“雙碳”目標下建筑給排水設計中節能節水技術措施*

陳麗蘋

(中鐵十二局集團建筑安裝工程有限公司 太原 030000)

隨著人口增加與工業的發展,水資源的需求量越來越大,所帶來的水資源緊缺等問題日益突出。節能節水對于水資源缺乏的國家與地區是亟需要解決的問題。中國力爭在2030年前二氧化碳排放達到峰值,努力爭取在2060年前實現碳中和目標[1]?！半p碳”目標的實現需要方方面面領域的努力與優化,這其中就包括建筑領域的資源保護與利用。然而,在建筑領域,這主要涉及到兩個方面的不足,一方面是建筑主體,另一方面主要是建筑的配套工程,包括結構主體的給排水,消防用水以及供暖等方面。在建筑給排水設計中,節水設計的最終核心目標就是最大程度降低建筑用水。在建筑給排水設計中,給排水設計工程師可以通過采用水流量的低排放設備、水循環利用設備與系統、雨水收集凈化與使用設備與系統、以及優化給排水網等措施來節約水資源和增加水資源利用率。另一方面,節能設計的核心目標是盡量降低建筑的建筑能耗。對于節能設計,建筑給排水工程師一般會采取高效水泵,空氣源熱泵熱水器、以及太陽能熱水器等措施來降低建筑水資源的使用量和碳排放量[3]。

1 建筑中節能節水設計的重要性

根據聯合國發布的《2023 世界水發展報告》,目前,全世界大約有26%的人口缺乏能夠飲用的清潔水源,大約10%的人口生活在水資源極度缺乏的國家地區,清潔水資源更是極度匱乏[2]。因此,合理的水資源利用與保護是目前亟需解決的問題。在建筑中考慮節能節水技術,可以體現出提高水資源的利用率、改善城市環境、促進經濟發展、滿足人民群眾日常生活要求以及有利于構建生態文明環境的重要性。同時,建筑給排水中采用節能節水措施,不僅可以節省水資源、保護環境,而且能夠在建筑行業處在具有競爭力的地位上。

2 建筑給排水節能節水設計中遵循的設計原則

國家針對水資源的節能減排措施開展了相應的研究,相應地也制定了相關的規范以及技術規程,最終的目標都是最大程度地使建筑設計中能充分考慮節能節水技術,為實現水資源的可持續發展奠定堅實的基礎。

2.1 經濟性原則

總的來說,給排水的節能節水設計不僅要考慮給排水管網在管材及設備采購、施工與安裝階段的費用,而且還需要考慮管道在后期運營維護階段的成本,這就需要我們在設計階段需要對管材、設計參數等方面做出合理的取值。保證在穩定的給排水供應中,盡可能減少管材以及水資源的利用,這也體現了給排水設計中的節能節水理念。

2.2 安全性原則

對于任何一個建筑來說,安全性都是永遠避不開的話題。安全性原則主要體現在兩個方面,一方面是給排水的水網設計中,管材的壁厚、接頭的滲漏問題以及水壓與管材的匹配問題都直接影響后期建筑的正常使用性能。另一方面則主要體現在消防用水的設計中,合理的消防用水在建筑應對偶然的火災情況下,使人民群眾生命財產和建筑免受火災的影響。

2.3 便利性原則

這個主要體現在給排水水網(管道)位置合理布置,充分考慮到管道更換便利性,盡量避免出現更多的管線拐點,降低管線在后期使用過程中的故障發生率。

2.4 綠色建筑設計原則

在目前綠色建筑理念下,綠色建筑在建筑的各個方面也都有諸多的應用。合理的綠色建筑設計理念,不僅可以節能節水,加強對水資源的保護,更重要的是能夠使給排水設計處于競爭力的地位上,滿足企業的可持續發展。

2.5 行業法規原則

建筑給排水設計中還需要遵循行業法規,包括《建筑給水排水與節水通用規范》、《民用建筑節水設計標準》、《建筑節能與可再生能源利用通用規范》等。

2.6 系統性原則

給排水設計中需要考慮到建筑使用功能、生活用水系統、住戶的房間布局、消防用水系統、暖通管線等方面,進一步提高整個給排水管網的系統性與協調性。

3 節能節水設計中存在問題

節能節水設計是建筑給排水設計中的重要內容之一。然而,當前的建筑給排水設計中還是存在一些顯著的問題需要得到優化處理。

總之，此研究針對湖南省城鄉小學英語教材的使用差異產生的小學生英語綜合水平參差不齊等問題，希望能引起湖南省各個市區及農村地區小學對英語教育的重視，在教材使用方面，嚴格教育更要按照教育部要求執行，盡快縮小城鄉小學生英語水平的差異；不斷促進教育資源的合理配置，促進公平；鼓勵小學生家長加大對孩子英語學習的重視力度，提高小學生學習英語的主動性和教師對教材的高效利用。學習是教師的教與學生的學結合的過程，只有教師與學生雙向互動才能促進小學生英語水平的整體提升。

3.1 熱水系統存在落后性

目前,城市的熱水系統存在一定的落后性。這主要表現在熱水供應不足,在住戶使用熱水時,往往會先放掉大量的管中涼水,這無疑造成了干凈的水資源浪費。這就需要給排水設計工程師需要采用具有較強保溫功能的管材,減少前期的冷水排放過程。另一方面,熱水調節系統不完善,目前普通的熱水供應系統是需要我們人為地控制熱水閥,這個調節的過程中肯定會造成熱水與冷水的浪費。

