一:前言隨著全面建設(shè)小康社會(huì)的逐步推進(jìn),建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展,建筑能耗和用水量迅速增長,因此,在滿足用水安全性、經(jīng)濟(jì)性的前提下,應(yīng)充分考慮節(jié)水、節(jié)能,避免水資源和能源的浪費(fèi)。
目前,建筑給排水系統(tǒng)中資源浪費(fèi)因素:①無計(jì)量設(shè)施;②未采用節(jié)水型衛(wèi)生器具和給水配件;③管網(wǎng)超壓;④未充分利用中水/雨水;⑤管道接口、閥門泄漏。
二:建筑給排水節(jié)水新技術(shù)
2.1推廣應(yīng)用新型節(jié)水設(shè)備
2.1.1推廣使用優(yōu)質(zhì)管材、閥門
采用新型管材管件如鋁塑復(fù)合管、PE管、PVC-U管,使用低阻力閥門和倒流防止器等,一方面減少漏水滲水情況,改善了水質(zhì);另外一方面也減少管道局部水頭損失。
2.1.2推廣使用節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具
一套好的設(shè)備能夠?qū)λY源的節(jié)約產(chǎn)生非常大的作用。在選擇節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具時(shí),除了要考慮價(jià)格因素和使用對(duì)象外,還要考察其節(jié)水性能的優(yōu)劣。大力推廣使用節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器材是建筑節(jié)水的一個(gè)重要方面。舉例如下:
a:以瓷芯節(jié)水龍頭和充氣水龍頭代替普通水龍頭。在水壓相同的條件下,節(jié)水龍頭比普通水龍頭有著更好的節(jié)水效果,節(jié)水量為3%~50%,大部分在20%~30%之間,且在靜壓越高、普通水龍頭出水量越大的地方,節(jié)水龍頭的節(jié)水效果越明顯。因此,應(yīng)在建筑中安裝使用節(jié)水龍頭,以減少浪費(fèi)。
b:使用小容積水箱大便器。目前我國正在推廣使用6L水箱節(jié)水型大便器,設(shè)計(jì)人員應(yīng)在保證排水系統(tǒng)正常工作的情況下建議用戶使用小容積水箱大便器,也可采用兩檔沖洗水箱:兩檔沖洗水箱在沖洗小便時(shí),沖水量為4L;沖洗大便時(shí),沖水量為9L左右。
c:采用延時(shí)自閉式水龍頭和光電控制式水龍頭的小便器、大便器水箱。延時(shí)自閉式水龍頭在出水一定時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉,可避免長流水現(xiàn)象。出水時(shí)間可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),但出水時(shí)間固定后,不易滿足不同使用對(duì)象的要求,比較適用于使用性質(zhì)相對(duì)單一的場(chǎng)所,比如車站、碼頭等地方。光電控制式水龍頭可以克服上述缺點(diǎn),且不需要人觸摸操作,可用在多種場(chǎng)所,但價(jià)格較高。
2.2控制超壓出流
《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:高層建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū),各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處靜水壓不宜大于0.45MPa,特殊情況下不宜大0.55MPa。而衛(wèi)生器具的最佳使用水壓宜為0.20MPa~0.30MPa,大部分處于超壓出流,應(yīng)有效控制,充分節(jié)能。
2.3開發(fā)第二水資源——中水
中水是指將生活污水作為水源,經(jīng)過適當(dāng)處理后作雜用水,其水質(zhì)指標(biāo)間于上水和下水之間的水。
目前中水回用處理工藝采用的方法大致可分為三類:生物處理法、物理化學(xué)處理法、膜處理法。中水處理的工藝流程主要取決于中水水源和中水的用途,中水水源不僅影響處理工藝的選擇,而且影響處理成本,因此,中水水源的選擇十分關(guān)鍵;目前,我國主要以小區(qū)生活污水作為中水水源,所處理的中水主要用于澆花、沖廁、洗車等。當(dāng)以小區(qū)生活污水作為中水水源時(shí),一般可采用生化+消毒工藝,具體如下:源水→水力篩→調(diào)節(jié)池→生化池→過濾池→消毒池→儲(chǔ)水,處理工藝設(shè)施可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況,設(shè)計(jì)成地上式或地埋式結(jié)構(gòu)。