康文慧

(中健建設有限公司，山西 太原 030000)

傳統(tǒng)的建筑給排水系統(tǒng)設計通常只關注功能性和運行安全，而忽視了對能源的高耗費和對環(huán)境的污染。為了解決這一問題，越來越多的建筑行業(yè)開始探索如何在給排水系統(tǒng)設計中應用節(jié)能減排理念。這不僅可以降低能耗和運營成本，還可以減少對自然資源的消耗和環(huán)境的負面影響。然而，由于建筑給排水系統(tǒng)的復雜性和多樣性，要在設計中實施節(jié)能減排并不容易。需要對不同類型的建筑、不同場所的用水需求、不同污水處理技術等進行綜合考慮和優(yōu)化設計。本文將詳細描述該項目中采取的節(jié)能減排措施和技術，總結在建筑給排水系統(tǒng)設計中實現(xiàn)節(jié)能減排的經(jīng)驗和效果。通過案例分析，旨在為讀者展示在實際工程中應用節(jié)能減排設計的重要性和可行性，為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

1 項目概況

本項目是一座大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設計。為了實現(xiàn)節(jié)能減排目標，設計團隊采取了一系列措施和技術，包括水資源利用、設備優(yōu)化設計、污水處理與能源回收以及管道布局和阻力損失控制等方面。通過實施節(jié)能減排措施，我們可以為環(huán)境保護做出貢獻，同時為未來建筑的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。

2 建筑給排水設計中節(jié)能減排設計的意義及作用

2.1 節(jié)約水資源

水是寶貴的資源，節(jié)約水資源對于可持續(xù)發(fā)展至關重要。在建筑給排水設計中，采用節(jié)水措施可以減少自來水的用量，如使用節(jié)水型水龍頭、馬桶等設備，以及灰水回收和再利用等。這樣可以最大限度地減少用水量，保護水資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 節(jié)約能源

建筑給排水系統(tǒng)通常需要使用大量的能源，如電力用于供水泵的運行、加熱水的能源消耗等。通過科學合理地設計系統(tǒng)，可以最大限度地降低能源的消耗。[1]例如，采用高效供水系統(tǒng)設計可以減少水泵工作壓力和能耗，灰水回收和再利用技術可以減少自來水的用量等。這樣能夠有效地節(jié)約能源，降低對環(huán)境的負荷。

2.3 減少CO2排放

能源的消耗直接導致CO2的排放。建筑給排水系統(tǒng)設計中的節(jié)能減排措施可以降低能源的使用量，從而減少CO2的排放。例如，通過循環(huán)供水系統(tǒng)減少供水系統(tǒng)中的能耗，通過灰水回收和再利用減少自來水的用量等，都可以間接地減少CO2的排放，對氣候變化產(chǎn)生積極的影響。

2.4 降低水處理廠的負荷

傳統(tǒng)的給排水系統(tǒng)通常需要將廢水送往污水處理廠進行處理，而廢水的處理消耗大量的能源和經(jīng)濟成本。通過灰水回收和再利用技術，將廢水用于非飲用用途，可以降低廢水的產(chǎn)生量，減輕水處理廠的負荷，提高整個系統(tǒng)的效率。

2.5 可持續(xù)發(fā)展

建筑給排水設計中的節(jié)能減排設計是可持續(xù)發(fā)展的核心要素之一。通過采用節(jié)能減排技術，可以降低對環(huán)境的影響，減少資源的消耗，構建更加環(huán)保和可持續(xù)的建筑體系[2]。

3 水資源的節(jié)約利用

通過采用雨水收集系統(tǒng)、灰水回收系統(tǒng)和智能節(jié)水設備等措施，可以實現(xiàn)建筑物內(nèi)部非飲用水的回收和再利用，降低對自來水的需求，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

