节水技术在建筑给排水设计中的应用分析.pdf

69现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 5 期2024 年 3 月Vol.3 No.5Mar.2024节水技术在建筑给排水设计中的应用分析麦淑菲广东珠江建筑工程设计有限公司，广东广州 510000摘 要：水是人类赖以生存和发展的重要资源，但随着全球人口的增加和经济的发展，水资源短缺问题日益严重。因此，节水成为一项迫切需要解决的任务。建筑给排水系统在城市供水和废水处理中起着重要的作用，因此通过应用节水技术来优化建筑给排水设计是实现节水目标的关键。从建筑给排水系统中的不同环节出发，分析了节水技术在每个环节中的应用情况，希望可以为相关人员起到参考的作用。关键词：节水技术；建筑；给排水设计中图分类号：TU82 文献标识码：AApplication Analysis of Water-saving Technology in Building Water Supply and Drainage DesignMai ShufeiThe Pearl River Construction Engineering Design Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510000Abstract:Water is an important resource for human survival and development,but with the increase of global population and economic development,the problem of water scarcity is becoming increasingly serious.Therefore,water conservation has become an urgent task that needs to be addressed.Building water supply and drainage systems play an important role in urban water supply and wastewater treatment,therefore optimizing building water supply and drainage design through the application of water-saving technology is the key to achieving water-saving goals.Starting from different aspects of building water supply and drainage systems,this paper analyzes the application of water-saving technology in each aspect,hoping to provide reference for relevant personnel.Keywords:water saving technology;architecture;water supply and drainage design作者简介：麦淑菲（1990），女，广东珠江建筑工程设计有限公司给排水工程师，研究方向为建筑给水排水工程。水资源的重要性不言而喻，我国人均淡水量低于世界平均水平，再加上我国工业领域对水资源的需求量非常大，这导致我国一些地区出现了用水紧张的情况，这一问题严重影响了社会经济和民生发展。因此，各行各业在发展期间必须采取合理的措施优化节水技术使用效果，改进节水技术质量，将节水技术应用到各行各业当中，尤其是建筑行业。站在我国当前建筑行业发展的实际情况角度上来说，我国建筑行业对节水技术的使用还需要进一步优化与改进，必须在给排水系统当中进行积极建设，这对我国建筑行业节约用水具有重要意义。1 建筑给排水系统建筑给排水系统分为供水与排水两部分。供水系统方面，自来水通过供水管道进入建筑物，为生活、洗浴、饮用等提供清洁的用水。