能源供應緊張、缺水是一個全球性的大問題。建筑給水排水和其他專業(yè)一樣必須充分考慮節(jié)水和節(jié)能的問題。

1節(jié)水新技術(shù)

1.1新型節(jié)水設備

1.1.1優(yōu)質(zhì)管材、閥門

由于鍍鋅鋼管容易生銹，長時間閑置后再使用時會有銹水放出，同時還會造成水質(zhì)污染。接頭處如果銹蝕也會漏水滲水。采用新型管材如鋁塑復合管、鋼塑復合管、不銹鋼管、銅管、PP-R管、PE管、PVC-U管等就能很好的解決此類問題。閥門也是建筑給排水中最常用的配件之一，其類型和質(zhì)量的好壞也能影響用水的質(zhì)量。一般而言，截止閥比閘閥關(guān)得嚴，閘閥比蝶閥關(guān)得嚴。同等條件下，我們應當選用更能節(jié)水的閥門。

1.1.2節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具

一套好的設備能夠?qū)λ�資源的節(jié)約產(chǎn)生非常大的作用。例如，通常淋浴噴頭每分鐘噴水20多L，而節(jié)水型噴頭則每分鐘只需要9L水左右，節(jié)約了一半的水量。衛(wèi)生器具和配水器具的節(jié)水性能直接影響著整個建筑節(jié)水的效果。所以在選擇衛(wèi)生器具和配水器具時，除了要考慮價格因素和使用對象外，還要考察其節(jié)水性能的優(yōu)劣。大力推廣使用節(jié)水型衛(wèi)生器具和配水器具是建筑節(jié)水的一個重要方面[1]。

（1）以瓷芯節(jié)水龍頭和充氣水龍頭代替普通水龍頭。在水壓相同的條件下，節(jié)水龍頭比普通水龍頭有著更好的節(jié)水效果，節(jié)水量為3%~50%，大部分在20%~30%之間。且在靜壓越高、普通水龍頭出水量越大的地方，節(jié)水龍頭的節(jié)水量也越明顯。因此，應在建筑中（尤其在水壓超標的配水點）安裝使用節(jié)水龍頭，以減少浪費[2]。

（2）采用延時自閉式水龍頭和光電控制式水龍頭的小便器、大便器水箱。延時自閉式水龍頭在出水一定時間后自動關(guān)閉，可避免長流水現(xiàn)象。出水時間可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但出水時間固定后，不易滿足不同使用對象的要求，比較適用于使用性質(zhì)相對單一的場所，比如車站、碼頭等地方。光電控制式水龍頭可以克服上述缺點，且不需要人觸摸操作，可用在多種場所，雖價格較高，但節(jié)水效果十分顯著。

1.2完善熱水供應循環(huán)系統(tǒng)

隨著人們生活水平的提高，小區(qū)集中熱水供應系統(tǒng)的應用也得到了充分的發(fā)展，建筑熱水循環(huán)系統(tǒng)的質(zhì)量也逐漸變得越來越重要了。大多數(shù)集中熱水供應系統(tǒng)存在嚴重的浪費現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。這部分冷水，未產(chǎn)生應有的使用效益，因此稱之為無效冷水。這種水流的浪費現(xiàn)象是設計、施工、管理等多方面原因造成的。如在設計中未考慮熱水循環(huán)系統(tǒng)多環(huán)路阻力的平衡，循環(huán)流量在靠近加熱設備的環(huán)路中出現(xiàn)短流，使遠離加熱設備的環(huán)路中水溫下降；熱水管網(wǎng)布置或計算不合理，致使混合配水裝置冷熱水的進水壓力相差懸殊，若冷水的壓力比熱水大，使用配水裝置時往往要流出很多冷水之后才能將溫度調(diào)至正常。同一建筑采用各種循環(huán)方式的節(jié)水效果，其優(yōu)劣依次為支管循環(huán)、立管循環(huán)、干管循環(huán)，而按此順序各回水系統(tǒng)的工程成本卻是由高到低。修訂后的《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2003（2009年版）第5.2.10條強調(diào)了循環(huán)系統(tǒng)均應保證立管和干管中熱水的循環(huán)，要求隨時取得不低于規(guī)定溫度的熱水的建筑物，應保證支管中的熱水循環(huán)，或有保證支管中熱水溫度的措施；此條對節(jié)水、節(jié)能有著重要的作用。因此，新建建筑的集中熱水供應系統(tǒng)在選擇循環(huán)方式時需綜合考慮節(jié)水效果與工程成本，根據(jù)建筑性質(zhì)、建筑標準、地區(qū)經(jīng)濟條件等具體情況選用支管循環(huán)方式或立管循環(huán)方式，盡可能減小乃至消除無效冷水的浪費[3]。

