摘要：做好建筑给水排水的节能工作，对降低建筑能耗水平具有十分重要的意义。本文结合建筑给水排水的相关理论，主要从给水排水系统、雨水系统、等几个方面分析了相关的节能措施。
关键词：节能；建筑给排水；应用
前言
近年来，我国经济高速发展的同时，能源消耗和缺水问题日益严重，不仅影响人们生活，也制约我国经济发展。其中在建筑给排水系统中，给水管网超压、未充分利用雨水及中水、未利用可再生能源生产热水等问题的出现，不仅造成了水资源的浪费，也增加了建筑能耗。随着人们节能意识逐渐增强，建筑给排水系统的节水节能问题日益受到重视，加强建筑给水排水节能措施的研究也就势在必行。
1.建筑给水排水系统节能措施分析
1.1变频供水技术
供水变频技术的主要工作原理是在水泵投入运行前，首先要设定水泵工作压力等运行参数。水泵运行时，由压力传感器连续采集供水管网中的水压信息，并将信息转换为电信号传送至变频控制系统。控制系统将反馈回来的信号与设定压力比较后加以运算。如果实际压力比设定压力低，则会发出指令控制水泵加速运转；反之水泵则会维持在现在运行的频率上。这种技术的实现是根据管网用水量来调节控制水泵的转速，使水泵始终处于高效率的工作状态下运行，应用在高峰时段和非高峰时段用水量负荷变化较大的情况时，系统的节能尤为明显[1]。
1.2优化给水系统
既要选择节能型的加压设备，又要配置合适的系统设备，才能使节能效率最大化。现在常用的给水方式比较多，不同的供水方式适用条件也不同，对于使用能量的耗费也有大的差异。应当在综合考虑各种因素的前提下，重视对能量的节约利用。同时，还要更好地确定高层建筑给水系统的竖向分区，主要是为了避免出现超压现象，使管道和卫生洁具免遭破坏，另外也减少能量的浪费。
1.3多热源组合泵技术
建筑热水制备中最常见的组合形式，属于太阳能加热辅助或热泵电辅助技术。这样的组合在很大程度上减少了电能的用量，当太阳能或者热泵由于客观因素制约而满足不了要求时，电能的消耗还是很大。如果将这两种技术结合起来应用，扬长避短、互为补充，不但会把用电量降下来，同时也增加了热水系统的可靠性，这也是目前集中热水系统热源设备发展的新方向。
对于太阳能与热泵相结合的方案必须按实际情况而定，结合水、电、气价格因素综合进行论证后再确定;同时，由于不同能源热泵之间也有结合利用的可能，利用热泵系统的技术，而把多个热源通过适用的换热器与热泵系统连接，形成一个多热源组成的热泵系统，多种热源互相协调和备用。
1.4优化消防用水系统
1）消防给水和灭火设施的设计应根据建筑用途及其重要性、.火灾特性和火灾危险性等综合因素进行。消防用水可由城市给水管网、天然水源或消防水池供给。利用天然水源时，其保证率不应低于97%，且应设置可靠的取水设施[2]。
2）高层建筑生活给水系统和消防给水系统应分别单独设置。高层建筑中，生活给水系统和消防给水系统对水压的要求不同，所以，在进行给水系统设计时宜把生活给水系统和消防给水系统分别单独设置，这样便于合理确定各给水系统的竖向分区的压力值，同时节约工程投资，使运行管理方便，避免造成能量浪费。
3）室外消防给水若采用高压或临时高压给水系统，管道的供水压力应能保证用水总量达到最大且水枪在任何建筑物的最高处的充实水柱不小于10.0m；当采用低压给水系统时，室外消防栓栓口处的水压从室外设计地面算起不应小于0.1MPa。
2.建筑雨水系统的节能措施
图1绿色生态建筑雨水利用模式
随着社会的发展，绿色生态型建筑已成为建筑建设的新方向，其强调雨水的收集和利用。收集后的雨水进入较先进的雨水处理系统进行处理，处理后的雨水将用于小区的景观用水、绿化喷灌、道路清洗等，这样可节约大量自来水。具体的雨水利用模型如图1所示。
1）收集雨水再利用：在建筑和小区附近修建规模适当的雨水调蓄池储存由硬化地面、建筑屋面汇集的雨水，平时调蓄池雨水经简单处理净化后达到杂用水水质标准，作为中水回用于建筑和小区道路冲洗、景观用水等；调蓄池池满时，自动将多余的雨水溢流到附近河流或建筑小区景观水池。
2）雨水渗透以补充地下水：雨水渗透可通过渗透地面进入地下补充地下水，来保持和恢复自然循环，热天时地面反射也可大大降低。渗透地面分为天然渗透地面和人工渗透地面两种。前者是以草地为主，后者是人为铺装透水性地面。小区道路路面、建筑周围广场、停车场可采用人工渗透地面使雨水顺利渗透地下。