另外當(dāng)中水處理規(guī)模較小時(shí),可采用一體化設(shè)備,如組裝式中水回用設(shè)備或者M(jìn)BR生物膜反應(yīng)器等,膜生物反應(yīng)器又稱MBR生物反應(yīng)器,是將膜分離技術(shù)與生物處理工藝相結(jié)合而開發(fā)的新型系統(tǒng)。膜生物反應(yīng)器從整體構(gòu)造上來看,是由膜組件及生物反應(yīng)器兩部分組成,應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器廢水處理工藝中的膜是微濾膜或超濾膜,結(jié)構(gòu)型式多采用中空纖維式、平板式等。MBR生物反應(yīng)器有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):出水水質(zhì)好、工藝參數(shù)易于控制、設(shè)備緊湊,占地少、易于自動(dòng)控制管理。如北京麗思卡爾頓酒店使用MBR處理系統(tǒng)的中水處理系統(tǒng)能力220噸,處理后的中水將直接用于酒店客房沖廁。中水系統(tǒng)成功投運(yùn)后,每年可以節(jié)水6萬多噸。
2.4雨水利用
雨水利用就是將雨水收集起來,經(jīng)過一定的設(shè)施和藥劑處理后,得到符合某種水質(zhì)指標(biāo)的水再利用的過程。
污水回用常作為節(jié)水的重要措施,越來越引起人們的重視,且逐漸被人們所接受。如在北京,凡是新建的建筑面積2萬m2以上的賓館、飯店、公寓等;建筑面積3萬m2以上的機(jī)關(guān)、科研單位、大專院校和大型文化、體育等建筑;建筑面積5萬m2以上或可回用水量大于150m3/d的居住區(qū)和集中建筑等均要求配套建設(shè)中水處理站或中水機(jī)房,將沐浴、盥洗、洗衣等優(yōu)質(zhì)雜排水收集處理后供沖廁、綠化、洗車等。但是在許多工程中,中水的回用量與中水用水量常不平衡,造成在中水池中補(bǔ)充大量的生活用水。根據(jù)《建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50336-2002(以下簡稱《中水規(guī)范》)第3.1.4條中“各類建筑分項(xiàng)給水百分率”,辦公樓盥洗用水僅占生活用水的40%-34%,沖廁用水僅占生活用水的60%-66%。根據(jù)《中水規(guī)范》公式3.1.4,計(jì)算該類建筑的中水原水量約占總生活用水量的32.4%-27.5%;而3.1.5條規(guī)定“用作中水水源的水量宜為中水回用量的110%-115%。”可見中水的回用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于中水用水量,即大量的生活用水注入中水池,尤其在夏季,集中空調(diào)補(bǔ)水、綠化用水等用水的增加,大量的生活水泄壓后再加壓,不僅造成能源浪費(fèi),而且將自來水混入中水管網(wǎng),致使中水的運(yùn)行成本大大提高。
在上述中水用水量較大、回水量較小的建筑,如能利用中水處理設(shè)施處理屋
面匯集的雨水,或通過良好收集措施匯集的綠地雨水作為中水補(bǔ)水,不但具有廣
泛的社會(huì)效益也將具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
雨水經(jīng)初期棄流后水質(zhì)比較穩(wěn)定,以去除COD和懸浮物為主,采用物化法處理后即可使用。因此,雨水處理工藝與中水處理工藝相比要簡單,其過濾、絮凝等后處理工藝相同,僅是雨水的來水量不均勻,需要較大的雨水收集池兼做沉淀池,而中水的調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)容積一般為日處理水量的30-50%,所以可在原有的中水處理工藝上增加一個(gè)較大的雨水收集池,及能夠滿足最高日補(bǔ)充水的雨水調(diào)節(jié)池。
通過中雨水的綜合利用,一方面緩解了我國水資源匱乏的境況,開辟了第二水源,有效節(jié)省了寶貴的淡水資源,同時(shí)中雨水回用又抑制了污水的排放,大大減輕了自然水體的污染范圍和程度,降低了環(huán)境治理的費(fèi)用,因此具有環(huán)境效益,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2.5真空節(jié)水技術(shù)
真空技術(shù)運(yùn)用于排水工程,用空氣代替大部分水,依靠真空負(fù)壓產(chǎn)生的高速氣水混合物,快速將潔具內(nèi)的污水、污物沖洗干凈,達(dá)到節(jié)約用水、排走污濁空氣的效果。真空衛(wèi)生排水系統(tǒng)在國內(nèi)雖起步較晚,但通過各方比較分析,雖然在造價(jià)上比傳統(tǒng)的排水方式高20%~30%。但節(jié)能節(jié)水與運(yùn)行維護(hù),以及在環(huán)境保護(hù)方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。因此真空衛(wèi)生排水系統(tǒng)有理想的發(fā)展前景。