而水泵用于增加供水压力，确保水能够流动到各个楼层；水箱则储存并平衡供水量，以应对高峰用水时段。水泵将水运送到供水管道当中，而供水管道将水从水源输送到各个使用点，包括卫生间、厨房、阳台、花园等1。排水系统方面，包括卫生间、厨房等卫生器具通过排水管道将污废水排出建筑物，因此排水系统也被称为排污系统。排污系统包括污水管道、废水管道、冷凝水管道、雨水管道及卫生器具等，这一系统在排污过程中产生的气体需要通过通气系统进行排放或处理，以防止污水管道堵塞和有害气体积聚。对于低洼地区或需要远距离排水的建筑物，可能需要安装排水泵站来提升和输送废水。图1为较为标准的居民建筑给排水系统结构示意图。图1 给排水系统结构示意图702024 年 3 月第 3 卷第 5 期现 代 工 程 科 技702 建筑给排水设计中应用节水技术的意义从水资源存储量的角度来看，全球范围内存在水资源紧缺和供需矛盾的问题。因此，在建筑给排水设计中应用节水技术具有重要意义。首先，通过应用节水技术，可以减少建筑使用的自来水量，节约水资源并降低对自然水源的压力。其次，水处理和供水过程会消耗大量的电能和化学物质，同时废水的处理也会产生污染。通过节水技术，可以减少对水处理设施的需求，降低对能源和化学品的消耗，减少污染物的排放，保护环境。再次，给排水系统在运行过程中需要消耗大量的电能来供水、排水和处理废水，而通过应用节水技术，可以减少水泵和水处理设备的能耗，从而降低碳排放和节约能源。最后，节约用水意味着减少用水费用，通过应用节水技术，可以降低建筑物的运营成本，提高水资源利用效率，为业主和使用者节约经济成本2。3 建筑给排水设计存在的问题3.1 给排水设计合理性不足建筑设计期间，如果设计人员未充分考虑到建筑物的用水需求和供水系统的设计参数，如管径、水泵容量等，可能导致供水不足或供水压力不稳定的问题，这将影响到用户正常使用水源。若设计过程中未对排水管道进行合理的布置和尺寸计算，或者忽略了地势条件和安装角度等因素，容易导致排水堵塞或漏水的问题，而这一问题将造成卫生间、厨房等场所的积水、异味和污染。在建筑物的地下室、浴室、厨房等潮湿环境中，如果防水设计不够合理和细致，例如未考虑到砖缝密封、地面坡度等因素，可能导致水渗透、漏水和霉菌滋生等问题，损害建筑结构的稳定性和使用寿命。另外，随着我国绿色建筑理念的推广和应用，在建筑当中开展节约用水，也已经成为建筑设计的一项重要环节与关键目标。但是从目前来看，我国建筑设计期间对于节水技术和节水设备的使用缺乏考量，例如目前雨水收集中水回用系统在我国建筑普及方面还存在一些问题，这导致一些水资源因此而被浪费3。3.2 存在渗漏问题渗漏问题可能导致建筑物内部出现漏水现象，如卫生间、厨房、洗手间等地方出现不明水迹或水滴，这会导致地面湿滑、墙壁变色、顶棚渗水等问题，影响室内环境的舒适性和使用者的安全。渗漏问题使得建筑物内部出现持续潮湿的环境，容易滋生霉菌和真菌，同时，发霉和腐烂的问题会对室内空气质量产生不良影响，同时也会损坏装修材料和家具等。对于建筑结构来说，长时间的渗漏问题可能会引起建筑结构的受损，尤其是在墙体、屋顶和地下室等区域。渗漏进入建筑结构中的水分可能导致混凝土腐蚀、金属腐蚀、木材腐朽等问题，破坏建筑物的稳定性和耐久性，同时，渗漏导致建筑物外部和内部的热量逸出，使得冷空气进入或热空气流失。对于一些地处较为寒冷的地带的建筑来说，这一情况的出现很可能导致建筑内部温度流失，这将增加供暖和空调系统的负担，造成能源浪费和额外的能源成本。3.3 设备用水量大不同类型的建筑物需要使用各种设备，如洗衣机、洗碗机、淋浴设备等，而这些设备的使用会导致建筑物整体的用水量增加。另外，某些设备对水质有更高的要求，例如热水供应系统或冷却系统中的设备。在这种情况下，为了满足这些设备的正常运行，还需要对水质进行二次过滤或者处理，这对整体建筑用水量也产生了一些负担，从而增加了设备用水的需求。另外，某些建筑物属于特定行业，如医院、实验室或工厂等，这些行业的设备通常有着较高的用水需求，比如手术室的消毒设备、实验室的冲洗设备或工厂的冷却系统等。为了满足设备用水的需求，需要在建筑物内部安装更多的供水管道和排水管道，并需要增加水处理设施，如过滤器、软化器或逆渗透设备等4。