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摘要：建筑设计中的给排水设计是实现建筑节水节能的重要途径，合理的设计应从水龙头节水、淋浴节水和厕所节水以及选用节能节水型的卫生器具等等几方面着手，实现节能、节水的效果。
关键词：建筑设计；给排水；消防；节能
伴随着城镇化建设工作的开展，我国的建筑业也得到了长足的发展，城市的用水问题对建筑业造成了一定影响。在城市总用水量中，建筑内部用水所占的比例逐年增加，建筑给排水工程中的节水节能问题不容忽视，因此，工程设计人员及有关管理部门应对此引起足够重视，在设计过程中统筹考虑，全面规划，在强调供水安全可靠性的同时，设计中不要造成不必要的水电浪费。
1.建筑给水系统的节能节水设计
（1）充分利用市政给水管网的供水压力实现节水节能
在城市供水中，一般市政给水管网压力约0.2~0.4MPa，只能供3~5层。对于高层建筑，城市市政给水管网水压一般难以完全满足其供水要求，供水压力要求采用二次加压系统供水。某些工程设计中将管网进水直接引入贮水池中，白白损失掉了可用压头，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把压头全部转化成负压，更不经济合理。因此，对于多层住宅、别墅和高层住宅低区尽量利用外部给水管网的压力直接供水。对高层住宅，可采用无负压供水设备，可减少二次加压能耗。当外部管网水压不能满足整个建筑物全部用水要求时，可采用分区供水，对于市政管网水压不能供给的楼层采用无负压变频供水设备供水。这样既不浪费市政管网的余压，又消除水质二次污染，节约了电耗，加压设备为全自动系统还可减少运行管理费用。
（2）生活给水系统设计中应采取减压节流措施
生活给水系统按规定竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题，而这一点常常被忽视，因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达300～400 KPa。而在进行设计流量计算时，卫生器具的额定流量是在流出水头为20～30 KPa的前提条件下所得的，因而，若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的4～5倍。随之将带来水量浪费、水压过高、漏水量增加的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂。国外一些国家均采用在给水支管上安装孔板、压力调节阀或减压阀等手段来避免部分供水点超压，为用户提供适宜的服务水龙头，使竖向分区的水压分布更加均匀，可使耗水量降低15％～20％。
（3）热水供应系统的节水节能
热水供应系统的水量浪费，主要表现在开启热水配水装置后，不能及时获得满足使用温度的热水，往往要放掉不少冷水后才能正常使用。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。如果未设计热水循环系统，这种方式浪费水量最大，还有在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡，循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流，使远离加热设备的环路中水温下降；热水管网布置或计算不合理，致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊，若冷水的压力比热水大，使用配水装置时往往要流出很多冷水之后才能将温度调至正常。为了尽量减少这部分无效冷水的量，应对现有定时供应热水的无循环系统进行改造，增设回水管；对新建建筑的热水供应系统应根据建筑性质及建筑标准选用支管循环或干管循环。同一幢建筑的热水供应系統，选用不同的循环方式其无效冷水量是不相同的，其优劣依次为支管循环、立管循环、干管循环，而按此顺序各回水系统的工程成本却是由高到低。
在热水供应系统中，还应考虑尽可能减少热能的损失。对局部热水供应系统在设计住宅厨房和卫生间位置时除考虑建筑功能和建筑布局外，应尽量减少其热水管线的长度，并进行管道保温，除此之外，还应选择适宜的加热和贮热设备，在不同条件下满足用户对热水的水温水量和水压要求，减少水量浪费。
随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现，热水循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统，可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电20％～40％。