1.3控制超壓出流

在我國現(xiàn)行的《建筑給水排水設計規(guī)范》中，雖對給水配件和入戶支管的最大壓力做出了一定的限制性規(guī)定，但這只是從防止因給水配件承壓過高而導致?lián)p壞的角度來考慮，并未從防止超壓出流的角度考慮，因此壓力要求過于寬松，對限制超壓出流基本沒有起作用。如果設計時沒有充分考慮這一方面將會造成極大的水資源浪費。所以應根據(jù)建筑給水系統(tǒng)超壓出流的實際情況，對給水系統(tǒng)的壓力做出合理限定�！督ㄖ�給水排水設計規(guī)范》第3.3.5條規(guī)定，高層建筑生活給水系統(tǒng)應豎向分區(qū)，各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45MPa，特殊情況下不宜大于0.55MPa。而衛(wèi)生器具的最佳使用水壓宜為0.20MPa~0.30MPa，大部分處于超壓出流。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)研究，當配水點處靜水壓力大于0.15MPa時，水龍頭流出水量明顯上升。建議高層分區(qū)給水系統(tǒng)最低衛(wèi)生器具配水點處靜水壓大于0.15MPa時，就應采取減壓措施。

1.4開發(fā)第二水資源———中水

中水來源于建筑生活排水，包括人們?nèi)粘Ｉ�活中排出的生活污水和生活廢水。生活廢水包括冷卻排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水及廚房排水等雜排水。不含廚房排水的雜排水稱為優(yōu)質(zhì)雜排水。中水指的是各種排水經(jīng)過處理后，達到規(guī)定的水質(zhì)標準，可在生活、市政、環(huán)境等范圍內(nèi)雜用的非飲用水。我國的建筑排水量中生活廢水所占份額：住宅為69%，賓館、飯店為87%，辦公樓為40%，如果收集起來經(jīng)過凈化處理成為中水，用作建筑雜用水和城市雜用水，如沖廁、道路清掃、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工、消防等雜用，從而替代等量的自來水，這樣就相當于增加了城市的供水量。以某高校為例，在目前的技術(shù)條件下，中水工程的投資大約為3000元/m3~4000元/m3，水處理費用為1.5元/m3左右。該校平均用水量約為8000m3/d，若按計劃內(nèi)用水費用2.4元/m3計算，則每年的水費將高達700多萬元，若考慮計劃外用水費用及水費不斷增長的因素，則每年的水費將突破1000萬元。為節(jié)約水資源，目前，該校結(jié)合生態(tài)校園規(guī)劃，陸續(xù)在一批學生宿舍及游泳池等建筑物中設置了中水回用設備，并在保證供水水質(zhì)的條件下，實現(xiàn)了分質(zhì)供水。據(jù)不完全統(tǒng)計，此舉不僅每天為該校節(jié)約了1200m3左右的水量，而且將為該校每年節(jié)約水費100萬元左右，效益十分顯著。由于中水工程是影響到整個建筑的系統(tǒng)工程，在已建成建筑中改造比較困難。同時又因為其初期投資較高，所以至少在目前看來是比較難于讓開發(fā)商接受的。但是從長遠看，在水資源越發(fā)缺乏的情況下，建設第二水資源———中水勢在必行。它是實現(xiàn)污水資源化、節(jié)約水資源的有力措施，是今后節(jié)約用水發(fā)展的必然方向。

1.5雨水利用

雨水利用就是將雨水收集起來，經(jīng)過一定的設施和藥劑處理后，得到符合某種水質(zhì)指標的水再利用的過程。類似于中水，處理后的雨水作為一種可以利用的水資源可以用于廁所沖洗、城市綠化、景觀用水以及其他適合中水水質(zhì)標準的用水。建筑物收集雨水的一般結(jié)構(gòu)是，由導管把屋頂?shù)挠晁�引人設在地下的雨水沉沙池，經(jīng)沉積的雨水流人蓄水池，由水泵送入雜用水蓄水池，經(jīng)加氯消毒后送入中水道系統(tǒng)，為解決降塵和酸雨問題，一般將降雨前2min的雨水撇除。目前，世界上許多國家都展開了對雨水利用的研究，以節(jié)約水資源，減輕當?shù)氐挠盟�和污水處理負擔。如德國，日本等國在一些城市的建筑物上設計了收集雨水的設施，將收集到的雨水用于消防、小區(qū)綠化、洗車、廁所沖洗和冷卻水補給等，也可經(jīng)深度處理后供居民飲用。東京、福岡、大阪、名古屋4個城市的拱型建筑棒球場的雨水利用系統(tǒng)，集水面積在1.6萬m2~3.5萬m2，貯水槽容積為1000m3~2800m3，經(jīng)砂濾和消毒后用于沖洗廁所和綠化。每個系統(tǒng)年利用雨水量在3萬t以上[4]。

