就能最大限度地降低雨水对市政雨水管网的压力。
设计人员在渗水池附近的土壤中选择适当的植物进行栽培，通过栽培植物一方面不仅可以美化城市环境，另一方面还可以净化附近的水源。在下雨天气，雨水流入渗水池进行过滤，过滤完成之后再从防水材料上的通道从雨水斗汇流，这种处理方式有效减少了工作人员的工作量，并且还能为城市环境美化作出贡献，使设计生硬的建筑群增加了柔和的风景。
虽然对雨水的回收利用有着巨大的好处，但是由于我国对于城市污水回收系统的研究起步较晚，并且进行雨水回收系统的研究和施工人员通常都是来自于市政工程专业和环境专业等，使用的设计方式和施工方式同雨水回收系统初衷有着较大的差异，这就会导致我国目前所使用的雨水回收系统存在着前期投资高，运行占用费用居高不下的问题，这对城市雨水回收系统的发展造成了一定的影响。
5 总结与展望
在进行建筑设计的过程中，设计人员需要迎合当前的发展趋势，采用绿色建筑给排水节水节能新技术，在保证建筑设计规范和使用功能的基础上，使用新的技术和设备最大程度的利用好水资源，同时还要加大对其他绿色能源的利用，通过综合的设计方案，设计出绿色的建筑。无论是什么行业和领域，绿色环保概念都是发展中的重中之重，研究新的绿色建设技术，都是利国利民的大事，各行各业都要对新技术，绿色技术的研究给予足够的重视，绿色建筑给排水节水节能新技术的发展也应该向其他领域的创新发展成果进行借鉴，只有这样才能不断进步。
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