建筑给排水节水技术探讨

建筑给排水节水技术探讨
周明1 王先兵2 虞超2
摘要：建筑中水资源浪费现象严重，主要原因有卫生器具的问题、管道漏失问题、用水习惯问题、设计施工问题等。本文针对建筑给排水存在的问题，探讨了如何在建筑内部实施节水措施。包括废水的回收利用、使用节水型器具、设计新型的节水管路设施等，寻求较好的节水措施。
关键词：建筑给排水；节水；绿色循环
1 前言
随着经济的快速发展，我国对能源、资源（包括水资源）的需求越来越大。据有关资料显示，建筑能耗约占整个社会能耗的1/3。建筑给排水能耗是建筑能耗的重要组成部分，然在我们的生活中，并不是所有的水都必须用优质水。城市生活用水的比例现状大致是：生活用水占40%，商业用水占15%，工业用水占25%，其它占20%。住宅用水中40%用于盥洗，30%用于洗涤，15%用于洗衣，6%用于洗碗筷，5%用于饮食，4%用于其它。其中，优质用水量仅占11%，节水空间巨大[1]。
2 建筑节水
建筑节水主要有以下几个措施：
（1）生活废水及雨水的回收利用；
（2）建筑给水系统超压出流的防治；
（3）节水器具的应用。
2.1 生活废水及雨水的回收利用
小区普通住宅可以采用以下节水方案：
（1）家庭废水收集
对单个家庭的卫生器具和家用用水设备的排水口进行改造，以利于优质杂排水的利用。
1）在盥洗槽的排水管加一个三通，设计成双排水口，两个排水口分别由独立的阀门控制开启和关闭状态。一个排水口接至室内排水管网系统，另一个排水口出水可以回收利用；
2）在大便器处改装成两个水箱，一个是接入给水管网的正常水箱，另一个与盥洗槽的排水管相连，在内部装有可拆卸装置，方便清洗，内部装设浮球阀等控制水位计，并有溢流口，把多余的水排入整个楼层的冲厕废水管网中，简称“绿色管网”（以下有定义）。居民可根据废水的污染程度，自己掌握废水排放至排水管网还是打开另一个排水口的阀门加以利用。（装置见图1）

图1 利用盥洗槽水冲洗大便器
（2）雨水的收集
过去雨水都是由雨水管道直接排放到市政管网，浪费了大量水资源，可以回收利用这部分水资源。把原来的雨水管进行改装，直接接进“绿色管网”的循环系统中去，将收集到的雨水接入地下雨水收集罐中，为防止固体颗粒进入“绿色循环”，可在雨水管内加一个雨水旋流器或初期弃流装置。
所谓“绿色管网”就是在建设小区居民的给排水管网中可加入一个废水、雨水收集利用的管网系统。在普通住宅小区的地下建立一个小型贮水构筑物，用来摆放两种存水用的塑料水箱。一种用来储存废水，另一种用来储存雨水。两种水分开装，以免水质的交叉污染。根据当地降雨量和废水利用情况推算出水箱的体积。两种水箱可用同一个水泵，同一出水管。水泵上需两个阀门，分别与废水、雨水两种吸水管相接，详见图2所示。

图2 绿色管网概念图
“绿色管网”先进行雨水的利用，再进行废水的利用。因为雨水相对废水来说水质好，而且每家每户的废水认定标准不同，所以在雨水不足的情况下废水才在“绿色管网”中被利用。这样既可以节约水资源减轻居民水费压力，还可以减轻市政管网压力。
废水、雨水回收利用管网的收益家庭在利用完自家的废水后，可以免费利用此管网中的水来进行冲厕，所以新型的大便器水箱除了利用盥洗槽的水，还在水箱上装设两个管道。一个是与多余废水的排出管道相接，溢流出多余水。另一个与废水、雨水水箱的给水管道相接，自身废水不足时有底下水泵打压进水，详见图2。