3.4 热水供应系统存在水资源浪费在一些建筑使用期间，对热水与热量的需求比较高，如果没有安装热水回收系统，那么大量的热水将被排放到下水道中，导致热能和水资源的浪费。热水供应系统中的管道和设备如果没有进行绝热处理，也会导致热能损失和水资源浪费。热水在传输过程中可能存在温度损失，需要额外的热量来补充，从而增加了能源和水资源的消耗，同时也会导致热水的温度不达标。如果热水供应系统中的水流速度过大或者冷却时间过长，将导致大量的热水在管道中滞留并冷却，最终被排放掉。这种情况下，不仅水资源被浪费，还会增加再次加热水的能源消耗。对于大型建筑物或长管道距离的热水供应系统，必须安装循环泵和热水循环系统来确保热水能够及时到达各个用水点，如果循环泵或系统设计不当，会导71麦淑菲：节水技术在建筑给排水设计中的应用分析应用科技致热水长时间滞留在管道中而无法利用，增加水资源的浪费。3.5 水资源回收率低在建筑物的屋顶、庭院或其他表面设置雨水收集系统，可以将雨水储存起来满足灌溉、冲洗和其他非饮用需求。如果在设计中并未落实雨水收集系统，或者雨水收集系统效率低下，大量雨水将被排入下水道而无法再利用。而在一些特定场所，如商业建筑、医疗机构或工厂，废水可能含有可回收和再利用的成分，若无适当的废水处理设备以回收和净化废水中的有用成分，这些水资源就会被浪费。在建筑给排水设计过程中，如果没有采取节水措施，例如选择高效节水设备、优化供水管道布局和减少泄漏等措施，会导致建筑物整体上的水资源回收率较低。在一些特定场所，如游泳池、温室或冷却系统中，可以通过建立水循环系统来回收和重复利用水资源，如果在设计中没有考虑到这些水循环系统或其效率较低，会导致水资源的浪费5。3.6 消防系统中重复覆盖建筑项目通常涉及多个设计和工程团队，包括建筑师、结构工程师、电气工程师、给排水工程师和消防工程师。如果这些团队之间的协调不足，消防系统的元素可能被多次包含在不同设计文件中。在一些情况下，不同的建筑结构需要交给不同的设计师完成设计，而设计师彼此之间缺乏沟通导致了设计元素冗余，包括防火墙、喷水灭火系统、烟雾探测器等，可能在不同设计文件中被多次涵盖。如果建筑项目在设计和施工阶段发生变更，而这些变更未被充分记录和协调，就可能导致重复设计和覆盖。4 节水技术在建筑给排水设计中的应用措施本文选择某一居民建筑作为研究案例，讨论如何在给排水系统设计中应用节水技术。4.1 优化管道布置首先，为了减少水的浪费，应该尽量缩短供水管道和排水管道的长度，并保持其直线走向，较短的管道长度有助于减少水流经过时的摩擦损失和压力损失。为了进一步减小压力和摩擦，可以选择使用低阻力材料来制造供水管道和排水管道，例如光滑内壁的塑料管道。这样可以减小水流的阻力，提高系统的效率，并降低能源消耗和水资源浪费。另外，根据建筑物的不同功能区域或楼层，可以将供水管道分为多个独立的区域。这样可以根据不同需求灵活控制水流，并避免整个系统因某一区域水流需求过剩而造成的浪费。例如，在案例工程当中，居民建筑选择使用了带有节水功能的设备，如高效洗手盆、淋浴喷头和冲水马桶等。这些设备通过减小水流量或调整喷头形式来实现节水效果，减少了浪费6。4.2 合理选择给排水加压方式重点考虑利用自然重力供水，尽量减少使用加压设备。通过采用重力供水系统，无须额外能源消耗，有效减少水资源浪费。同时，引入变频控制的供水泵系统，根据实际需求调整水泵运行速度和水流量，避免过度供水和高压情况下的水资源浪费，并提高系统效率。在给水系统中安装压力罐和压力调节器，以控制系统的水压。对于一些特定场所（如公共洗手间、卫生间等），可采用微压供水系统。另外，利用智能控制系统来监测和管理给排水系统的运行。通过实时数据分析和优化调整，可以使加压设备的运行更加智能高效，减少水资源的浪费。案例工程属于几栋居民楼建设而成的建筑集群，因此，为了更好地对所有建筑进行统一的建筑给排水调配，案例工程建立了集中供水循环系统。在实际使用期间，可以将循环水进行充分应用，另外，这一技术也有助于净化水资源，从而保障供水水质7。4.3 安装节水装置选择配备节水器的高效水龙头，它们可以减少水流量，同时保持适当的水压力。这样，在日常洗手、刷牙等使用中可以减少浪费。另外，安装淋浴节水器可降低热水消耗，同时提供出色的淋浴体验。