在該商業(yè)綜合體的設計中，設置了雨水收集系統(tǒng)，將建筑物的屋頂、露臺等集水面進行收集和儲存。通過對雨水進行處理和過濾，可以將其用于非飲用用途，如沖洗衛(wèi)生間、澆灌植物等[3]。這樣做既減少了對自來水的依賴，又節(jié)約了大量的清潔飲用水資源。

除了雨水收集系統(tǒng)，設計團隊還在排水系統(tǒng)中引入了灰水回收系統(tǒng)。灰水是指不帶有糞便的家庭廢水，例如洗手間和廚房排放的水。通過對灰水進行處理和過濾，可以將其用于非飲用用途，如沖洗廁所、灌溉花壇等。這樣一來，可以將清潔飲用水用于飲用和洗漱等高品質(zhì)用途，而將灰水用于低品質(zhì)用途，實現(xiàn)了水資源的合理利用。在該商業(yè)綜合體的設計中，公共洗手間采用了灰水回收系統(tǒng)。當顧客洗手時，通過感應器控制，洗手臺下方的下水道即開始收集洗手水，經(jīng)過初步過濾和消毒處理后，即可作為沖洗廁所的水源，實現(xiàn)了灰水的回收和再利用。

此外，還應用了智能節(jié)水設備。例如，在公共洗手間中安裝了帶有節(jié)水裝置的水龍頭和自動感應式淋浴器。這些設備通過采用先進的流量控制技術和自動感應功能，實現(xiàn)了對用水量的有效控制。而且，它們還配備了水溫調(diào)節(jié)和停用自動斷水等功能，進一步提高了水資源的利用效率。這些措施不僅有利于節(jié)約水資源，還對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展具有積極意義[3]。

4 用水設備的優(yōu)化設計

通過選擇高效節(jié)水潔具、應用智能控制系統(tǒng)和設計高效節(jié)能循環(huán)水系統(tǒng)等措施，可以實現(xiàn)用水量的降低和用水效率的提高。

在本商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設計中，選擇高效節(jié)水潔具是減少用水量的有效途徑之一。例如，選擇帶有雙沖功能的馬桶和帶有節(jié)水噴嘴的龍頭。雙沖馬桶可以根據(jù)需要選擇不同的沖洗量，使用較少的水量進行輕度沖洗，而使用更多的水量進行重度沖洗，以達到節(jié)水的目的。而帶有節(jié)水噴嘴的龍頭可以通過限制水流量、增加氣體混入等方式，在滿足正常使用需求的前提下減少用水量。在設計中，選擇了帶有雙沖功能的馬桶和帶有節(jié)水噴嘴的自動感應式洗手池。這樣一來，顧客在使用馬桶時可以根據(jù)需要選擇沖洗量，而洗手時則由洗手池的節(jié)水噴嘴提供適量的水流，有效降低了用水量。

同時，在給排水系統(tǒng)設計中，引入智能控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)用水設備的智能化、自動化控制。通過采用先進的傳感器、計量儀表和控制器等設備，可以實時監(jiān)測和控制用水設備的運行狀態(tài)和用水量。如在該商業(yè)綜合體的公共區(qū)域，安裝了智能感應器和計量儀表。當沒有人使用洗手間或停車場時，系統(tǒng)會自動關閉相關的用水設備，避免不必要的能源和水資源浪費[4]。而當有人接近時，系統(tǒng)將根據(jù)需求啟動相應的用水設備，并對用水量進行監(jiān)測和記錄，以便后續(xù)的用水管理和優(yōu)化。

另外，給排水系統(tǒng)設計中可以考慮引入高效節(jié)能的循環(huán)水系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用水的回收和再利用，將一部分用過的水再次利用于類似的用途，從而減少對新鮮水的需求。例如，在本商業(yè)綜合體的空調(diào)系統(tǒng)中，通過采用冷卻塔和循環(huán)水泵來實現(xiàn)熱交換和冷卻功能，利用將冷卻后的水再次引入冷卻塔進行循環(huán)利用，減少了對新鮮水的需求，并降低了與冷卻相關的能耗。上述優(yōu)化措施不僅有利于節(jié)約水資源和能源，還對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

