绿色建筑给排水系统工程师论文
分类：建筑论文2019-09-07浏览量：152
为实现可持续发展，绿色建筑应运而生。通过对给排水系统的优化设计、雨水的回收利用、中水的净化处理再利用，以及各种节水节能设施的合理利用等方面的介绍和分析，实现了绿色建筑低耗能、低排放的目标，降低了绿色建筑的耗能，减少了对环境的负面影响。
关键词：绿色建筑;给排水系统;回收利用;节水节能设施
随着生活水平的不断提高，居民开始重视自己的住宅环境和给排水系统的性能。做好建筑给排水节能设计成为一个重点项目，这也是对绿色建筑发展提出的必然要求。针对建筑给排水系统在安装过程中出现的一些操作问题、材料选择问题以及今后的发展趋势，本文结合实例从给排水系统的优化设计、雨水和中水的回收利用、节水节能设施的利用三方面进行研究，以保证给排水系统的节能性、安全性和稳定性。通过对本课题的研究，可以实现应对气候变化和节能减排的目标，也可以推动新兴产业的发展。
1绿色建筑阐述
1.1绿色建筑的概念
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)和保护环境。绿色建筑旨在尽量少采用合成材料，最大限度地利用自然资源(阳光、雨水)，为居住者提供一种接近大自然的感觉。绿色建筑的发展应遵从可持续发展的原则，尽可能地使人文、建筑和自然环境之间达到和谐发展，在利用自然环境及自然资源的同时，尽可能地减少对大自然的破坏，充分体现向大自然索取和回报之间的平衡。
1.2绿色建筑的发展
20世纪60年代，美国建筑师保罗·索勒瑞提出了“生态建筑”的新理念;20世纪70年代，石油危机使得太阳能、地热、风能等各种建筑节能技术应运而生，节能建筑成为建筑发展的先导;20世纪90年代，绿色建筑概念引入中国;2004年9月，建设部“全国绿色建筑创新奖”的启动标志着中国的绿色建筑发展进入了全面发展阶段;2014年住房城乡建设部发布《绿色保障性住房技术导则》，以此来贯彻绿色建筑行动。
2绿色建筑的给水排水设计分析
2.1给排水系统的优化设计
2.1.1实例分析查阅大量资料，对高层公共建筑给排水设计进行分析。因为高层公共建筑用水要求高，排水量大，各种功能复杂等，所以较全面地分析给排水系统设计，找出其中的优点和缺点，提出更符合节能绿色的给排水设计意义重大。A大型公共建筑为集商场、餐饮、娱乐、住宅、办公等功能为一体的高层建筑。该建筑共28层，根据楼层供水分为3个区，即低区、中区和高区，低区采用下行上供枝状管网，中区通过减压阀减压后供给，高区采用上行下供枝状管网供水。给水管材选用钢塑复合管，由热镀锌钢管和卫生级PVC-U(硬聚氯乙烯)管复合而成，具有耐腐蚀、内壁光滑、安全可靠的特点，而且价格便宜。排水时，1层以上生活污水由立管收集后排至室外，厨房污水经厨房内用具的分油器排入排水沟，再经室外隔油池处理后进入城市排水管网。排水管材采用PVC-U螺旋消音管及专用透气立管，其特点为能够极大地降低管道系统的噪声，排水能力强，且不需要单独设计排气立管，节省了管材和空间。消防系统设有自动喷水灭火系统、消火栓给水系统及手提灭火器。消火栓给水系统依旧采用分区给水方式，并且只在屋顶安装水箱，经过减压后供给，这样中区和低区就不设水箱，减少了使用面积。2.1.2案列总结分析a)给水方式的基本形式。给水方式可分为2种，即依靠外网给水方式和依靠水泵升压给水方式;b)给水方式设计原则。(a)尽量利用外部供水网络直接供水，若不能满足整个建筑物用水需求，则下层借助外网水压直接供水，上层设水泵加压供水;(b)消火栓给水系统与生活生产给水系统应分开供水;(c)卫生器具处生活用水系统的静压力不得大于0.60MPa，低卫生洁具的静水压力和分配点压力不应大于0.45MPa;c)排水系统设计原则。(a)设计排水系统时要与附近区域的污水处理系统相协调，并考虑污水的集中处理和分散处理;(b)住宅厨房不设置地漏，因为厨房地板很少需要排水，地漏在很长一段时间内没有补充，排水管中的臭味从地漏返回到房间，污染空气;(c)高层建筑排水立管较长，排水时噪声较大，在设计布置卫生器具时应该使排水立管远离卧室和客厅;(d)所选择的给排水管材应该具有耐腐蚀、安全可靠、绿色环保、价格适中、便于安装的特点。