图3 贮水箱
上述方案也可用在小高层住宅区，只需把“绿色管网”中的存水水箱扩大便可。
2.2 建筑给排水系统超压出流的防治
水压过高，用水卫生器具出水量大于额定出水量，在《建筑给水排水设计规范》中，对给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制性规定，只是从防止因给水配件承压过高而导致损坏的角度来考虑，并未从防止超压出流的角度考虑。卫生器具的最佳使用水压宜为0.20～0.30 MPa，因此如果设计时没有考虑这一方面的话会造成极大的水资源浪费。所以应根据建筑给水系统超压出流的实际情况，合理增设减压装置[4]。
（1）超压出流的危害
超压出流除造成水量浪费外，还带来如下危害：
1）水压过大，水龙头开启时，水成射流喷溅，影响人们使用。
2）超压出流破坏了给水系统流量的正常分配。当建筑物下层大量用水时，由于其给水配件前的压力高，出流量大，必然造成上层缺水现象，严重时可能导致上层供水中断，产生水的供需矛盾。
3）水压过大，水龙头启闭时易产生噪声和水击及管道振动，使得阀门和给水龙头等磨损较快，使用寿命缩短，并可能引起管道连接处松动漏水，甚至损坏，造成大量漏水，加剧了水的浪费。
为避免超压出流造成的“隐形”水量浪费，并保证给水系统的正常工作，对超压出流造成的危害应引起足够重视[2]。
（2）超压出流的防治
为减少超压出流造成的“隐形”水量浪费，提倡在设计中应将家庭入户管(或公共建筑配水横支管)的工作压力限制在0.15 MPa或静水压力限制在0.25 MPa以内，压力大于以上数值时应设减压装置，推广使用节水龙头等技术对策。可以采用减压阀减压或对给水管网设计中注意超压问题[2]。
2.3 节水器具的应用
随着世界淡水资源的日益紧张，各种各样的节水用具被开发出来。
（1）节水型水龙头
水龙头遍及住宅、公共建筑、工厂车间、大型交通工具(火车、轮船、民用飞机)等，是应用范围最广、数量最多、使用最频繁的配水装置，也是最常见的浪费水的部件。应用最广的螺旋升降式铸铁水龙头（普通水龙头）这种水龙头采用橡胶垫作密封材料，具有截止阀的特性，利用螺旋升降达到启闭目的，其缺点是.在水压较高时，流量大、水花飞溅，水的有效利用率低；橡胶垫易磨损，使用稍久，常易漏水。据实测，一个直径为15 mm的普通水龙头，在0.2 MPa压力时的漏失量为：滴漏36 L/h，线漏170 L/h，大流670 L/h。陶瓷阔芯节水龙头采用陶瓷片作为密封材料，用陶瓷片组成阀芯。这种陶瓷片阀芯具有硬度高、耐磨、密闭性好、不受温度高低影响、使用寿命长等特点，且水龙头采用90℃旋转启闭阀门，使用方便，无效用水时间短，有明显的节水作用，具有广阔的推广前景。另外自闭式龙头、感应式龙头等均可起到节水作用，应积极推广应用[3]。
（2）节水型便器冲洗设备
家庭生活中，便器的用水量占全天用水量的30％~40％。因而研制推广节水型便器设备意义重大。在保证排水系统正常工作情况下使用小容量大便器，大力推广分档冲水便器，约可节约27％冲洗用水量。目前市场推出的液压水箱、冲洗配件和液压缓闭冲洗阀，操作方便，动作可靠，密封性能良好，特别是每次冲洗水量可调，已经被建设部列入行业标准，应是首选节水产品。公共场所或非居住建筑内小便糟采用多孔管，虽然每分钟或每次冲洗水量不大，但冲洗时间是时刻延续的，其无用耗水量很大。因此，这种多孔管式小便槽应予逐步淘汰，延时自闭冲洗阀式小便斗或自动感应冲洗小便斗等应进一步推广应用[3]。
（3）节水型淋浴设施
公共浴室淋浴采用双管供应，因不易调节，增加了无用耗水时间，而采用单管恒温供水，一般可节水10％~15％；若采用踏板阀，做到人离水停，一般可节水15％~20％。在学校公共浴室采用浴室淋浴智能IC卡控制系统可节水30％以上。研制推广各种型号的加气淋浴喷头，完善喷头性能，也会有明显的节水效果[3]。
3 结论
水资源紧缺问题已成为影响我国经济可持续发展的重要制约因素，节水形势十分紧迫，节约用水势在必行。而科技节水、科学用水是建筑节水的重要途径。提高全民节约用水意识；积极开展节水产品研发；积极采用和推行节水节能的新技术、新工艺，加大节水设备和器具的推广力度；加快供水管网改造，降低管网漏失率；推动公共建筑、生活小区、住宅节水和中水回用设施建设，推进污水处理及再生利用，是解决全社会水资源短缺的有效方式之一。
参考文献
[1]江霞.浅谈建筑节水[J].新疆农垦经济.2005.04.128~129
[2]付婉霞.《建筑节水技术与中水回用》2004年2月第一版,4-6
[3]臧燕光.《中国住宅设施》2008年第3期(数字杂志),56-57
[3]刘杰.建筑给排水节水措施剖析[J].黑龙江水利科技,2004,4