1.6消防貯水池的設置及加壓

高層建筑中消防貯水池盡可能地與游泳池、水景合用，做到一水多用、重復利用及循環(huán)使用[5]。同時，高層建筑群或小區(qū)應盡可能共用消防水池和加壓水泵。消防貯水量應按其中最大的一座高層建筑需水量來計算。這樣，既可避免消防加壓給各建筑設計帶來的諸多技術(shù)問題，又可以節(jié)省工程建設和設備投資，降低運轉(zhuǎn)費用，便于集中管理，同時可避免多座貯水池大量消防貯水及定期換水而造成的浪費。

1.7加強水表管理

1.7.1增加小區(qū)進戶總水表的設置

顯而易見，水表的設置對水量的控制起著至關(guān)重要的作用。增加小區(qū)進戶總水表，通過與各戶水表進行水量平衡分析，有利于查出漏水隱患。所謂水量平衡測試，是指用水單位對本單位用水體系進行實際測試，根據(jù)其輸入水量與輸出水量之間的平衡關(guān)系進行分析的工作。如上海交通大學徐匯分部，進行水量平衡測試后，查出了不少漏水隱患，經(jīng)整治給水系統(tǒng)后，取得了每月節(jié)水3萬t，每年少繳100萬元水費的顯著成效。而進行水量平衡測試時需要注意在如下幾處位置安裝水表：①入戶支管（或公共建筑內(nèi)需計量收費的水管）起端、多層建筑（每個樓門）引入管、住宅小區(qū)(或機關(guān)、院校及其他單位)給水系統(tǒng)引入管；②高層建筑如下位置：直接由外網(wǎng)供水的低區(qū)引入管上；高區(qū)二次供水的集水池前引入管上；對于供水方式為水池一水泵一水箱的高層建筑，有條件時，應在水箱出水管上設置水表；高區(qū)給水系統(tǒng)每根給水立管上設置分水表（或2根立管合設1個分水表）；③滿足水量平衡測試及合理用水分析要求的管道其他部位。

1.7.2提高水表計量的準確度

由于選型和水表本身的問題，水表計量的準確性較差。如有的建筑物水表型號過大。用水量較小時，水表指針基本不動。約有40%的水表不符合±4％的精度要求。水表計量的準確性關(guān)系到對漏損控制的評價和采用的對策。為此應采取有效措施提高水表計量的準確度[6]。

1.7.3限制使用年限

根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局《強制檢定的工作計量器具實旋檢定的有關(guān)規(guī)定（試行）》，對生活用水表只做首次強制檢定，限期使用，到期更換。但是，由于各地對上述規(guī)定并未采取有效措施加以落實，致使目前建筑中的水表大多數(shù)無限期使用。由于水表自身零件的機械磨損，水表的使用年限越長，其準確度就越低。所以為了保證水表的工作精度，物業(yè)部門和自來水公司有必要對水表進行經(jīng)常性檢查。

1.7.4發(fā)展IC卡水表和遠傳水表

目前分戶水表仍有一部分設置在居民家中，入戶查表給居民生活帶來不便，同時居民進行室內(nèi)裝修時，常常把本來明裝的水表遮蔽（暗敷），給查表和水表的維修管理帶來很大困難。近幾年，我國住宅設計開始將水表相對集中或統(tǒng)一設于一樓（或設備層），或把水表設于管井內(nèi)。這些設計會造成供水管線的增加和成本的提高，同時還增加了施工難度和住戶驗看水表不方便等問題�？梢姡�我國的水表應用技術(shù)應朝著IC卡水表和遠傳水表系統(tǒng)的方向發(fā)展[7]。

1.8真空節(jié)水技術(shù)