3.2 管道質量問題

合理的給排水管網設計是至關重要的。但是管道質量是實現給排水管網達到設計要求的基礎。但是存在一些施工單位購買劣質的管材,或者設計單位對管材的性能把握不準確等情況,使得給排水管網質量差,進而會導致出現漏水、滲水現象,嚴重造成水資源浪費以及影響住戶心理等情況。

3.3 水資源循環利用不到位

目前,中國的建筑給排水工程設計中存在一個重要的問題就是水資源循環利用率低。在日常生活中,雨水通過收集,經過簡單地過濾,可以應用到城市清潔和灌溉。由于各個部門的協調困難、設備要求高等困難,導致我國雨水收集過濾再利用效果甚微。

3.4 施工質量得不到保證

目前,部分施工單位為了節省材料和造價,可能會存在偷工減料的情況。給排水管網施工工作至關重要,這關系到整個工程的建設質量。如果給排水施工質量得不到保證,將會造成給排水管網的漏水、滲水、壽命短以及達不到設計要求,進而造成水資源浪費。

3.5 給排水管道間距設計不合理

目前,給排水工程師在設計之初責任意識不足,導致設計所需的給排水設計參數不清晰。同時,設計人員還缺乏給排水設計以及計算能力,導致給排水管道間距設計不合理,影響影響整體給排水系統,有可能還會占用大量的建筑空間,給住戶造成一定的不方便性。另外,目前大部分設計的給排水管網主要從建筑梁底穿過,會進一步影響建筑凈空。

3.6 住戶舒適度低

目前,衛生間的給排水設計水流速度快,一方面增加了水資源的使用量,另一方面造成了噪音的問題,影響臨近住戶的正常休息睡眠。部分高層建筑的給排水設計中,沒有考慮到用水高峰期,會導致高層住戶用水時,出現水壓不穩,影響一些電器(燃氣熱水器)的正常使用,影響業主的正常生活[4]。

4 建筑給排水設計節能節水技術措施

4.1 開展熱水系統的節能設計

在實際使用過程中,造成了熱水資源的大量浪費現象。首先,給排水管網設計中需要提高熱水循環使用系統中熱水回水管的合理性[5]。其次,采用熱水儲存功能,避免熱水變成冷水的浪費現象。另外,還需要完善熱水供應系統,可以采用現在智能化水溫調節系統,減少前期由于水溫調節所浪費的水資源,也可以采用支管、立管等實現水體加熱循環來避免大量冷水資源的排放問題。

4.2 采用高質量閥門與管材

4.3 科學合理地利用節能型加壓設備

傳統的節能型加壓設備會帶來能耗高和利用率低等問題。采用現在的變頻調節的供水方式可以更好地根據實際用水負荷進行靈活調節,保證了建筑給排水系統的節能性和環保性。另外,采用負壓式供水設備對供水進行加壓處理,具有造價低和節能節水等優勢。

4.4 科學合理地配置節能節水器具

采用節水器具是建筑節能節水的重要舉措。采用節能節水器具能夠有效提升建筑給排水系統的應用效果?，F有的節能節水器具主要有:節水型淋浴噴頭、節水型坐便器、增加水泵變頻器、自動關閉式水龍頭等。

4.5 科學合理地利用清潔能源

目前,人們熟知的清潔能源包括太陽能、風能、潮汐能、地熱能等。對于太陽能資源,我們可以采用太陽能熱水資源,不僅可以減少煤炭資源與電力資源使用,還能實現節約自然資源的目的?？茖W合理地布置太陽能設備和熱水箱,能夠為熱水器提供充足的預熱水源。同時,給排水工程師還需要加強能源管理系統的應用,實時監測能源消耗與回收,自動控制給排水系統。

4.6 中水的利用

給排水工程師應該關注中水的利用,特別是生活排水和雨水等。雨水通過排水管道收集到固定的蓄水池,經過生物、物理、化學技術進行收集雨水的加工處理,達到標準后可進行道路沖洗、廁所清洗和綠化灌溉等功能,降低水資源的使用量,提高水資源利用率。

4.7 加強水量計量與監測

加強水量計量與監測是實現節水節能目標的重要舉措。通過水量計量與監測,人們可以及時發現水資源浪費等情況,并及時采取合理的措施解決問題。

4.8 注重管材壓力計算

目前高層由于水壓不穩定,往往需要增加水壓來保證供水量。水壓過大過小都不合適,水壓過大則會造成水資源浪費,過小則會導致水壓不穩定,影響住戶的用水體驗。設計人員可以采用垂直分區的方式來進行供排水,確保達到合理的設計指標,同時通過降低供水壓力的方式減少水力損耗等問題[6]。

4.9 協調設計流程

給排水設計不是獨立的設計系統,應當協調其他設計專業來共同達到節能節水目標。通常來說,遇到管材需要通過梁底時,往往會采用分段式來過渡梁底,這種做法一方面增加了施工難度,另一方面增加了一些連接頭,增加了漏水滲水等問題。因此,可以結合結構工程設計專業,使得在梁合理部位開洞,使得管材可以直線式通過梁,確保管線敷設更加順利(見圖1)。

圖1 給排水管與建筑結構一體化

4.10 增強節能節水意識

為了能夠實現自然資源的可持續發展,一方面需要依靠設計技術措施來保證,另一方面就需要人民樹立節能節水觀念。鼓勵人民在日常生活生產中,節約用水,節約能源,履行節水責任義務。

綜上所述,本文探討了“雙碳”目標下,應該如何在給排水設計中體現節能節水技術措施。設計人員應該充分考慮給排水中的因素,并協調相關專業,確保得到最優的給排水設計工程,滿足人民生產生活中的用水需求,為自然資源的可持續發展做出努力,力爭達到“雙碳”目標。