2.2雨水和中水的回收利用
2.2.1雨水的回收利用a)进行雨水回收利用的原因。随着人们生活水平的提高，城市地面基本成了水泥地面，雨水会沿着地面流入排水口，而渗入地下的水很少，地下水源得不到涵养，再加上人们对地下水的过度开采，导致地下水位下降。通过对雨水资源的利用，例如将雨水用于绿化、道路浇洒、冲洗汽车、消防等，既可以减少水费的支出，又可以缓解供水的压力，降低人们对淡水资源的需求，这对城市的可持续发展起到了重要作用[1];b)雨水回收利用的方式。雨水的回收利用可以分为两个方面，即直接利用和间接利用。屋面雨水收集系统属于直接利用;而屋面花园回收系统、透水路面回收系统、渗透管系统都属于间接利用。采用这些方式，可以从很大程度上降低对水的需求。(a)直接利用。屋面雨水收集系统属于对雨水的直接利用。由于路面的雨水质量太差、绿地雨水渗透性太强，屋面雨水收集成为目前中国雨水收集的主要形式，但受到材料、天气、降雨强度等的影响，屋面雨水的收集对选取的材料和雨水回收处理技术都有较高的要求;(b)间接利用。屋面花园回收系统：屋面花园就是指在建筑物天台或者屋顶种植花草、绿化的花园，通常包括植被、种植层、防护层、过滤层、排水层5个构造层。其中，选择植被和种植层是最关键的部分，种植层的土壤要满足植被生长的要求，也要有一定的渗透性;植被必须适应当地的气候条件，有较强的吸水能力，但也必须在屋顶的承受能力之内。利用植被将雨水截留，种植层最大限度地收集雨水，这样可以降低雨水径流量，达到美化城市、保护生态的目的。透水路面回收系统：透水地面可以是天然建设的绿地，也可以是人工建设的地面。绿地可以在雨天有效吸收雨水，减少了浇灌绿地的水，同时可以净化雨水，也可以将绿地改造为下凹绿地，使雨水的渗透量加大，补充地下水。人工建设的渗透地面，即在路面铺设时选用透水性较好的材料来代替传统的沥青、混凝土，可以在雨天使雨水快速渗入地下，不会造成交通困扰及路面积水等情况。它可以设在公园、人行道等[2]。2.2.2中水的回收利用a)进行中水回收利用的原因。中国水资源总量不足，但人均需水量却很大，人为过度开采导致地下水匮乏，水位下降;人们的节水观念淡薄，不注意节约用水，导致一部分水资源被浪费;由于工业的发展，水资源污染较为严重。要解决这些问题，目前主要有2种措施：开源和节流。目前来说，“开源”是较难做到的，修建饮水工程或者进行海水淡化，不仅耗资巨大，适用范围受到限制，还可能对环境造成污染，得不偿失。因此，还要通过“节流”来解决缺水问题，而在城市中，中水回收利用就是一种重要的“节流”方式;b)中水回收利用的要求。满足卫生要求，其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮物、COD(化学需氧量)、BOD5(生化需氧量)等;满足人们的感观要求，即无不快的感觉，其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等;满足设备构造方面的要求，即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢;c)中水回收利用的方式。中水回收利用以“优质优用、低质低用”为原则，既可减轻城市排水系统的负荷，又可缓解水资源匮乏的问题[3]。当以优质杂排水为中水水源时，水中有机物浓度很低，处理的目的是去除原水中的悬浮物和少量有机物，降低水的浊度和色度，可采用以物化处理为主的工艺或采用生物处理与物化处理相结合的处理工艺[4]。当以生活排水(含有粪便的污水)为中水水源时，因中水原水中有机物和悬浮物浓度都很高，中水处理的目的是同时去除水中的有机物和悬浮物，用简单的方法很难达到要求，宜采用二段生物处理与物化处理相结合的处理工艺[5]。