三:節(jié)能新技術(shù)
3.1高層建筑中應(yīng)充分利用市政給水管網(wǎng)的可用水頭H0
合理利用市政管網(wǎng)壓力,采用分區(qū)供水方式,底層用水點(diǎn)充分利用市政壓力供給,可以減少二次加壓能耗。
在條件允許的時(shí)候中高區(qū)用水點(diǎn)宜采用(無負(fù)壓供水)管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備,從供水管網(wǎng)直接吸水,可充分利用市政管網(wǎng)的壓力,降低能耗。相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)水池水箱的供水方式,無負(fù)壓有以下優(yōu)點(diǎn):1.使用無負(fù)壓給水設(shè)備可取消水池及水箱,節(jié)省投資;2.可減少污染;自來水在水池及水箱內(nèi)增加停留時(shí)間,水中余氯余量低,微生物含量高,使用新型設(shè)備后水質(zhì)同自來水;3.可節(jié)省大量能源;無負(fù)壓變頻設(shè)備完全利用原有市政管網(wǎng)壓力供水,降低了能耗;4.可減少水資源浪費(fèi),由于傳統(tǒng)方式中,水池、水箱均為混凝土結(jié)構(gòu),滲水、跑水、漏水、蒸發(fā)不可避免,而且水池、水箱需定期清洗,需要大量清洗水。因此在外部條件許可的情況下推薦采用無負(fù)壓設(shè)備。
3.2熱水供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能
集中生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源宜首先采用工業(yè)余熱,廢熱,地?zé)嵋约疤柲?。太陽能作為清潔能源,取之不盡,用之不竭,是節(jié)能的重要途徑,太陽能熱水器是由集熱器、儲(chǔ)水箱、給水箱、循環(huán)管、循環(huán)泵、配水管等組成。在年日照時(shí)間大于1400h,水平面年太陽輻射大于4200MJ(m2/a)的地區(qū)均適合推廣太陽能熱水器。太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、節(jié)省能源消耗,沒有二次污染問題,設(shè)備、管理簡單,維護(hù)運(yùn)行簡單、安全,但集熱面積大,受天氣影響大,須與其他加熱方式結(jié)合使用。
在具有可再生低溫能源的地方可采用熱泵熱水供應(yīng)系統(tǒng),熱源選擇很廣泛,常見有空氣、地下水、地表水熱源等,或者可以采用城市污水,再生水作為熱源,熱泵系統(tǒng)高效節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。其中污水熱源系統(tǒng)尤為突出。
污水源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能效果表現(xiàn)在一次能源利用效率上。由于城市污水溫度比室外空氣溫度、地下/表水溫度、土壤溫度、海水溫度等更有利于減小熱泵制冷熱力循環(huán)溫區(qū),從而使得污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制熱和制冷性能都高于其它熱泵系統(tǒng)。東京Koraku1-chome污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制熱性能比氣源熱泵和水源熱泵相比提高60%,比空氣源熱泵節(jié)省電能20%;秦皇島某污水處理廠污水源熱泵系統(tǒng)全年運(yùn)行費(fèi)用比電制冷加燃油鍋爐低60%;北京地區(qū)污水源熱泵系統(tǒng)的總運(yùn)行費(fèi)用是地下水源熱泵系統(tǒng)的70%、是燃?xì)饧涌绽淇照{(diào)系統(tǒng)的45%,而初投資是地下水源熱泵系統(tǒng)的80%;北京某大型城市廣場(chǎng)采用污水源熱泵供熱系統(tǒng),其年運(yùn)行費(fèi)用是空氣源熱泵的62.5%、是電熱鍋爐的23.6%、是燃?xì)獗趻觳膳癄t的57.6%、是溴化鋰直燃機(jī)的57.8%。可見,污水源熱泵系統(tǒng)比現(xiàn)有其它冷熱源具有較大的節(jié)能效果和較低的運(yùn)行費(fèi)用。
四:結(jié)束語
根據(jù)上述建筑給排水節(jié)水節(jié)能潛能很大,若能充分利用新型熱源及管網(wǎng)余壓和充分使用節(jié)水型衛(wèi)生器具、中雨水回用及其他節(jié)能方式,可節(jié)約許多能量及用水量,符合國家建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的需要。