这些节水器可以通过限制水流量或混合水和空气来降低用水量。选择带有双冲功能的马桶。这样可以根据需求选择不同的冲洗量，减少冲洗时的水量消耗。案例工程建设期间，在4栋居民楼的楼顶修建了雨水收集系统，使用这一系统，可以将雨水进行统一处理与使用。例如A栋居民选择将雨水用于冲洗马桶，而B栋居民则是将其用于楼下绿化灌溉。这种方式的基础在于安装管道隔离阀门，从而隔离不同用水区域，这样可以避免浪费和交叉污染8。4.4 完善热水供应系统安装热水循环系统可以减少等待热水时的水流浪费。该系统会将未使用的热水循环回到热水加热器，以便随时供应热水。通过安装热水回收系统，可以利用洗722024 年 3 月第 3 卷第 5 期现 代 工 程 科 技72澡或洗衣机排放的废水中的热能。这些热能可以再利用于供暖或其他需要热水的地方，从而减少了额外的热水消耗。在热水供应管道上安装定时自动关闭阀，可以避免热水长时间流出而没有人使用的情况。例如，案例工程C栋的居民安装了具有定时功能的热水龙头，可以设置热水龙头在一定时间后自动关闭，以节约不必要的热水消耗。选择合适的热水储存设备，确保其具有良好的保温功能。加强热水管道的绝缘，可以减少热水在输送过程中的热量损失，进而降低热水的消耗。而在实际使用期间，还需要定期检查和维护热水供应系统，确保其正常运行，另外，及时修复漏水和其他故障，可以避免不必要的热水浪费9。4.5 优化排水系统选择低流量水龙头和淋浴头，可以减少水的使用量。这些设备通常配备节水器，能够限制水流量，同时保持正常的使用体验。传统的马桶每次冲洗都会使用大量的水量，而双冲式马桶可以根据需求选择不同的冲洗量。例如，小便时可以选择低水位冲洗，而大便时可以选择高水位冲洗，从而减少不必要的水消耗。在建筑物的屋顶设置雨水收集系统，可以将雨水储存起来再利用于灌溉、冲厕等非饮用水的用途。这样既减少了对自来水的需求，又能够有效利用资源。例如，案例工程楼下带有一片花园，案例工程为了更好地利用水资源，将居民的部分生活废水用于花园灌溉，这样一来极大地节约了水资源，避免了水资源浪费问题。4.6 优化消防系统选择具有高效喷淋头的消防喷淋系统，可以减少水的使用量，同时保证火灾扑灭效果。在建筑中安装水汇总系统，可以将雨水、废水等收集起来进行处理和再利用。这样可以减小对自来水的依赖，并降低消防系统的用水量。通过安装智能控制系统，可以根据实际情况调整消防系统的运行模式和水流量。例如，在没有人员或火灾发生时自动关闭系统，以节约用水。与传统增压泵相比，水封式增压系统可以提供更好的增压效果，并减少能耗和水的浪费。因此，案例工程选择使用水封式增压系统，同时，案例工程的消防用水也选择了雨水与废水，这对降低用水压力具有重要作用。5 结语综上所述，为了更好地解决水资源浪费和用水紧张问题，建筑行业在给排水设计中使用了节水技术。虽然这一技术在实际应用期间出现了一些问题和障碍，但是建筑行业不断努力，积极进行改进与优化，通过优化管道布置、合理选择给排水加压方式、安装节水装置、完善热水供热系统、优化排水系统等措施，更有效地降低了建筑给排水系统对于水资源的需求与消耗，这为我国社会经济以及民生发展打下了良好的基础。参考文献1 吴莉萱.太阳能热水系统在建筑给排水设计中的应用和思考J.城市建设理论研究(电子版),2023(26):77-79.2 甄青.建筑给排水设计中的节能减排设计探讨J.房地产世界,2023(16):61-63.3 潘洪海.装配式绿色建筑给排水设计中的优化措施研究J.佛山陶瓷,2023,33(8):112-114.4 李艾莉.绿色建筑节水节能技术及设备在建筑给排水设计中的应用J.中国设备工程,2023(14):248-250.5 谈震.节水节能技术在建筑给排水设计中的应用研究J.房地产世界,2023(14):40-42.6 刘智忠.健康建筑给排水设计中的减震降噪措施研究J.绿色建筑,2023,15(4):36-39.7 祁龙年.建筑给排水工程节能减排设计对策浅析J.四川水泥,2023(7):73-75.8 甘兆麟.广州某地标超高层建筑给排水设计方案对比分析J.工程技术研究,2023,8(13):195-197.9 李哲.BIM技术在建筑给排水设计中的应用优势及实例解析J.科学技术创新,2023(17):105-108.