5 污水處理與能源回收

污水處理與能源回收在大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設計中起著重要作用。通過合理選擇和應用先進的污水處理技術，對生活污水進行處理，并回收其中的能源。同時，通過雨水收集與利用，減少對飲用水的使用。

眾所周知，大型商業(yè)綜合體每天都會產(chǎn)生大量的生活污水，包括洗手、淋浴、廁所沖洗等。通過合理設計污水處理系統(tǒng)，可以對生活污水進行處理，以減少對周邊水體的污染，并回收其中的能源。而常見的生活污水處理方法包括物理處理、生化處理和深度處理。其中，生化處理是最常用的方法之一[5]。通過采用好氧處理、厭氧處理或二者結合的方式，可以有效去除污水中的有機物、懸浮物和微生物，提高水質(zhì)。在此過程中，產(chǎn)生的污泥可以進一步通過沼氣發(fā)酵或焚燒等方式進行能源回收。在該建筑給排水系統(tǒng)中，通過設置生化處理裝置對生活污水進行處理。在生化處理過程中，通過好氧處理和厭氧處理，去除了污水中的有機物和微生物，并產(chǎn)生了大量的沼氣。這些沼氣可以用于發(fā)電或供暖，實現(xiàn)能源的回收利用。

除了生活污水，大型商業(yè)綜合體還會產(chǎn)生大量的雨水。通過合理設計雨水收集系統(tǒng)，可以將雨水收集起來并加以利用，達到節(jié)水和能源回收的目的。常見的雨水收集方法包括設置雨水收集池或地下蓄水裝置，并通過管道將雨水引入需要用水的場所。在商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)中，可以利用收集到的雨水用于沖洗廁所、澆灌綠化等非飲用水的需求，從而減少飲用水的使用量。

6 管道布局和阻力損失控制

管道布局和阻力損失控制是大型商業(yè)綜合體建筑給排水系統(tǒng)設計中的重要內(nèi)容。通過合理布局管道，控制阻力損失，可以降低水泵能耗，提高系統(tǒng)效率，實現(xiàn)節(jié)能減排目標。

合理的管道布局是確保建筑給排水系統(tǒng)高效運行的基礎。管道布局應盡量短、直，避免多余的轉彎和變徑。優(yōu)化管道布局可以降低管道阻力和壓力損失，減少水泵的能耗。

在大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設計中，可以采用分區(qū)布局的方式。將建筑按功能或使用性質(zhì)劃分為不同的區(qū)域，每個區(qū)域都設置相應的供水和排水管道。這樣可以縮小每個區(qū)域的管道長度，減少阻力和壓力損失。在本建筑給排水系統(tǒng)中，將商場、寫字樓和酒店等功能區(qū)域進行分區(qū)設計。每個區(qū)域都有獨立的供水和排水管道，有效控制了管道長度。這樣不僅減少了阻力損失，還能更好地滿足各個區(qū)域的水需求。

阻力損失是管道輸送流體時產(chǎn)生的能量損失，也是水泵運行能耗的重要因素。合理控制阻力損失可以降低水泵的工作壓力和能耗，提高系統(tǒng)的效率。一般來說，1)選用光滑內(nèi)壁的材料，如塑料管或不銹鋼管，減小管道摩擦阻力。同時，根據(jù)流量和壓力要求選擇適當?shù)墓艿乐睆?，避免過大或過小導致阻力損失增加；2)盡量減少管道長度和轉彎次數(shù)，避免多余的摩擦阻力。可通過優(yōu)化布局、減少彎頭使用等方式實現(xiàn)；3)合理設置閥門和管件，減少流體的局部阻力。選擇低阻力的閥門和管件，如球閥、快開門等。在該商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)中，為了控制阻力損失，設計師選用了塑料管作為主要管道材料，并根據(jù)不同區(qū)域的流量和壓力要求選擇了適當?shù)墓艿乐睆?。此外，通過合理布局，減少了管道長度和轉彎次數(shù)，并選擇了低阻力的閥門和管件。這樣一來，有效降低了阻力損失，減少了水泵的能耗。

