多層建筑生活給水系統的節能與優化

安波

摘要：2007年7月9日國務院溫家寶在國家應對氣候變化及節能減排領導小組第一次會議上強調:要充分認識做好節能減排和環境發展性社會的任務;建設部發布落實節能減排通知的實施方案中要求，建筑節能要實現節約一億噸標準煤的目標。因建筑能耗占全社會總能耗的

1/3左右，生活熱水供應系統能耗約占建筑能耗1/3左右，要完成上述能耗指標，必須解決好建筑能源、生活給水系統和熱水供應系統節能優化設計。本文介紹了供水方式的選用，給水管材、衛生潔具和儀表附件的選用，水質污染的防治，高層建筑中水系統的應用，高層建筑熱水供應系統節能設計，如將太陽能熱水供應系統廣泛的應用，完成國務院節能減排標準時有把握的，而高層建筑生活給水系統優化設計對減少碳排放指標是關鍵。

關鍵詞：高層建筑；生活給水系統；碳排放；節能

中圖分類號：TE08文獻標識碼： A

高層建筑按其檐口高度的不同，分為：大于24米小于50米為高層建筑，大于50米為超高層建筑；按其用途不同，可分為高層住宅、辦公樓、寫字樓、賓館、飯店、車間、圖書館及展覽館等；生活給水系統又分為自來水給水系統和熱水供應系統，高層建筑生活給水系統施工圖設計的方式和方法很多。但2007年7月9日國務院總理溫家寶在國家應對氣候變化及節能減排領導小組第一次會議上強調：要充分認識做好節能減排和應對氣候變化工作，是貫徹落實科學發展觀的要求；是建設資源節約型和環境發展性社會的任務；是關于經濟社會可持續發展的全局性課題；也是中國對國際社會應該承擔的責任。鑒如此，建設部發布落實節能減排通知的實施方案中要求，到“十一五”期末，建筑節能要實現節約一億噸標準煤的目標。因建筑能耗占全社會總能耗的1/3左右，生活熱水供應系統能耗約占建筑能耗1/3左右，所以要完成上述能耗指標，必須解決好建筑能源、生活給水系統和熱水供應系統節能優化設計。所以，高層建筑生活給水系統節能優化設計勢在必行。經過 4年延大西安創新學院“建筑給排水”工程系統學習，作為即將走出大學校門，走上工作崗位，走進社會大家庭懷抱的我，感到責任重大，但心里感到無比自豪。

下面，我就對高層建筑生活給水系統節能優化設計談談我的看法。

1．高層建筑中水系統的應用

我國是世界上淡水資源比較缺乏的國家之一，年降雨量各地區相差比較大，長江、淮河流域及以南地區雨量充沛，而黃河、海河流域及西北廣大地區年降雨量則很少，地表淡水資源十分匱乏，大部分城市則以地下水為主，致使大部分地區地面沉降嚴重，形成幾十平方公里的漏斗，有些沿海地區海水倒灌，污染了地下水資源，形勢非常嚴重。而建筑中水系統的應用，對于黃河以北、西北地區淡水資源缺乏，城市供水不足，以地下水為主要水源的缺水城市來說，已勢在必行。利用生活污水經適當處理后回用于建筑物和建筑小區雜用，既節省水資源，又使污水無害化，是保護環境、防治水污染、緩解水資源不足的重要途徑。

1.1高層建筑中水系統適用范圍、基本類型和水源收集

所謂中水是指介于飲用水和生活污水之間的水，也就是生活污水經過處理后達到規定的水質標準，可在一定范圍內重復使用的非飲用水，所謂中水設施是指水源的收集、水處理、供水以及計量、檢測等設施。中水主要用于廁所座便器沖洗、園林灌溉、道路保潔、汽車洗刷、景觀噴水池及循環冷卻設備用水等；中水系統基本類型包括城市中水系統、小區中水系統、建筑中水系統，目前最為經濟適用和選用最多的是小區中水系統（見a圖），適用范圍為高層居民小區，建筑中水系統（見b圖），適用范圍為高層公共建筑、公寓、寫字樓、賓館、飯店和辦公樓。水源的收集來自冷卻水；浴盆、淋浴排水；洗臉盆、盥洗排水和洗衣排水。

圖a.高層住宅小區供排水原理圖

圖b. 高層共建建筑、賓館酒店、公寓、辦公樓、寫字樓等供排水原理圖

1.2高層建筑用水量分析

掌握了各類建筑物用水量及其分類，也就掌握了中水用量，建筑物的生活用水量，隨建筑性質、使用功能、用水設備的設置情況而不同，隨季節而變化。下面是從煙臺某公寓的測試資料收集的數據（見表-1）

公寓用水量及比例表-1

用途 廁所沖洗用水 洗澡用水 洗漱用水 小便沖洗水 掃除用水 小計

L/人*天 30 50 36 16 15 147

比例 20.4 24 24.5 10.9 10.2 100

北京某高層住宅樓用水測試資料收集的數據（見表-2）

表-2

用途 廁所沖洗用水 洗澡用水 洗漱用水 洗衣用水 廚房用水 小計

L/人*天 44 27 13 18 48 150

比例 29.3 18 8.7 12 32 100

從以上表-1和表-2測試的數據可以看出，公寓的廁所沖洗用水每人每天30L，占總用量的20.4%；另高層住宅廁所沖洗用水每人每天44L，占總用水量29.3%，平均達到24.85%，以天津市區為例，天津自來水集團日供水120萬噸，其中居民用水和公共建筑用水占日供水總量的40%左右，合48萬噸，那么安裝中水系統，則年可節省用水1728萬噸，這樣為創建節水型城市提供了先決條件。目前，天津市年竣工高層居民住宅近500萬平方米，設計安裝中水系統，略加計算他的經濟效益和社會效益是可想而之的。