2.3节水节能设施的利用
随着城市建筑业的突飞猛进，给排水业也有了长足的发展，因此在满足用水安全、稳定及经济的需求下，还应充分考虑节水节能问题。节水节能又体现在节水、节电、易运输、材料预算低等方面。2.3.1卫生器具一套好的设备能够对水资源的节约产生极大的作用，例如：普通淋浴喷头每分钟喷水20L之多，而节水淋浴喷头每分钟只喷水9L左右，节约了50%以上的水。目前，中国正在推广6L水箱节水型大便器，设计人员应建议用户在正常情况下使用小容器座便器，也可采用两挡冲洗水箱，小便时冲水量为4L以下，尽量避免安装老式高水位蹲式大便器。2.3.2管道及阀门传统管材有钢管、排水铸铁管、陶土管等，而钢管容易生锈，造成水质污染，且长时间不用再使用时会放出锈水造成浪费。采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、铜管、PP-R管(三型聚丙乙烯管)、PE管(聚乙烯塑料管)、PVC-U管等就能很好地解决此类浪费问题。2.3.3完善热水供应循环系统大部分集中供暖系统存在严重的浪费问题，主要体现为开启热水后不能及时得到热水，而是要先放掉大量冷水。这部分冷水未产生应有的效用，而被白白浪费，被称为无效冷水。这部分浪费主要是由施工、管理等多方面的原因造成的，因此，在为新建建筑的集中热水供应系统选择循环方式时，需综合考虑节水效果和工程成本，并为热水供应系统设置循环管路，尽可能减少乃至消除无效冷水的浪费。2.3.4地源热泵技术地源热泵技术是一种利用浅层和深层地下能量的技术，它通过与土壤或地下水换热来实现冬暖夏凉。地源热泵热水系统由冷凝器、蒸发器、压缩机、膨胀阀等组成，利用地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性，通过管路系统与建筑内部完成热交换。地源热泵利用的能量是地表浅层蓄热的太阳能辐射，进行能量循环利用且具有机组效率高、节省运行费用、节约设备用房等优点。
3结语
近年来，人们的生活水平不断提高，水资源和各类能源的消耗量也随之不断增加。可是国家的能源储备已经明显跟不上消耗的速度。在目前资源匮乏的状况下，节能便成了实现可持续发展的重要途径。在未来新建建筑中，节能环保便成为了绿色建筑的重要指标。给水排水系统的合理优化，雨水和中水的高效利用，实现水资源的节约和重复利用，使用节能的卫生器具和耐腐蚀、防渗漏的管道阀门，合理利用新能源、新技术，以此来减少水资源的消耗，降低建筑物的各类能耗，实现绿色建筑的可持续发展。
参考文献：
[1]谈涛.试分析绿色建筑雨水回收利用[J].城市建筑，2016(6)：1.
[2]袁晓红.雨水的收集利用与绿色建筑设计探讨[J].建材与装饰，2018(5)：113.
[3]韩娜，周晓龙.探讨中水回用于生态住宅水环境的必要性[J].科技创新导报，2010(25)：46.
[4]李树圆.浅析生态住宅水环境规划及中水的回收与利用[J].城市建设理论研究(电子版)，2015(22)：2088.
[5]唐培倍.绿色施工中水回收利用问题[J].低碳世界，2017(14)：176-177.
作者：程泽宇 董乾鹏 樊占胜 高宇 张倩维 王媛 单位：山西大学动力工程系