7 建議與展望

在大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設計中，節(jié)能減排設計是非常重要的。通過科學合理地設計和運行系統(tǒng)，可以最大限度地降低能耗和環(huán)境影響。本人認為通過高效供水系統(tǒng)設計、灰水回收和再利用，以及未來的智能監(jiān)控與管理，可以實現(xiàn)更加可持續(xù)和環(huán)保的建筑給排水系統(tǒng)。這不僅可以降低能耗和環(huán)境影響，也符合未來建筑發(fā)展的趨勢。

7.1 高效供水系統(tǒng)設計

為了實現(xiàn)節(jié)能減排目標，建議采用高效供水系統(tǒng)設計。這包括下述措施。

1)采用循環(huán)供水系統(tǒng)，通過使用循環(huán)泵和相應的管道網(wǎng)絡，實現(xiàn)冷卻水、熱水等的循環(huán)供應，減少供水系統(tǒng)中的能耗。

2)優(yōu)化供水壓力，根據(jù)需要合理設置供水壓力，避免過高或過低的供水壓力，減少水泵的工作壓力和能耗。

3)使用節(jié)水設備，選擇節(jié)水型水龍頭、馬桶等設備，減少用水量，降低供水系統(tǒng)能耗。

舉例來說，在建筑給排水系統(tǒng)設計中，設計師采用了循環(huán)供水系統(tǒng)。商場內(nèi)的冷卻水、熱水等循環(huán)供應，通過循環(huán)泵和管道網(wǎng)絡實現(xiàn)。這樣可以減少供水系統(tǒng)中的能耗，提高系統(tǒng)的效率。

7.2 灰水回收和再利用

灰水指的是家庭或商業(yè)活動中使用過的、但不含有嚴重污染的廢水。在建筑給排水系統(tǒng)設計中，建議采用灰水回收和再利用技術，將灰水用于如沖廁、澆灌植物等非飲用用途，實現(xiàn)節(jié)水和節(jié)能。其具體操作包括收集、處理和儲存灰水，并將其用于非飲用用途。這種灰水回收和再利用系統(tǒng)可以幫助降低自來水的用量，減輕污水處理廠的負荷，同時降低水泵運行能耗。

例如，在建筑給排水系統(tǒng)設計中，設計師安裝了灰水回收設備。商場內(nèi)的洗手間和廚房產(chǎn)生的廢水經(jīng)過預處理后，通過灰水回收系統(tǒng)收集、儲存并進行后續(xù)利用。這樣既實現(xiàn)了節(jié)水和節(jié)能，又減輕了自來水供應壓力。

7.3 智能監(jiān)控與管理

未來的建筑給排水系統(tǒng)設計可望結合智能監(jiān)控與管理技術，實現(xiàn)更高效的運行和管理。智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實時檢測供水壓力、用水量等參數(shù)，并根據(jù)需求進行智能調(diào)節(jié)和優(yōu)化。同時，通過數(shù)據(jù)分析和預測，可以提前發(fā)現(xiàn)問題并進行維護，進一步降低能耗和運行成本。

8 結語

綜上所述，建筑給排水設計中的節(jié)能減排應用在大型商業(yè)綜合體的建筑給排水系統(tǒng)設計中具有重要意義。通過高效供水系統(tǒng)設計、灰水回收和再利用，以及未來的智能監(jiān)控與管理，可以實現(xiàn)更加可持續(xù)和環(huán)保的建筑給排水系統(tǒng)。這樣可以降低能耗和環(huán)境影響，同時符合未來建筑發(fā)展的趨勢。