现代建筑节水方向【文献综述】

文献综述

建筑环境与设备工程

现代建筑节水方向

前言：

水是生命之源,没有水就没有地球上的生物,也就没有人类的今天。人类工作及生活活动都离不开水。地球上的水是在一定条件下循环再生的,水资源是生态系统的支持系统。过去人们普遍认为,水是取之不尽用之不竭的。然而,随着社会的发展,人类社会对水的需求量越来越大,加上环境污染,生态平衡遭到破坏,人们开始感到可用水资源的匮乏。1997年联合国水会议发出警告:“水不久将成为一个深刻的社会危机,继石油之后的下一个危机便是水。”当今,世界各国都已认识到了节水的重要性。地球表面虽然有70%被水覆盖,但是淡水还不到3%,且分布不均。我国的水资源虽然总量不少,但人均占有量只有世界人均占有量的1 /4。近年来,我国许多大江大河的上游水土保持能力下降,由于绿地蒸发量减少,使降水量逐年减少,长江水变黄,黄河水断流。改革开放以来,工业迅速发展,城市人口急速增加,生活水平的提高与生活方式的改变,使城市用水量成倍上升。由于城市下水道与污水处理设施的不健全,加上粗放型中小型工业低效率生产的监督机制不完善,大量污水排入河道,因而,给水资源和环境保护带来了巨大压力。我国目前约有300个城市缺水,部分城市采用定时供水的措施以解决水短缺的问题。不断增长的用水量与短缺而又不断被污染的水资源问题,将成为中国经济社会可持续发展的重要障碍。节水已成为亟待解决的问题,而在建筑中采用节水技术是节水的重要方面。

1．我国水资源现状

中国水资源总量居世界第6，但“总量不少, 人均太少”, 人均水资源量仅为世界平均水平的四分之一, 居世界第109 位, 是联合国公认世界上13个最贫水的国家之一。而且水资源在时间和地区分布上很不均衡, 10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线, 那里的人均水资源拥有量不足500 立方米。目前我国有300个城市缺水, 其中110个城市严重缺水, 水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。2010年后, 我国将进入严重缺水期, 为保证我国经济的可持续发展, 淡水资源问题的解决已迫在眉睫。

2．生活给水系统节能问题

建筑给排水设计规范明确规定[1]：居住小区的给水系统，应尽量利用城市市政给水管

网的水压直接供水。当市政给水管网的水压、水量不足时，应设置贮水调节和加压装置。住宅建筑规范亦明确规定一一：生活给水系统应充分利用城镇给水管网的水压直接供水。

实际工程中，高层建筑给水系统分压设置、水压利用等情况较好，而在多层建筑中则建筑给水水压情况不尽如人意[1]。

①未利用市政水压，直接采用水泵加压供水。这种情况多发生在小区所在市政管网水压偏低的地区。市政管网水压一般能满足三层以内给水水压要求，但开发商未认真考虑市政管网水压利用问题，采用水泵加压直接供水方式，造成能源的很大浪费。

②室内水压过高，大大降低了管材及卫生器具的寿命。这种情况在高层多层混合小区比较常见。未仔细考虑小区内建筑物的分区给水情况，仅简单地将供水水泵机组设计为高压区泵组及低压区泵组，更有甚者仅采用一种型号的主泵供水。对此，即使采用变频调速水泵机组，仍造成大量电能浪费，使多层建筑物室内水压过高。

③室内水压偏低，影响住户正常使用。这种情况主要因为未认真考虑供水部门的供水情况，致使在夏季或用水高峰时常出现顶层住户水压不足的情况，不能保证住户室内给水系统的正常使用。对该种情况应采取给水增压措施。

④外界条件变化后，未调整供水方案，引起住户水压水量不足，这也是常忽视的问题，尤其是供水部门由于某种原因导致供水范围内水压降低，或由于建筑物所在小区新增建筑物，导致用水量猛增．而水泵流量恒定，从而引起了水压降低，不能满足住户对水压的要求。

⑤忽视建筑物内热水管道的保温，该情况多由设计、施工或用户装修擅自拆除所造成，从而最终导致换热站耗热量增加，带来不必要的蒸汽及电能浪费。

3．水量浪费的隐患

3.1．超压出流浪费水量巨大

给水配件超压出流，不但会破坏给水系统中水量的正常分配，对用水工况产生不良的影响，同时因超压出流量未产生使用效益，为无效用水量。据沈阳建筑工程学院“建筑节水课题组”1998—1999年对沈阳市住宅、集体宿舍、综合楼等10栋建筑，76个配水点先后安装口径15ram的螺旋升降式水龙头和陶瓷阀芯水龙头，实测统计：以螺旋升降式龙头和陶瓷阀芯水龙头半开时出流量0.2L/S为额定值，水龙头的超压出流率前者为54％，后者为24％。因陶瓷阀芯水龙头出口设有网板，出水断面较螺旋升降式水龙头明显减少，为使出水流速不至过大，若以0.L/S为半开时的额定值，也有52％的龙头超压出流。可见，节水龙头虽可起到减压节流作用，若给水系统设计不当，仍不能解决好超压出流问题，

3.2．热水干管循环浪费水量巨大

我国热水供应系统的水量浪费较为严重，主要表现在开启配水装置后，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，热水设备才能正常使用。这部分流失的冷水，未产生使用效益，可称无效冷水，即浪费的水量。以哈尔滨建筑大学新区的一个浴室

为例：共有龙头约300个，因采用干管循环，首次开启时都得放掉支管内的冷水。显然，干管循环浪费水量最多。

3.3．管道及阀门泄露[2]