现代的太阳热能科技是将阳光聚合，并运用其能量产生热水。太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、循环管、循环泵、配水管等组成的。在给排水节能设计中，可考虑采用太阳能热水器或热泵热水取代传统高能耗的燃煤、燃油、燃气热水器及电锅炉。
2.建筑的排水系统应推广应用中水系统
民用建筑或建筑小区使用后的各种排水包括有：冷却排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等，这些排水经适当处理后回收用于建筑或建筑小区作为杂用的供水系统，称为中水系统。CECS30：《建筑中水设计规范》早已颁布实施，该规范的对象是“缺水地区”。而目前发布中水设施建设管理办法的市地并不多。中水系统得不到广泛应用的原因：一是建筑中水设计规范并不是强制规范，许多地区也无相应的管理办法出台；二是中水系统初期投资较高，占地面积较大，需专人管理，短期经济效益不明显。
对于用水量较大的高层或公共建筑物，从节水节能的长远利益来考虑，其排水系统宜采用优质生活废水和粪便污水分流体制，这样有利于优质杂排水的收集、处理以实现中水重复利用。实际经验表明每人每目直接用于饮食的水量一般不超过5 L，绝大部分的用水量是消耗在食物、衣物的洗涤、冲洗厕所、清洗地面和车辆。其中不直接接触人体的各种杂用水，约占总用水量的50％以上。也就是说，采用中水回用系统，在保证同样生活质量的前提下，现有的自来水供水量可节约30％～50％，可见节水潜力很大。
为使中水系统设计得以推广，必须首先加强新技术的开发，加快新产品的研制，以降低中水处理成本。采用建筑中水系统，可实现污、废水资源化，使污、废水经处理后回用，既可节省水资源，又使污水无害化，起到保护环境，防治水污染，缓解水资源不足的重要作用。
3.采用节水节能型卫生器具和设备
据资料统计，在高层建筑中，生活用水的比例是：饮食用水约占4％～5％，大便器冲洗用水约占37％～39％，洗澡用水约占34％～37％，其他用水占22％左右，其中大便器用水和洗澡用水占全部生活用水70％以上，因此，高层住宅节水主要着眼于这两部分用水控制。建筑中主要的节水器具和设备包括水龙头、淋浴器、厕所冲洗设备及自来水管道等。
（1）水龙头节水。节水型水龙头分别是陶瓷阀芯水龙头和充气水龙头。陶瓷阀芯水龙头密闭性好、启闭迅速、使用寿命长，而且在同一静水压力下，其出流量均小于普通水龙头的出流量，具有较好的节水效果，节水量约为20％～30％。充气水龙头是国外使用较广泛的节水龙头，既防溅水又可节约水量，据报道可节约水量25％左右。自闭式龙头、感应式龙头等均可起到节水作用。应积极推广应用节水型龙头。
（2）淋浴节水。淋浴时因调节水温和不需水擦拭身体的时间较长，若不调节水量会浪费很多水。现在研制使用的节水型淋浴器包括带恒温装置的冷热水混合栓式淋浴器，按设定好的温度开启扳手，既可迅速调节温度，又可减少调水时间。带定量停止水栓的淋浴器，能自动预先调好需要的冷热水量，如用完已设定好的水量，即可自动停止，防止浪费冷水和热水。
（3）厕所节水。厕所冲洗设备的节水是建筑节水的重点，除了利用中水做厕所冲洗之外，目前已开发研制出许多种类的节水设备，美国研制的免冲洗(干燥型)小便器，采用高液体存水弯衬垫，无臭味，不用水，免除了用水和污水处理的费用，是一种有效的节水设备。还有一种带感应自动冲水设备的小便器， 比一般设备日节水l3L。还有各种节水型大便器，如双冲洗量坐便器，气动和真空式大便器等都可起到节水节能的效果。节水节能型卫生器具和设备应进一步推广应用，其长期节水效益完全可弥补较高的初期投资。
4.建筑的配套消防系统要科学合理的设置
在高层建筑给水设计中宜把生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置， 因为两种给水系统对水压的要求不同，若合用一个系统为满足两种用水需要，势必造成水量或电能浪费，还会增加运行管理费用。
消防贮水池宜单独设置或与游泳池、水景兼用，做到一水多用、重复利用及循环使用。因为在消防水与生活贮水池合建的情况下，会由于消防贮水量远大于生活贮水量而致使生活供水在贮水池中停留时间过长，造成水质的劣化，使给水系统用户用水端发生二次污染。而按标准定期更换贮水池中的全部存水(包括消防贮水)又会造成巨大浪费。以区域集中消防加压贮水系统取代各建筑物中的单个消防加压贮水系统，这样既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题，又可以节省工程建设和设备投资，降低运转费用，便于集中管理，同时可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。