3）利用雨水以绿化屋面：在建筑物的屋面上种植花草植被进行绿化，利用屋面收集雨水。选择的花草植被应具有培育生长、不板结、保水保肥、施工方便和经济环保等性能。绿化屋面的优点是：改善屋面隔热性能，延长防水层寿命，降低屋面雨水径流系数，还可作为居民休闲放松之地[3]。
3.实例分析
3.1工程概况
我国某绿色生态办公建筑，是该市可再生能源利用示范工程之一。工程占地面积为，建筑面积为，建筑高度为59.6m，其中地上12层，地下2层。该建筑自投入使用节能效果一直较好。
3.2给水排水节能措施
提高绿色建筑节水率的具体方法包括实施分质供水、避免管网漏损、限定给水系统出流水压、使用节水器具、防止二次污染以及采用绿化灌溉技术等。
3.2.1给水系统设计
该工程给水系统分2个区，为充分利用市政水压，2层及2层以下采用市政管网直接供水，3~12层采用变频加压供水，生活加压泵站与消防泵房集中设置在地下2层。9层及其以下支管采用可调式减压阀，压力设置在0.20~0.30MPa范围内。空调系统和太阳能热水系统补水管均设置倒流防止器。水表分用途、分系统、分层设置，主要设置在空调补水管、卫生间给水管、消防水池（箱）上。
3.2.2生活排水、中水回收系统
按常规给排水计算，本工程日均非传统水需水量为51.41，则中水水源水量应为56.55。本工程可作为中水的源水量为56.10，小于中水水源需水量，综合考虑中水水源水量及建筑布局等因素，确定其中水处理规模为55，每日可提供中水量为50。
为提高非传统水源利用率，所有生活排水均收集后进行处理。对于食堂排水，通过成品隔油池进行隔油后排入污水排水系统，污水经过化粪池后以此进入格栅池、调节池、水解酸化池、接触氧化池和沉淀池，然后通过提升泵进入人工湿地，人工湿地出水进入中水清水池并采用次氯酸钠消毒。并且该工程根据绿化分布具体情况，分别设置了微喷灌系统与滴灌系统，其中屋面花园、六楼架空花园及一楼室外绿化带采用微喷灌浇灌，滴灌带采用出水均匀的涡流迷宫式流道LDPE滴灌带。
3.2.3雨水收集措施
按照绿色建筑评价标准的有关规定，综合考虑经济成本，在雨期时，人工湿地补水、水景补水、室外道路冲洗和喷泉补水均由处理后的雨水提供，雨水回用规模为36.61。在雨期，中水系统的中水大部分外排，仅利用其中的20。
屋面雨水经过绿化屋而过滤后，通过软式透水管排入雨水收集井。雨水经过井内的雨水斗进入雨水立管，排入室外雨水管道系统。红线内的室外道路设置雨水收集带，通过软式透水管进入室外雨水管道系统。室外雨水管道系统中的雨水进入雨水收集池后，由提升泵提升进入人工湿地处理系统后进人雨水清水池，供绿化泵和景观水泵使用。
工程投入运行以来，办公建筑不仅提供了舒适健康的工作环境，而且在节省水资源及能源方面效果也十分突出，较好的实现了节水减排目标。
4.结语
总的来说，建筑给水排水节能应用措施既是综合应用的工程技术，也是综合的节水技术。同时还需要加强与运行管理相结合。也即是在追求节能的过程中，既要满足建筑给排水设计的基本功能要求，不能顾此失彼，又不应仅仅停留在设计阶段，用能系统的维护管理对节能也有必不可少的作用。由此节能措施的制定必须从建筑整体效益出发，充分考虑节能技术的可行性、先进性及经济效益，才能在保证建筑物给水排水功能和环境质量的前提下，减少给水排水系统的能耗，带来明显的节能效果。
总的来说，建筑给水排水节能应用措施既是综合应用的工程技术，也是综合的节水技术。同时还需要加强与运行管理相结合。也即是在追求节能的过程中，既要满足建筑给排水设计的基本功能要求，不能顾此失彼，又不应仅仅停留在设计阶段，用能系统的维护管理对节能也有必不可少的作用。由此节能措施的制定必须从建筑整体效益出发，充分考虑节能技术的可行性、先进性及经济效益，才能在保证建筑物给水排水功能和环境质量的前提下，减少给水排水系统的能耗，带来明显的节能效果。
参考文献
[1]苏凯兵.浅谈建筑给水排水节能节水技术措施[J].建筑科技.2015(12).
[2]关怀民.浅议给水排水工程“节能”、“节水”技术[J].建筑节能.2016(01).
[3]李鹰,商保平.节水措施在建筑给排水设计中的应用[J].给水排水.2015(02).
论文作者:李长林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/4
标签：雨水论文; 建筑论文; 系统论文; 节能论文; 屋面论文; 措施论文; 室外论文; 《建筑学研究前沿》2017年第22期论文;