談高校建筑給排水系統(tǒng)節(jié)水設(shè)計(jì)

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摘要：隨著高等教育的不斷發(fā)展，高校建筑對(duì)水資源的需求越來(lái)越大，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重?？刹捎煤侠碓O(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)、建立監(jiān)管平臺(tái)、加強(qiáng)給水宣傳與培訓(xùn)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)水目的。通過以上方法研究，希望對(duì)當(dāng)前其他高校綠色校園建設(shè)方法提供借鑒；從人類長(zhǎng)遠(yuǎn)生存發(fā)展方面來(lái)說(shuō)，就是提高人類生存質(zhì)量，保護(hù)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(gè)國(guó)家為了積極應(yīng)對(duì)全球氣候變暖、資源日益短缺、生態(tài)環(huán)境日益惡化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，不斷努力推動(dòng)綠色建筑工程技術(shù)的進(jìn)步。綠色節(jié)能建筑工程技術(shù)的不斷進(jìn)步是推動(dòng)全球各國(guó)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(guó)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(guó)社會(huì)總能耗的20%,并仍將呈現(xiàn)剛性快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)[1]。當(dāng)前由于我國(guó)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(shí)間長(zhǎng),是水源消耗的大戶[2]。同時(shí)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(dú)特性。而水資源的合理利用與開發(fā)是實(shí)現(xiàn)綠色校園建設(shè)現(xiàn)代化的重要途徑，節(jié)水設(shè)計(jì)能夠合理利用淡水資源,進(jìn)而有效平衡消耗與節(jié)約生產(chǎn)，高校建筑運(yùn)營(yíng)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(jì)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(jì)在高校建筑建設(shè)實(shí)踐與理論研究中日益受到重視，當(dāng)前對(duì)高校建筑水資源進(jìn)行綜合科學(xué)開發(fā)利用,合理規(guī)劃勢(shì)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(duì)水資源的需求越來(lái)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(fèi)現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重，主要有以下幾個(gè)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(yán)重浪費(fèi)，并且水壓過大，還會(huì)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(shí)候，在非循環(huán)管路中散失大量的熱量。從用水點(diǎn)剛放出來(lái)的水往往達(dá)不到使用要求的溫度，就可能會(huì)先被流放掉，這就直接造成了這部分水資源的浪費(fèi)。4)給排水管道及閥門、配水龍頭等附件的設(shè)計(jì)、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(yùn)行中普遍存在跑冒滴漏的現(xiàn)象，水資源則會(huì)流失掉一部分。5)高校建筑用水管理不到位,對(duì)水資源高消耗的辦公樓、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)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(jì)

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(wú)水泵及高位水箱，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資省，減少運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理費(fèi)用，同時(shí)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(diǎn)是可以根據(jù)不同用水點(diǎn)的用水需求自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，在節(jié)水方面效果比較顯著[3]。對(duì)于層數(shù)較多的建筑大型，水壓過高會(huì)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(duì)于用水點(diǎn)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(shí)對(duì)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(zhǔn)用水量標(biāo)準(zhǔn)的選用是水池及水箱的容量設(shè)計(jì)及水管的設(shè)計(jì)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(zhǔn)乘以全校學(xué)生人數(shù)，計(jì)算出的整個(gè)學(xué)?？傆盟客?，導(dǎo)致水池的進(jìn)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(zhǔn)乘以同時(shí)使用人數(shù)，計(jì)算出各個(gè)單體建筑的實(shí)際用水量，再根據(jù)各單體建筑各時(shí)段的實(shí)際用水情況，計(jì)算出各時(shí)段高校的總用水量，從而計(jì)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(duì)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(jì)，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(duì)較低，從現(xiàn)實(shí)、長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看中水是解決我國(guó)缺水問題和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性對(duì)策之一，同時(shí)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(duì)水質(zhì)要求不高的用水點(diǎn)，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(jì)由于設(shè)計(jì)、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(fèi)現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱水裝置后，不能及時(shí)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(jì)中未考慮熱水循環(huán)，高校建筑應(yīng)根據(jù)實(shí)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(jì)時(shí)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(yuǎn)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(jìn)水比例不適當(dāng)，若冷水的進(jìn)水流速比熱水大，使用混合配水裝置時(shí)需要先放出部分低溫水后才可以達(dá)到使用水溫，可采取調(diào)節(jié)冷水對(duì)混合室的壓力的措施，例如在混合水龍頭冷水進(jìn)水口設(shè)置一個(gè)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(diǎn)，可采用可定時(shí)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(jìn)行綜合比較；選用啟閉迅速、密閉性好的配水附件，比如自動(dòng)蓄水型水龍頭、延時(shí)自閉式水龍頭、陶瓷芯式水龍頭等。

2.1.6設(shè)置智能計(jì)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(jì)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(jì)量[4]。

2.2排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(shí)驗(yàn)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(duì)復(fù)雜；食堂排水中含有大量油脂、泥沙等，排放時(shí)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(jì)由于管道中的排水屬于重力流，排水管道的長(zhǎng)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(huì)造成漏水甚至外部環(huán)境的污染。管路的設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)，很好地凈化污水，還可以促進(jìn)綠色植物生長(zhǎng)及增產(chǎn)，進(jìn)而實(shí)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(jiǎn)單、運(yùn)維費(fèi)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(zhǎng)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(bǔ)充水源。2.3圍繞節(jié)水提效，建立監(jiān)管平臺(tái)高校根據(jù)建筑用水實(shí)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(jī)融合，將各用水點(diǎn)的用水情況通過數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(shí)現(xiàn)智能化科學(xué)管理，有效實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目的。

2.4加強(qiáng)節(jié)水宣傳與培訓(xùn)

高?？梢圆扇∨e辦節(jié)水主題相關(guān)的講座、培訓(xùn)和宣傳活動(dòng)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(shí)，促進(jìn)我國(guó)水資源保護(hù)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)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(shí)，營(yíng)造校園節(jié)水文化，又能向全社會(huì)輻射，促進(jìn)全民節(jié)水意識(shí)的形成。

3結(jié)語(yǔ)

高校建筑的給排水系統(tǒng)具有規(guī)模大、復(fù)雜性強(qiáng)的特點(diǎn)。因此，高校要結(jié)合實(shí)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(jì)給排水系統(tǒng)，通過一些可行的節(jié)水措施，實(shí)現(xiàn)我國(guó)高校建筑水資源的節(jié)約和高效利用，以助于我國(guó)水資源的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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