2．高層建筑熱水供應系統節能設計

人們都知道，太陽能是不計任何成本的天然能源。我國在太陽能研究領域也有大的突破，被廣泛應用到各個領域。但是從八十年代初期至二十一世紀的今天，跨越了30年的時間隧道，除國家重點工程外，對于一般城鎮住宅小區、寫字樓、賓館飯店、游泳館等大部分建筑，太陽能在熱水供應系統的應用還是一項空白。傳統的熱水供應系統設計方法是：經燃煤（燃油）鍋爐至換熱器，經循環水泵和自來水水壓力至各熱水用水點，而太陽能的利用幾乎為零。所以強化太陽能利用，將其運用到熱水供應系統的設計當中，是解決好“建筑節能”完成預期節能指標的關鍵。

2.1高層住宅小區

目前，隨著人們生活水平的不斷提高，對住宅的功能性、舒適性、觀賞性的要求越來越高。經調查發現，對于一般城鎮的小區高層住宅樓及寫字樓，都設計安裝了熱水供應系統，它的熱源來自中心換熱站高溫水換熱系統110℃/60℃。使用時間是當地的采暖期，采暖期以外的多數時間無熱源可送。以華北北部京津唐地區為例，冬季采暖期是從每年11月15日至次年3月15日結束，至次年下一個采暖期開始，有八個月的時間無熱源，占全年時間的2/3，人們只能利用電熱水器和燃氣熱水器為熱水供應的熱源。天津市寶坻城區從2003年至2007年初，4年間住宅樓竣工總面積達到120萬平方米，年竣工總量30萬平方米，年增加居民4000余戶，每戶電熱水器按每臺1.5KW計算，熱水供應系統熱源用電負荷就增加6000KW。那么，如果這4000戶居民都設計并安裝太陽能熱水供應系統，這6000KW的用電負荷就可以完全節省下來。全國按目前2100余個區縣計算，僅區縣范圍內，全國可節省用電負荷1260000KW。如果全國各大中城市、計劃單列市新建住宅都設計安裝太陽能熱水供應系統，按每年增加新建住宅2億平方米計算，年增加居民戶260萬戶，那么全國各大中城市、計劃單列市，可節省用電負荷39000000KW。加上區縣范圍，全國節省用電負荷總量達51600000KW，按火力發電0.35kg標準煤/用電負荷1KW計算，全國可節省標準煤18060噸/小時，每年8個月可節約標準煤18060(噸)/小時*5(小時/天)*30天*8個月=2167.2萬噸，占年節約1億噸標準煤的國務院節能減排實施方案的五分之一以上。

小區高層住宅樓的特點是屋頂面積小，用水戶多且熱水用量大，單層建筑面積小，一般每層4——6戶，位置比較復雜，有的住戶在東側，有的住戶在西側，有的住戶則完全在北側，所以對于高層住宅樓太陽能熱水供應系統應設計單層系統模式，即在東、南、西方向上外窗下實墻、陽臺外窗下實墻及有效實墻安裝高效太陽能集熱板，每層設計一個熱水貯水箱，該熱水貯水箱的容積必須保證該層用戶熱水用量要求，且必須承壓。還應安裝安全閥、溫度計等。水箱進水管不許裝止回閥，且閥門開啟，以容納膨脹水。每戶安裝熱水表計量。室外太陽能集熱板下進水口最低處應安裝泄水龍頭，系統管網宜選用PP-R管材，口徑不宜過小，要求管壁光滑且水頭損失小。

2.2辦公樓、商住樓和大中小型商場

辦公樓、商住樓、中小型商場等，應按其建筑等級的不同強化設計安裝熱水供應系統；國家重要招待所，貴賓重要接待場所，必須保證熱水供應，安裝不受天氣影響的熱水供應系統。一般辦公樓、商住樓、中小型商場都應設計安裝集中太陽能熱水供應系統，以保證各類人員的用水要求，沒有必要考慮其他熱水供應方式，因為此類建筑物人員固定，不受其他商業因素影響，洗浴的時間可以任意調節，天氣的原因影響不大。

2.3賓館飯店、餐飲服務業、醫院住院部

賓館、飯店、餐飲服務業也應按服務星級的不同來考慮其熱水供應系統的設計。四星級以上(包括四星)賓館飯店等重要接待場所，必須保證熱水供應，可以不設計太陽能熱水供應系統。三星級以下賓館、飯店、招待所、餐飲娛樂服務業、醫院住院部等，因受商業因素影響，必須安裝太陽能然水供應系統。在計算集熱器面積和熱水箱容積時，應按100%住宿率計算。因受天氣原因的影響，還應采取其他熱水供應方式與太陽能熱水供應系統并聯安裝，以確保在任何條件下都能滿足住宿人員的用水要求。

結論：如將太陽能熱水供應系統廣泛的應用，完成國務院節能減排標準時有把握的。今年12月份聯合國氣候變化大會在哥本哈根召開，中國作為負責任的發展中國家，向全世界宣布碳減排目標。高層建筑生活給水系統優化設計對減少碳排放指標是非常關鍵的。我們當代的大學生，即將走出校門走上工作崗位，用我們學到的知識武裝我們的頭腦，減少碳排放是我們義不容辭的責任，為了我們共同生活的地球變得更美好而奮斗。