談高校建筑給排水系統(tǒng)節(jié)水設(shè)計

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摘要：隨著高等教育的不斷發(fā)展，高校建筑對水資源的需求越來越大，水資源浪費現(xiàn)象也越來越嚴重?？刹捎煤侠碓O(shè)計給排水系統(tǒng)、建立監(jiān)管平臺、加強給水宣傳與培訓(xùn)等方式來實現(xiàn)節(jié)水目的。通過以上方法研究，希望對當(dāng)前其他高校綠色校園建設(shè)方法提供借鑒；從人類長遠生存發(fā)展方面來說，就是提高人類生存質(zhì)量，保護環(huán)境，造福后代。

關(guān)鍵詞：高校建筑；給排水；節(jié)水；設(shè)備

引言

目前，全球多個國家為了積極應(yīng)對全球氣候變暖、資源日益短缺、生態(tài)環(huán)境日益惡化的嚴峻挑戰(zhàn)，不斷努力推動綠色建筑工程技術(shù)的進步。綠色節(jié)能建筑工程技術(shù)的不斷進步是推動全球各國與自然生態(tài)和諧相處的重要表現(xiàn)之一。隨著當(dāng)前我國高等教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展,在校人數(shù)、建筑面積和用能設(shè)備急劇增加，人口密集，能源消耗面廣，高校能耗占據(jù)了我國社會總能耗的20%,并仍將呈現(xiàn)剛性快速增長的趨勢[1]。當(dāng)前由于我國的高校在功能上集教學(xué)、科研、生活等諸多功能于一體,建筑用水量大,日均使用時間長,是水源消耗的大戶[2]。同時相較于普通大型公共建筑,又有由于開課期間的人口密度高,而假期期間人口又急劇減少的獨特性。而水資源的合理利用與開發(fā)是實現(xiàn)綠色校園建設(shè)現(xiàn)代化的重要途徑，節(jié)水設(shè)計能夠合理利用淡水資源,進而有效平衡消耗與節(jié)約生產(chǎn)，高校建筑運營過程中產(chǎn)生的污廢水量也較大,因此,在高校建筑給排水設(shè)計中應(yīng)注重綠色環(huán)保理念的推廣與應(yīng)用。因此創(chuàng)建綠色校園的給排水設(shè)計在高校建筑建設(shè)實踐與理論研究中日益受到重視，當(dāng)前對高校建筑水資源進行綜合科學(xué)開發(fā)利用,合理規(guī)劃勢在必行。

1高校建筑水資源利用管理方面存在的一些問題

隨著高等教育的不斷發(fā)展，高校建筑對水資源的需求越來越大，主要耗水建筑為學(xué)生公寓、公共浴室、教師宿舍等。但是水資源浪費現(xiàn)象也越來越嚴重，主要有以下幾個主要方面表現(xiàn)：1)水資源規(guī)劃方案不合理。有些年降水量較多的地區(qū)沒有合理規(guī)劃并充分利用雨水資源；排水系統(tǒng)中并未充分考慮中水回用，而中水系統(tǒng)既能起到節(jié)水作用，又能起到治污的效果。2)供水管道中水壓較大，不僅導(dǎo)致水的出流速度過大，造成水資源的嚴重浪費，并且水壓過大，還會使管道產(chǎn)生噪聲以及引起設(shè)備的損壞。3)集中熱水供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)未考慮熱水循環(huán)，采用熱水不循環(huán)系統(tǒng)或者半循環(huán)系統(tǒng)，使得在熱水在低出流速度的時候，在非循環(huán)管路中散失大量的熱量。從用水點剛放出來的水往往達不到使用要求的溫度，就可能會先被流放掉，這就直接造成了這部分水資源的浪費。4)給排水管道及閥門、配水龍頭等附件的設(shè)計、施工或者本身產(chǎn)品質(zhì)量存在問題，導(dǎo)致給排水系統(tǒng)運行中普遍存在跑冒滴漏的現(xiàn)象，水資源則會流失掉一部分。5)高校建筑用水管理不到位,對水資源高消耗的辦公樓、教學(xué)樓、實驗室、學(xué)生宿舍等公共建筑,缺少與用水或節(jié)水相關(guān)的監(jiān)管制度。

