浅谈建筑给排水设计中新技术的应用

浅谈建筑给排水设计中新技术的应用

【摘要】本文对设计中常见的一些问题进行分析，从节约用水、节省能源、防治水质污染等方面着手，探讨如何利用现有的新材料、新设备和新工艺实现建筑给排水的环保设计。

【关键词】建筑给排水；设计；新技术；应用

建筑给排水工程是建筑设备工程中的重要组成部分，其质量优劣直接影响到用户的日常生活。在实际工程中，除了设备、材料的选择和施工质量控制等因素之外，影响给排水工程质量的重要环节就是给排水工程设计。根据建设部估计2020年废水排放量将超过1000亿m3。因而，建筑排水设计的环保问题就要引起人们的足够重视。

1 节水设计

近二十年来随着我国国民经济的飞速发展水污染日益加剧，水资源问题更加突出，节约用水成了重要而紧迫的任务。建筑给排水中节水的重点在于：卫生器具及其给水配件；屋顶水箱浮球阀；建筑中水等方面。

1.1 采用新型卫生器具及其配件：老的卫生器具特别是大便器冲洗水箱耗水量大，卫生器具给水配件密封性和耐用性差，经常造成“跑、冒、滴、漏”等现象，造成水资源的巨大浪费。而新型的卫生设备，如js型虹吸式高效节水型坐便器每次冲洗水量仅为5升，可节水50％；公共浴室采用单管恒温供水配合脚踏阀淋浴器、光电淋浴器、手拉延时自闭淋浴器等比一般双管淋浴器可节水20～50％；而陶瓷芯水龙头密封性能好，开关数万次无滴漏，节水效果

十分显著。

1.2 在建筑给排水工程中，生活水池是极其重要的部位。为保证生活用水的水质，大多数工程中已将生活水箱的材料由混凝土结构换成了食品级不锈钢钢板。但在混凝土水池中常设的水池吸水井在不锈钢水箱中往往被忽略，影响了不锈钢水池容积的充分利用。在生活水箱中，由于水泵吸水管设置的原因造成了部分无效容积，即在水泵正常工作时此部分的水是无法被利用的。这是因为在生活水箱处于低水位时，水泵吸水口产生旋流作用，水面上的空气经旋涡漏斗被吸入水泵，对水泵造成损害而导致其无法正常工作。因此，水泵吸水喇叭口或吸水底阀应有最小淹没深度，通常取值为500～1000mm。gb50015–2003《建筑给排水设计规范》规定，吸水喇叭口低于水池最低水位，不宜小于0.5m，吸水喇叭口至池底的净距，不应小于0.8倍的吸水管管径且不应小于0.lm。生活水箱由于未设集水井而产生的无效水容积，造成水不能被水泵吸上而长期滞留在池底，因而对生活用水的水质产生不利影响。当生活水箱设置了集水井且深度足够时，水箱本体部分就可以不考虑此无效水容积。

在具体的工程设计中，如果客观条件不允许设置吸水井，也可以在吸水喇叭口上装防止旋流器，或在吸水喇叭口上增设水平防涡板。防涡板直径为喇叭口缘直径的2倍，其无效水深可减至300mm。因此，在实际工程中设置吸水井比设置防止漩流器更为有效和经济。

1.3 建筑中水使污、废水处理后回用，既可节约用水，又使污水

无害化、资源化，起到保护环境、防治水污染、缓解水资源不足的重要作用，有明显的社会效益。国家颁布的《建筑中水设计规范》，对中水水源、水质标准、中水系统、处理工艺等几个方面都做了具体要求，如果实施后，对中水利用将起到极大地推进作用。目前，中水处理设备已有定型产品供设计选用。

1.4 在消火栓的平面布置中，除了应根据建筑平面情况，按水带的实际行走路线进行布置之外，还应按充实水柱长度和水带拆开长度进行复核，消火栓系统设计作为居住小区设计的重要一环，也要相应适应新形势新要求。

1.5 消防水箱水位的自动控制。在大部分地区，设在屋顶的水箱基本上是消防水箱。对于多层建筑的消防水箱，市政水压能满足进水要求的多采用遥控浮球阀控制水箱进水。屋顶水箱浮球阀：屋顶水箱浮球阀继阀芯两步到位的配重逆开式浮球阀之外，有出现了双筒浮球阀、液压式浮球阀和呼吸阀。最具特点的是导阀控制型浮球阀，兼有浮球阀、减压阀、止回阀、流量控制阀、泄压阀等多种功能。这些新式浮球阀克服了传统产品开关不灵的现象，减少了溢流。在市政水压不足或高层建筑中，通常的做法是将消防水箱与生活供水系统联用，在生活变频加压供给水设备的立管末端引出消防水箱进水管来供给。在某些工程设计中，由生活变频机组供消防水箱的进水方式也错误地采用遥控浮球阀来控制，导致遥控浮球阀因受变频泵频繁地启动、停泵的冲击而损坏，遥控浮球阀损坏后又导致无人用水时变频泵也处于工作状态，造成电能及水资源的浪费。在这