结语
总而言之，采取新工艺、新材料、新设备是保障建筑工程给排水设计实现节水节能的重要手段，同时想方设法减少污水的排放量，保护环境，最终达到建筑节水节能的目的。
参考文献：
[1]《建筑给水排水设计规范》(GB5~15—2003)（2009年版）
[2]《民用建筑节水设计标准》(GB50555—2010)．
关键词：建筑设计；给排水；消防；节能
伴随着城镇化建设工作的开展，我国的建筑业也得到了长足的发展，城市的用水问题对建筑业造成了一定影响。在城市总用水量中，建筑内部用水所占的比例逐年增加，建筑给排水工程中的节水节能问题不容忽视，因此，工程设计人员及有关管理部门应对此引起足够重视，在设计过程中统筹考虑，全面规划，在强调供水安全可靠性的同时，设计中不要造成不必要的水电浪费。
1.建筑给水系统的节能节水设计
（1）充分利用市政给水管网的供水压力实现节水节能
在城市供水中，一般市政给水管网压力约0.2~0.4MPa，只能供3~5层。对于高层建筑，城市市政给水管网水压一般难以完全满足其供水要求，供水压力要求采用二次加压系统供水。某些工程设计中将管网进水直接引入贮水池中，白白损失掉了可用压头，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把压头全部转化成负压，更不经济合理。因此，对于多层住宅、别墅和高层住宅低区尽量利用外部给水管网的压力直接供水。对高层住宅，可采用无负压供水设备，可减少二次加压能耗。当外部管网水压不能满足整个建筑物全部用水要求时，可采用分区供水，对于市政管网水压不能供给的楼层采用无负压变频供水设备供水。这样既不浪费市政管网的余压，又消除水质二次污染，节约了电耗，加压设备为全自动系统还可减少运行管理费用。
（2）生活给水系统设计中应采取减压节流措施
生活给水系统按规定竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题，而这一点常常被忽视，因为即使在分区后各区最低层配水点的静水压仍高达300～400 KPa。而在进行设计流量计算时，卫生器具的额定流量是在流出水头为20～30 KPa的前提条件下所得的，因而，若不采取减压节流措施，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的4～5倍。随之将带来水量浪费、水压过高、漏水量增加的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂。国外一些国家均采用在给水支管上安装孔板、压力调节阀或减压阀等手段来避免部分供水点超压，为用户提供适宜的服务水龙头，使竖向分区的水压分布更加均匀，可使耗水量降低15％～20％。
（3）热水供应系统的节水节能
热水供应系统的水量浪费，主要表现在开启热水配水装置后，不能及时获得满足使用温度的热水，往往要放掉不少冷水后才能正常使用。这种水流的浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的。如果未设计热水循环系统，这种方式浪费水量最大，还有在设计中未考虑热水循环系统多环路阻力的平衡，循环流量在靠近加热设备的环路中出现短流，使远离加热设备的环路中水温下降；热水管网布置或计算不合理，致使混合配水装置冷热水的进水压力相差悬殊，若冷水的压力比热水大，使用配水装置时往往要流出很多冷水之后才能将温度调至正常。为了尽量减少这部分无效冷水的量，应对现有定时供应热水的无循环系统进行改造，增设回水管；对新建建筑的热水供应系统应根据建筑性质及建筑标准选用支管循环或干管循环。同一幢建筑的热水供应系統，选用不同的循环方式其无效冷水量是不相同的，其优劣依次为支管循环、立管循环、干管循环，而按此顺序各回水系统的工程成本却是由高到低。
在热水供应系统中，还应考虑尽可能减少热能的损失。对局部热水供应系统在设计住宅厨房和卫生间位置时除考虑建筑功能和建筑布局外，应尽量减少其热水管线的长度，并进行管道保温，除此之外，还应选择适宜的加热和贮热设备，在不同条件下满足用户对热水的水温水量和水压要求，减少水量浪费。
随着水泵自控技术及各种监测仪表和新型感温材料的出现，热水循环水泵的运行也可采用变流量变扬程的自动控制系统，可以考虑在配水龙头处装设简易的水流指示器或在最远配水点处装设感温元件，把信号传递至循环水泵的控制系统，根据热水的不同配水工况命令水泵时停时转随机改变其运行参数，从而节省电耗。采用变频调速装置比一般供水设备节电20％～40％。
现代的太阳热能科技是将阳光聚合，并运用其能量产生热水。太阳能热水器是由集热器、储水箱、给水箱、循环管、循环泵、配水管等组成的。在给排水节能设计中，可考虑采用太阳能热水器或热泵热水取代传统高能耗的燃煤、燃油、燃气热水器及电锅炉。