為了保證衛(wèi)生潔具及下水道的沖洗效果，可將真空技術(shù)運用于排水工程，用空氣代替大部分水，依靠真空負壓產(chǎn)生的高速氣水混合物，快速將潔具內(nèi)的污水、污物沖洗干凈，達到節(jié)約用水、排走污濁空氣的效果。一套完整的真空排水系統(tǒng)包括：帶真空閥和特制吸水裝置的潔具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制設備及管道等。真空泵在排水管道內(nèi)產(chǎn)生40kPa~50kPa的負壓，將污水抽吸到收集容器內(nèi)，再由污水泵將收集的污水排到市政排水管道。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，在各類建筑中采用真空技術(shù)平均節(jié)水超過40%。若在辦公樓中使用，節(jié)水率可超過70%[8]。

2節(jié)能新技術(shù)

2.1充分利用市政給水管網(wǎng)的資用水頭H0

高層建筑，城市管網(wǎng)水壓難以完全滿足其供水要求。某些工程設計中將管網(wǎng)進水直接引入貯水池中，白白損失掉了H0。高層建筑的下面幾層常常是用水量較大的公共服務商業(yè)設施，如：公共浴室、洗衣房、汽車庫、美發(fā)廳等，這部分用水量占建筑物總用水量相當大的比例，如果全部由貯水池及水泵加壓供水，無疑是一個極大的浪費。例如：某座大廈是32層的綜合性高層建筑，地下1至2層為汽車庫，沖洗汽車用水量為25m3/d；地上1至3層商業(yè)服務用水量為25m3/d;4至6層辦公樓用水量為12m3/d;綠化、噴灑及其他用水10m3/d;城市管網(wǎng)水壓可保證供給3層及3層以下的用水，4至6層可由管網(wǎng)間斷供水。若這部分用水全部由地下2層的貯水池通過水泵房負擔，則全年多耗電量約為1.75萬kWh，因此應該重視H0的充分利用[9]。

2.2生活給水管道中減壓節(jié)流

前面筆者在敘述給水管道出水壓力過大問題時曾提及容易發(fā)生超壓出流而造成水資源的浪費。對于節(jié)能方面，這一點也同樣存在問題。因為即使在分區(qū)后各區(qū)最低層配水點的靜水壓仍高達300kPa~400kPa。而在進行設計流量計算時，衛(wèi)生器具的額定流量是在流出水頭為20kPa~30kPa的前提條件下所得的。若不采取減壓節(jié)流措施，衛(wèi)生器具的實際出水流量將會是額定流量的4-5倍。隨之帶來了水量浪費、水壓過高的弊病，同時易產(chǎn)生水擊、噪聲和振動，致使管件損壞、破裂。減壓節(jié)流的有效措施是控制給水系統(tǒng)配水點的出水壓力，已有設計單位提出在配水點前安裝節(jié)流孔板、減壓閥等措施來避免部分供水點超壓，為用戶提供適宜的服務水龍頭，使豎向分區(qū)的水壓分布更加均勻[10]。所以在高層建筑給水系統(tǒng)豎向分區(qū)后仍應注意減壓節(jié)流的問題。

2.3合理選用變頻水泵

在不設調(diào)節(jié)水箱的供水方式中應選用高效、節(jié)能的變速水泵。變速水泵的應用可避免傳統(tǒng)供水系統(tǒng)中按供水最不利情況計算所引起的水量、電能的浪費問題，在各類資源緊缺的今天有著廣闊的前景。同樣，在熱水供應系統(tǒng)中，隨著水泵自控技術(shù)及各種監(jiān)測儀表和新型感溫材料的出現(xiàn)，循環(huán)水泵的運行也可采用變流量變揚程的自動控制系統(tǒng)�？梢钥紤]在配水龍頭處裝設簡易的水流指示器或在最遠配水點處裝設感溫元件，把信號傳遞至循環(huán)水泵的控制系統(tǒng)，根據(jù)熱水的不同配水工況命令水泵時停時轉(zhuǎn)隨機改變其運行參數(shù)，從而節(jié)省電耗。采用變頻調(diào)速裝置比一般供水設備節(jié)省電耗10%~40%[11]。

3發(fā)展與展望

以上內(nèi)容僅為筆者從事工程設計時的一點體會。應該說，建筑給排水在節(jié)水節(jié)能方面還有著廣闊的發(fā)展前景。除了管材更新引起的技術(shù)發(fā)展之外，水資源回用技術(shù)也將日趨成熟。特別是雨水回用技術(shù)將有著及其廣闊的發(fā)展空間。另外，真空節(jié)水技術(shù)也將引起排水業(yè)的巨大變革。節(jié)能方面，關(guān)于消防系統(tǒng)與給水系統(tǒng)的聯(lián)系也將是討論的重點。一些節(jié)能的細節(jié)問題也會日益受到人們的重視。