管道锈蚀、阀门的质量等导致大量的水消失于无形。经常都能看到路边的给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处滋滋的往外冒水，埋在地下的看不见的更不知道有多少。用户们经常反映浮球阀经常损坏、漏水，不论是用于水池、水箱的还是马桶上使用的，其质量的低劣直接导致大量水从溢流管流出。据调查，滴漏的水龙头每天就可耗水70升。4．建筑节水采取的一些技术

4.1　中水系统

中水,是指水质次于“上水”,优于“下水”的水,故称为中水。建筑中最主要的节水技术,就是中水系统的利用。中水系统,是一种分等级的给水系统,按照用途供给不同的水质。中水系统不仅可获得一部分主要集中于城市的可利用水资源,还在于体现了水的“优质优用、低质低用”的原则。事实上,并非所有的用水场合都需要优质水,而只需要满足一定的水质要求即可。人们在城市生活需要的水的比例是生活占40% ,商业占15% ,工业占25% ,其他占20%。工业、商业及公共场所不需要大量的饮用水,室内住宅需求中40%用于盥洗,30%用于洗涤, 15%用于洗衣服, 6%用于洗碗筷,5%用于饮食以及4%用于其他。因此,从健康角度看,人们需要的优质水实际仅为5% ,而其他大量的不与人体直接接触的杂用水,并无过高的水质要求。因此,供水系统只采用一种给水方式,即不管什么用途都按照标准饮用水供给,是对水资源的一种浪费,也是对人力与能量的浪费。现有的统一供水方式也已经难以满足人们对高质饮用水的需求,需要采用“分质供水”的方法,来解决对不同水质的需求。采用中水系统可以节约大量饮用水源及经常性水净化费用、动力费用等。随着现代化通迅设备,计算机监控网络的日益发展,对分质供水的管理已是极容易的事。中水虽非饮用水,且不能直接接触人体,但也必须感官性能良好,对生活使用无不良影响等,只有这样,中水才能被人们接受。因此,中水的水质标准应以感官性状指标、化学指标、细菌指标等加以控制。目前,各个国家对中水都有一定的水质标准,经实验和实际使用经验证明,处理后达到标准的中水,不会产生不良后果。所以,中水利用是一种节约水资源的合理途径。为达到污水和废水重复利用的目的,国外普遍推行中水系统技术。该系统要求有一定规模的宾馆、机关、院校或住宅小区,将生活污水处理成中水后,回用于市政和生活杂用。日本城市的高层大楼都采用中水技术,如日本60层的三菱公司大楼,楼内设有饮用水和非饮用水(中水)两套管路,洗菜或盥洗用过的水经处理后,送入中水管道,作为冲洗厕所、洗汽车或暖气用水等。据分析,使用1m3

中水,就相当于少用了1m3清洁的自来水,又少排出1m3 的污水,这样就可以节约近一半左右。韩国最大的综合企业洛特世界包括一条步行街、一家百货商店、一座旅馆、一个民俗村、一个体育中心、一家室内游泳场和一个湖畔公园,总建筑面积6 ×105m2。它有一个耗资5. 9亿韩元,日处理能力185 m4 的中水系统,该系统提供厕所冲冼水和冷却塔的冷却水,源水是从32层的523间客房的洛特旅馆的服务设施浴盆中收集的,洛特世界每年可节约2. 16 亿韩元。因为中水系统的运行维护费用为1144亿韩元,远远低于直接从管网取水所需的3. 3亿韩元,这一节约的费用,可保证在3年内回收当初的建设费用。我国的中水利用已进入推广使用阶段。北京市人民政府(1987) 60号文,关于“北京市中水设施建

设管理试行办法”规定:建筑面积2 ×104m2 以上的旅馆、饭店、公寓,建筑面积3 ×104m2 以上的机关科研单位、大专院校和大型文化及体育等建筑,以及按规划应配套建设中水设施的住宅小区集中建筑区等应配套建设中水设施。自20世纪80 年代以来,已建成了不少中水系统试点工程,如北京市政设计院设计的外文局,中央民族学院等一批“个别式”的中水系统, 1985年北京市环保所在所内建成了小区方式的中水系统,以上系统投产运行后,效果稳定,运行可靠,证明中水系统在经济上、技术上的可行性,在节约水资源方面效果显著。

4.2　节水型设备和器具

城市生活用水增加有两方面原因:一方面由于城市人口增加;另一方面由于第三产业的发展和人们生活水平的提高。第三产业的增加标志着饭店旅馆等服务性设施的发展,用水量自然要增加。此外,家用设备的现代化,如洗衣机、洗碗机、浴缸、便器、轿车等的普及,使城市生活的用水逐年增长。2000年,城市生活用水量约占世界总用水量的7%。从一些国家的家庭用

水调查看,做饭、洗衣、冲洗厕所、洗澡等用水占家庭用水的80%左右。由此可见,利用节水型家用设备是节约用水的重点。节水器具和设备的主要节水方法是:限定水量;限时,如各类限时自闭阀;定时控制,如定时冲洗装置;改进操作或提高操作控制的灵敏性,如磁场感应式和红外线监测控制开关。上述方法都是以避免水量浪费为特征。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。水龙头,是遍及住宅、公共建筑、工厂车间、大型交通工具的用水器具,是应用范围最广、数量最多的一种盥洗洗涤用水器具。它同人们的关系最为密切,其性能对节约用水效果影响最大。目前开发研制的节水型水龙头有延时自动关闭水龙头,手压、脚踏、肘动式水龙头,停水自动关闭水龙头和节流水龙头等,这些节水型龙头都有较好的节水效果。在日本各城市普遍推广节水阀(节水皮垫) ,曾在一些城市的水道局的窗口负责赠送。水龙头如配这种阀芯,安装后一般可节水50%以