2.建筑的排水系统应推广应用中水系统
民用建筑或建筑小区使用后的各种排水包括有：冷却排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等，这些排水经适当处理后回收用于建筑或建筑小区作为杂用的供水系统，称为中水系统。CECS30：《建筑中水设计规范》早已颁布实施，该规范的对象是“缺水地区”。而目前发布中水设施建设管理办法的市地并不多。中水系统得不到广泛应用的原因：一是建筑中水设计规范并不是强制规范，许多地区也无相应的管理办法出台；二是中水系统初期投资较高，占地面积较大，需专人管理，短期经济效益不明显。
对于用水量较大的高层或公共建筑物，从节水节能的长远利益来考虑，其排水系统宜采用优质生活废水和粪便污水分流体制，这样有利于优质杂排水的收集、处理以实现中水重复利用。实际经验表明每人每目直接用于饮食的水量一般不超过5 L，绝大部分的用水量是消耗在食物、衣物的洗涤、冲洗厕所、清洗地面和车辆。其中不直接接触人体的各种杂用水，约占总用水量的50％以上。也就是说，采用中水回用系统，在保证同样生活质量的前提下，现有的自来水供水量可节约30％～50％，可见节水潜力很大。
为使中水系统设计得以推广，必须首先加强新技术的开发，加快新产品的研制，以降低中水处理成本。采用建筑中水系统，可实现污、废水资源化，使污、废水经处理后回用，既可节省水资源，又使污水无害化，起到保护环境，防治水污染，缓解水资源不足的重要作用。
3.采用节水节能型卫生器具和设备
据资料统计，在高层建筑中，生活用水的比例是：饮食用水约占4％～5％，大便器冲洗用水约占37％～39％，洗澡用水约占34％～37％，其他用水占22％左右，其中大便器用水和洗澡用水占全部生活用水70％以上，因此，高层住宅节水主要着眼于这两部分用水控制。建筑中主要的节水器具和设备包括水龙头、淋浴器、厕所冲洗设备及自来水管道等。
（1）水龙头节水。节水型水龙头分别是陶瓷阀芯水龙头和充气水龙头。陶瓷阀芯水龙头密闭性好、启闭迅速、使用寿命长，而且在同一静水压力下，其出流量均小于普通水龙头的出流量，具有较好的节水效果，节水量约为20％～30％。充气水龙头是国外使用较广泛的节水龙头，既防溅水又可节约水量，据报道可节约水量25％左右。自闭式龙头、感应式龙头等均可起到节水作用。应积极推广应用节水型龙头。
（2）淋浴节水。淋浴时因调节水温和不需水擦拭身体的时间较长，若不调节水量会浪费很多水。现在研制使用的节水型淋浴器包括带恒温装置的冷热水混合栓式淋浴器，按设定好的温度开启扳手，既可迅速调节温度，又可减少调水时间。带定量停止水栓的淋浴器，能自动预先调好需要的冷热水量，如用完已设定好的水量，即可自动停止，防止浪费冷水和热水。
（3）厕所节水。厕所冲洗设备的节水是建筑节水的重点，除了利用中水做厕所冲洗之外，目前已开发研制出许多种类的节水设备，美国研制的免冲洗(干燥型)小便器，采用高液体存水弯衬垫，无臭味，不用水，免除了用水和污水处理的费用，是一种有效的节水设备。还有一种带感应自动冲水设备的小便器， 比一般设备日节水l3L。还有各种节水型大便器，如双冲洗量坐便器，气动和真空式大便器等都可起到节水节能的效果。节水节能型卫生器具和设备应进一步推广应用，其长期节水效益完全可弥补较高的初期投资。
4.建筑的配套消防系统要科学合理的设置
在高层建筑给水设计中宜把生活给水系统和消防给水系统两者分别单独设置， 因为两种给水系统对水压的要求不同，若合用一个系统为满足两种用水需要，势必造成水量或电能浪费，还会增加运行管理费用。
消防贮水池宜单独设置或与游泳池、水景兼用，做到一水多用、重复利用及循环使用。因为在消防水与生活贮水池合建的情况下，会由于消防贮水量远大于生活贮水量而致使生活供水在贮水池中停留时间过长，造成水质的劣化，使给水系统用户用水端发生二次污染。而按标准定期更换贮水池中的全部存水(包括消防贮水)又会造成巨大浪费。以区域集中消防加压贮水系统取代各建筑物中的单个消防加压贮水系统，这样既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题，又可以节省工程建设和设备投资，降低运转费用，便于集中管理，同时可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。
结语
总而言之，采取新工艺、新材料、新设备是保障建筑工程给排水设计实现节水节能的重要手段，同时想方设法减少污水的排放量，保护环境，最终达到建筑节水节能的目的。
参考文献：
[1]《建筑给水排水设计规范》(GB5~15—2003)（2009年版）
[2]《民用建筑节水设计标准》(GB50555—2010)．