种情况下，正确的做法是在每个水箱的进水管上设置电动阀和水位传感器，通过水位监控实现消防水箱水位的自动控制。

2 节能设计

节能是我国经济发展中的一个重要措施，从某种意义上说，节能的就是环保的。建筑给排水的设计中，除对系统进行合理布置、精心计算外，二次供水设备的选择和热水供应系统是节能的重点。2.1 二次供水设备的选择：由于传统的水泵－水箱供水方式中水质易受污染，所以二次供水已越来越多的被气压罐供水和变频调速供水所取代。其中变频调速设备是20世纪90年代以来迅速发展并得到广泛应用的供水方式，它采用变频器改变电机的供电频率，根据用水量的大小实现对水泵的无级调速和循环软起动。变频设备已从最初的恒压变量供水发展到变压变量、变频气压供水等方式，根据系统的运行特点和设备的节约特性，合理的选择设备，其节能效果是十分突出的。一般的，因为在用水低谷时偏离设计工况最严重，设备的组成必须满足低谷用水量变化的特点，设备必须在系统用水低谷时效率要高。当低谷用水量不及单台水泵最大流量20％的时候，宜设置小流量泵进行小流量时的自动切换；当低谷用水量是断续的小流量时，宜设置适合于断续供水的压力供水装置。

2.2 热水供应和太阳能利用：热水供应系统可采取的节能措施主要有：降低使用温度（热水在管道和设备中的热损失与配水点要求的水温成正比，降低使用温度可减少能耗）；减少热水耗量，在满足使用要求的前提下减少流率；采用高效能保温材料减少热损失；

提高换热器的传热效率；采用节能型产品；开发利用新能源等。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁安全的新能源，被越来越多的应用于热水供应系统。利用太阳能的直接加热设备有真空管式和热管式，其集热效率高，保温性能好，受环境影响小，全自动运行，操作简单、维护方便，可全年使用。在太阳能热水系统设计中应注意以下几个方面的问题：一是集热器的选用根据实际情况考虑其抗冻性能、抗热冲击性能、承压能力等因素。二是寒冷地区应采取可靠的防冻方式。三是集热应因地制宜综合应用串联、并联方式使水流平衡。四是必要时采取辅助加热方式。

3 生活用水二次供水的污染防治

由于城市供水体制的原因，二次供水是建筑给排水设计中保证水压的必然措施，但因此也增加了贮水设施、供水设备等中间环节，增大了水质污染的可能性。要防治二次供水的水质污染，在设计上应主要从以下几个方面采取有效措施：

3.1 系统：在确定供水系统时，应作多方案比较，尽量减少中间环节。如在市政管网允许的情况下，供水设备直接从市政管网吸水而不设贮水池；尽量采用变频调速设备，取消高位水池（箱）。

3.2 水池（箱）：有很多情况下不得不设贮水池（箱），水池（箱）中水质污染主要来源于以下三个方面：本体、附件、停留时间过长。传统的钢筋混凝土水池、水箱由于表面粗糙，极易滋生青苔、微生物、细菌；钢板水箱则易锈蚀，使水质下降。建议采用不锈钢、搪瓷钢板或达到卫生要求的玻璃钢水箱代替传统钢板水箱，采用钢

筋混凝土水池时宜加内衬。

水池（箱）检修孔、溢流管等附件极易封闭不严造成水质污染，在设计上应采取在溢流管上加防鼠网等措施。

有资料表明，水在水箱中贮存24h后余氯为零，超过24h后，水质会严重恶化，而生活消防合用水池中水的停留时间大都超过24h.为解决这个问题，除尽量单设生活水池外，应在水池中补充加氯或采取其他消毒方法。

3.3 管材：绝大部分自来水水质有腐蚀倾向，致使金属管道腐蚀严重，从而导致水中余氯迅速减少，浊度、色度、铁、锰、锌、溶解性总固体、细菌学指标等明显增大，造成水质污染。一些发达国家已明确规定普通镀锌钢管不再用于生活给水管。我们也应当逐步推广使用硬聚氯乙烯给水管、铝塑管、钢塑管、聚丙烯管、聚丁烯管、交联聚乙烯管、纳米聚丙烯等卫生性能较好的新型管材，以保证生活用水在输送环节中不被污染。

4 结语

建筑给排水系统涉及的方面较多。应不断总结设计和施工安装过程中的经验教训，全面掌握并正确使用规范。在满足设计规范的同时，也要了解实际用户的需求，遇到各种具体问题时，应进行思考与分析，逐步加深对规范的理解，设计时要根据技术的可靠性，实际可操作性，经济的合理性综合考虑，只有技术可靠、实际操作方便，才能确保安全。环保是未来社会生活中一个永恒的主题，对于每一个建筑给排水设计工作者来说，环保问题绝不是将污水简单处

理达标排放那么简单，它贯穿于设计中的每一个细节。建筑给排水的绝大部分新材料、新设备、新工艺都与环保的要求密切相关，充分利用这些新技术实现建筑给排水的环保设计是我们的责任。