2解決高校建筑水資源利用問題的策略

2.1給水系統(tǒng)設(shè)計

2.1.1選擇合理的給水方式出于節(jié)水及防疫的要求，在校園市政供水管網(wǎng)水量和水壓均能夠滿足要求的情況下，應(yīng)盡量選用直接給水方式，不需要二次加壓，無水泵及高位水箱，系統(tǒng)簡單，投資省，減少運營維護管理費用，同時也有效避免了水的二次污染問題。如果市政供水管網(wǎng)供水壓力不能完全滿足要求，宜選用變頻調(diào)速水泵，其優(yōu)點是可以根據(jù)不同用水點的用水需求自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，在節(jié)水方面效果比較顯著[3]。對于層數(shù)較多的建筑大型，水壓過高會造成的水流量及噪音過大的問題，這類建筑給水系統(tǒng)宜盡量采用合理的分區(qū)給水方式，并且合理選用減壓閥，例如采用入戶支管減壓，限制出水龍頭前的水壓。對于用水點較集中且用水量較大的公共建筑，比如公共浴室、帶衛(wèi)生間的宿舍、公共食堂等，宜采用“蓄水池+變頻水泵+高位水箱”或者“變頻水泵+高位水箱”的組合給水方式，以有效避免用水高峰時對市政供水管網(wǎng)造成大的壓力沖擊。

2.1.2選用合理的用水量標(biāo)準用水量標(biāo)準的選用是水池及水箱的容量設(shè)計及水管的設(shè)計依據(jù)，高校建筑是由許多單體建筑組成的綜合建筑群。若采用學(xué)校綜合用水標(biāo)準乘以全校學(xué)生人數(shù)，計算出的整個學(xué)校總用水量往往偏大，導(dǎo)致水池的進水管流量偏大。所以，宜根據(jù)各不同單體建筑的用水標(biāo)準乘以同時使用人數(shù)，計算出各個單體建筑的實際用水量，再根據(jù)各單體建筑各時段的實際用水情況，計算出各時段高校的總用水量，從而計算出該高校一天的總用水量。

2.1.3開發(fā)可代替的水源該高校所在地區(qū)降雨量比較充沛，可充分利用雨水作為水源，雨水不僅水質(zhì)相對較好，而且雨水回收系統(tǒng)投資成本較低。該高校建筑宜結(jié)合排水系統(tǒng)的設(shè)計，將雨水回收，經(jīng)過凈化處理后，用于沖廁、綠化灌溉、道路清掃等，其中綠化澆灌宜采用微灌、噴灌等高效的灌溉方式。中水是經(jīng)過處理回收利用的水資源，中水不僅水量大而且穩(wěn)定，并且就地可取，用水成本相對較低，從現(xiàn)實、長遠來看中水是解決我國缺水問題和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性對策之一，同時中水能夠減少污水和廢水的排放量。高校建筑中公共浴室、學(xué)生宿舍盥洗間及水房等排放出的廢水量大，可以通過回收到中水處理系統(tǒng)，將其凈化后再用于便溺用器具的沖水等對水質(zhì)要求不高的用水點，如圖1所示該高校某男生宿舍衛(wèi)生間平面圖。

2.1.4完善集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計由于設(shè)計、施工以及管理等多方面原因?qū)е铝思袩崴?yīng)系統(tǒng)普遍存在熱水的大量浪費現(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，需要先放掉部分低溫水之后才能正常使用。原因主要體現(xiàn)以下在兩方面：其一，在設(shè)計中未考慮熱水循環(huán)，高校建筑應(yīng)根據(jù)實際需要，選擇正確的熱水供應(yīng)循環(huán)方式。熱水供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計時還應(yīng)考慮熱水循環(huán)系統(tǒng)多環(huán)路阻力的平衡，熱水在靠近加熱設(shè)備的環(huán)路中容易出現(xiàn)短流，遠離加熱設(shè)備的環(huán)路中水流較慢，水溫較容易下降。其二，混合配水龍頭的冷水和熱水的進水比例不適當(dāng)，若冷水的進水流速比熱水大，使用混合配水裝置時需要先放出部分低溫水后才可以達到使用水溫，可采取調(diào)節(jié)冷水對混合室的壓力的措施，例如在混合水龍頭冷水進水口設(shè)置一個冷水調(diào)節(jié)閥，使水溫在開啟熱水裝置后能夠迅速地滿足使用要求。高校一般設(shè)置了供應(yīng)開水的開水房，根據(jù)高校建筑的使用特點，可采用可定時的容積式熱水器。

2.1.5選用綠色管材與節(jié)水附件高校要選用優(yōu)質(zhì)的管材，比如聚丙烯（PPR）、聚乙烯（PE）、鋼塑復(fù)合管材等；選用優(yōu)質(zhì)的控制附件，要從性能上進行綜合比較；選用啟閉迅速、密閉性好的配水附件，比如自動蓄水型水龍頭、延時自閉式水龍頭、陶瓷芯式水龍頭等。

2.1.6設(shè)置智能計量設(shè)備高校單體建筑生活用水和飲用水宜設(shè)置智能水表計量，學(xué)生宿舍樓衛(wèi)生間、開水房、公共浴室淋浴器宜設(shè)置智能水表或采用IC卡計量[4]。

