談高校建筑給排水系統(tǒng)節(jié)水設計

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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計給排水系統(tǒng)、建立監(jiān)管平臺、加強給水宣傳與培訓等方式來實現(xiàn)節(jié)水目的。通過以上方法研究，希望對當前其他高校綠色校園建設方法提供借鑒；從人類長遠生存發(fā)展方面來說，就是提高人類生存質量，保護環(huán)境，造福后代。

關鍵詞：高校建筑；給排水；節(jié)水；設備

引言

目前，全球多個國家為了積極應對全球氣候變暖、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的進步。綠色節(jié)能建筑工程技術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]。當前由于我國的高校在功能上集教學、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)綠色校園建設現(xiàn)代化的重要途徑，節(jié)水設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計中應注重綠色環(huán)保理念的推廣與應用。因此創(chuàng)建綠色校園的給排水設計在高校建筑建設實踐與理論研究中日益受到重視，當前對高校建筑水資源進行綜合科學開發(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)生噪聲以及引起設備的損壞。3)集中熱水供應循環(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計、施工或者本身產(chǎn)品質量存在問題，導致給排水系統(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、教學樓、實驗室、學生宿舍等公共建筑,缺少與用水或節(jié)水相關的監(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節(jié)水泵轉速，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準用水量標準的選用是水池及水箱的容量設計及水管的設計依據(jù)，高校建筑是由許多單體建筑組成的綜合建筑群。若采用學校綜合用水標準乘以全校學生人數(shù)，計算出的整個學?？傆盟客?，導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。該高校建筑宜結合排水系統(tǒng)的設計，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完善集中熱水供應系統(tǒng)設計由于設計、施工以及管理等多方面原因導致了集中熱水供應系統(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，在設計中未考慮熱水循環(huán)，高校建筑應根據(jù)實際需要，選擇正確的熱水供應循環(huán)方式。熱水供應循環(huán)系統(tǒng)設計時還應考慮熱水循環(huán)系統(tǒng)多環(huán)路阻力的平衡，熱水在靠近加熱設備的環(huán)路中容易出現(xiàn)短流，遠離加熱設備的環(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，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置一個冷水調節(jié)閥，使水溫在開啟熱水裝置后能夠迅速地滿足使用要求。高校一般設置了供應開水的開水房，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)質的管材，比如聚丙烯（PPR）、聚乙烯（PE）、鋼塑復合管材等；選用優(yōu)質的控制附件，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設置智能計量設備高校單體建筑生活用水和飲用水宜設置智能水表計量，學生宿舍樓衛(wèi)生間、開水房、公共浴室淋浴器宜設置智能水表或采用IC卡計量[4]。

2.2排水系統(tǒng)設計

2.2.1選擇合理的排水體制高校建筑功能多樣，其污水性質也比較復雜，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污水：公共浴池主要排放沐浴用水，屬于優(yōu)質雜排水，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雜排水；鍋爐、水加熱器等設備排水溫度超過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、有毒物質等，污水性質相對復雜；食堂排水中含有大量油脂、泥沙等，排放時需設置隔油井。根據(jù)高校建筑排放的幾種污（廢）水的性質和污染程度、室外排水體制、綜合利用情況，可將性質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構并利用其與天然濕地相似的功能，利用物理沉積、生化反應、化學反應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，選種適應本地環(huán)境生長的植物；將生活污水排入，然后再排入學校東側和北側的自然水系，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，裝設節(jié)水監(jiān)管系統(tǒng)，利用智能水表與節(jié)能設備有機融合，將各用水點的用水情況通過數(shù)據(jù)采集、設備控制、數(shù)據(jù)存儲、智能分析、告警服務、系統(tǒng)管理等全流程信息化管控功能，實現(xiàn)智能化科學管理，有效實現(xiàn)節(jié)水的目的。

2.4加強節(jié)水宣傳與培訓

高?？梢圆扇∨e辦節(jié)水主題相關的講座、培訓和宣傳活動等措施，倡導清潔綠色的生活方式，喚起大學生節(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結語

高校建筑的給排水系統(tǒng)具有規(guī)模大、復雜性強的特點。因此，高校要結合實際情況，綜合分析，以節(jié)約用水為基本原則，科學合理地規(guī)劃設計給排水系統(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)綠色校園適宜技術調查研究[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計中相關問題[J].工程建設與設計,2008(03):50-54.

作者：畢南妮 裴麗麗 單位：唐山工業(yè)職業(yè)技術學院