2.2排水系統(tǒng)設(shè)計

2.2.1選擇合理的排水體制高校建筑功能多樣，其污水性質(zhì)也比較復(fù)雜，需要綜合考慮建筑物污廢水的污染程度、室外排水體制、綜合利用情況等，確定排水體制。高校主要存在以下幾種不同性質(zhì)污水：公共浴池主要排放沐浴用水，屬于優(yōu)質(zhì)雜排水，適合作為中水水源；各種建筑的衛(wèi)生間的生活污水，屬于污染程度較重的劣質(zhì)雜排水；鍋爐、水加熱器等設(shè)備排水溫度超過40℃，降溫處理后可作為中水水源；實驗室排放的廢水中含有酸堿性成分、重金屬、有毒物質(zhì)等，污水性質(zhì)相對復(fù)雜；食堂排水中含有大量油脂、泥沙等，排放時需設(shè)置隔油井。根據(jù)高校建筑排放的幾種污（廢）水的性質(zhì)和污染程度、室外排水體制、綜合利用情況，可將性質(zhì)相似的排水合流排放，并將污染程度較輕的生活污廢水、經(jīng)過降溫后的廢水、雨水等經(jīng)過中水處理系統(tǒng)凈化消毒，重新回收利用到?jīng)_廁、洗車、綠化灌溉、道路沖掃和消防等。

2.2.2完善排水系統(tǒng)設(shè)計由于管道中的排水屬于重力流，排水管道的長度要盡量短，有助于排水的有效排放，從而減少水資源的消耗。排水管路盡量少有拐彎及三通等連接件，連接件存在密封性差的問題，污水泄漏會造成漏水甚至外部環(huán)境的污染。管路的設(shè)計和安裝要充分考慮到管路不易受到損壞，從而有效避免因管路或者連接件的損壞及松動而產(chǎn)生的污水泄露。

2.2.3采用人工濕地污水處理系統(tǒng)人工濕地污水處理系統(tǒng)模擬天然濕地，人工建造與沼澤地類似的地面結(jié)構(gòu)并利用其與天然濕地相似的功能，利用物理沉積、生化反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)等特有的動植物生態(tài)系統(tǒng)，很好地凈化污水，還可以促進綠色植物生長及增產(chǎn)，進而實現(xiàn)廢水的資源化。人工濕地污水處理系統(tǒng)投資低、出水水質(zhì)好，且可改善和美化生態(tài)環(huán)境、操作簡單、運維費用低。在該高校附近選址建造人工濕地，選種適應(yīng)本地環(huán)境生長的植物；將生活污水排入，然后再排入學(xué)校東側(cè)和北側(cè)的自然水系，也可作為建筑的補充水源。2.3圍繞節(jié)水提效，建立監(jiān)管平臺高校根據(jù)建筑用水實際情況，裝設(shè)節(jié)水監(jiān)管系統(tǒng)，利用智能水表與節(jié)能設(shè)備有機融合，將各用水點的用水情況通過數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)存儲、智能分析、告警服務(wù)、系統(tǒng)管理等全流程信息化管控功能，實現(xiàn)智能化科學(xué)管理，有效實現(xiàn)節(jié)水的目的。

2.4加強節(jié)水宣傳與培訓(xùn)

高校可以采取舉辦節(jié)水主題相關(guān)的講座、培訓(xùn)和宣傳活動等措施，倡導(dǎo)清潔綠色的生活方式，喚起大學(xué)生節(jié)水意識，促進我國水資源保護和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，同時高校作為城市用水大戶和人才培養(yǎng)基地，開展節(jié)水工作，既能培養(yǎng)學(xué)生節(jié)水意識，營造校園節(jié)水文化，又能向全社會輻射，促進全民節(jié)水意識的形成。

3結(jié)語

高校建筑的給排水系統(tǒng)具有規(guī)模大、復(fù)雜性強的特點。因此，高校要結(jié)合實際情況，綜合分析，以節(jié)約用水為基本原則，科學(xué)合理地規(guī)劃設(shè)計給排水系統(tǒng)，通過一些可行的節(jié)水措施，實現(xiàn)我國高校建筑水資源的節(jié)約和高效利用，以助于我國水資源的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]宋昊炬.國家節(jié)能在高校院校的能源消耗占據(jù)了社會總能耗的1/10[J].財經(jīng)界,2018(07):28-29.

[2]程翔,董莉莉,金高屹.夏熱冬冷地區(qū)綠色校園適宜技術(shù)調(diào)查研究[J].重慶建筑,2020,19(03):23-31.

[3]趙丹,肖文芹,張美鳳,黃燕.簡析綠色建筑給排水設(shè)計的節(jié)水措施[J].居舍,2020(06):100.

[4]趙暉.談高等院校建筑單體給排水設(shè)計中相關(guān)問題[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2008(03):50-54.

作者：畢南妮 裴麗麗 單位：唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院