| 浅谈建筑给排水中的节水技术 | ||||||||||||||||
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近年来我国城市生活用水量呈逐年递增趋势，而水源水质却呈逐年递减趋势。这无疑给给水处理和污水处理带来沉重的负担。因此我们应充分在节水上做文章。一滴水，微不足道。但是不停地滴起来，数量就很可观了。据测定，滴水在1个小时里可以集到3.6公斤水； 1个月里可集到2.6吨水。这些水量，足可以供给予一个人的生活所需。至于连续成线的小水流，每小时可集水17公斤，每月可集水12吨；哗哗响的大流水，每小时可集水670公斤，每月可集水482吨〔1〕。所以，节水的潜力是很大的。特别是城市生活用水其损耗是相当惊人的，城市生活用水的用水过程绝大部分是在建筑中完成的，因此要节约城市生活用水必须挖掘节水技术在建筑给排水中的应用。 建筑节水是一个系统工程，除应制订有关节水的法律法规、加强日常管理和宣传教育、利用价格杠杆促进节水工作外，还应采取有效的技术措施，以保证建筑节水工作全面深入的开展。 1．防止给水系统超压出流造成的隐形水量浪费 我们知道由于给水管网范围的扩大，输送水管的延长以及因为楼房的兴建而产生的高度差异，都会采用提高给水始端压力的方法，保障最不利供水点能够得到充足的给水，这样就会有大量的供水区域是高压给水的。因此给水配件前的静水压大于流出水头，其流量就大于额定流量。超出额定流量的那部分流量未产生正常的使用效益，是浪费的水量。由于这种水量浪费不易被人们察觉和认识，因此可称之为隐形水量浪费。 有人曾在一幢楼不同类型建筑的67个配水点做了超压出流实测分析，结果统计有55%的螺旋升降式铸铁水龙头（以下简称普通水龙头）和61%的陶瓷阀芯节水龙头的流量大于各自的额定流量，处于超压出流状态。两种龙头的最大出流量约为额定流量的3倍。由此可见，在我国现有建筑中，给水系统的超压出流现象是普遍存在而且是比较严重的。为改变这一状况，应采取以下措施。 1.1合理限定配水点的水压 由于超压出流造成的隐形水量浪费并未引起人们的足够重视，因此在我国现行的《建筑给水排水设计规范》和建筑给水排水设计规范GBJ15-2000征求意见稿（以下简称征求意见稿）中虽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，但这只是从防止给水配件承压过高会导致损坏的角度考虑的，并未从防止超压出流的角度考虑，因此压力要求过于宽松，对限制超压出流基本没有作用。所以，应根据建筑给水系统超压出流的实际情况，对给水系统的压力做出合理限定。 1.2采取减压措施 在给水系统中合理配置减压装置是将水压控制在限值要求内、减少超压出流的技术保障。 1.2.1减压阀 减压阀便是一种很好的减压装置，可分为比例式和直接动作型，前者是根据面积的比值来确定减压的比例，后者可以根据事先设定的压力减压，当用水端停止用水时，也可以控制住被减压的管内水压不升高，既能实现动减压也能实现静减压。 1.2.2减压孔板和节流塞 减压孔板相对于减压阀来说，系统比较简单，投资较少，管理方便。一些单位的实践表明，节水效果相当明显，如上海交通大学在学校浴室热水管道中加装孔径为5mm的孔板后，节水约43%.但减压孔板只能减动压，不能减静压，且下游的压力随上游压力和流而变，不够稳定。另外，减压孔板容易堵塞。可以在水质较好和供水压力较稳定的情况下采用[3].节流塞的作用及优缺点与减压孔板基本相同。适于在小管径及其配件中安装使用。 1.3采用节水龙头 有试验表明，陶瓷阀芯节水龙头和普通水龙头在全开状态下，前者的出流量小于后者的出流量。即在同一压力下，节水龙头具有较好的节水效果，节水量在20%～30%之间。且在静压越高，普通水龙头出水量越大的地方，节水龙头的节水量也越大。因此，应在建筑中（尤其在水压超标的配水点）安装使用节水龙头，减少水量浪费。1999年建设部，国家经贸委国家技术监督局国家建材局联合发文《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》要求在大中城市新建住宅中禁止使用螺旋升降式铸铁水嘴，积极采用符合《陶瓷片密封水嘴》和《水嘴通用技术条件标准的陶瓷片密封水嘴。我们学校主楼由于建设较早厕所内的水嘴仍是普通的螺旋升降式铸铁水龙头。我们经常可以看到龙头松动和龙头难于拧紧而造成的漏水现象。其实这种水嘴还存在超压造成的隐形水量的大量浪费。应引起学校相关部门的关注，从长远利益出发换用新式的节水龙头，减少不必要的损失。 2．减少热水系统的无效冷水量 随着人民生活水平的提高和建筑功能的完善，建筑热水供应已逐渐成为建筑供水不可缺少的组成部分。据调查，各种热水供应系统，大多存在着严重的水量浪费现象，比如我们家在开启热水配水装置后，往往要放掉不少冷水后才能正常使用。这部分流失的冷水，未产生使用效益，可称为无效冷水，也就是浪费的水量。无效冷水的产生原因是多方面的，应想办法从建筑热水系统的各个环节抓起，减少无效冷水的排放。也可以有意识的将这部分收集起来用于厕所冲洗等发面。 2.1选用支管或立管循环方式 热水系统的循环方式直接决定了无效冷水是否存在及冷水量的相对大小。目前我国现行的《建筑给水排水设计规范》中提出了三种热水循环方式：干管循环、立管循环、支管循环；同时，允许热水供应系统较小、使用要求不高的定时供应系统，如公共浴室等可不设循环管。有调查表明：支管循环方式最节水，立管循环方式的节水量虽比支管循环少但投资回收期较短，具有较明显的经济优势。而干管循环方式无论从节水的角度还是从工程成本回收的角度看均无优势。无循环系统会产生大量的无效冷水量，不符合节水要求，同时也给人们的使用带来不便，综合上述分析并结合我国国情，新建建筑热水系统不应再采用干管循环和无循环方式，而应根据建筑物的具体情况选用支管循环或立管循环方式。 2.2对现有无循环定时热水供应系统进行限期改造 目前我国绝大部分公共浴室采用的是无循环定时热水供应系统，每天洗澡前要排出大量无效冷水。由于无循环系统管线较简单，故改造工程投资少，收效快，较易施行。如北方交通大学在学生浴室的热水干管上增设回水管，工程总投资约4000元，年节水量约960m 2.3减少调温造成的水量浪费 为减少调温造成的水量浪费，公共浴室应采用单管热水系统，温控装置是控制其水温的关键部件。在生活中我们可以发现现有温控装置是不够灵敏的，洗浴水忽冷忽热。因此应积极开发性能稳定、灵敏的单管水温控制设备。目前我国建筑双管热水系统冷热水的混合方式大多采用混合龙头式和双阀门调节式，每次开启配水装置时，为获得适宜温度的水，都需反复调节。因此应逐步采用带恒温装置的冷热水混合龙头快速得到符合温度要求的热水，减少由于调温时间过长造成的水量浪费。 3．防止二次污染造成的水量浪费 二次污染事故的发生，使得建筑给水系统不能正常工作，造成用户用水困难。同时，受到污染的水将会被排放；对供水系统的清洗处理，也需耗费大量的自来水，这些都造成了水的严重浪费。因而防止建筑给水系统二次污染，对节约用水有着十分重要的意义。 3.1在高层建筑给水中采用变频调速泵供水 水池、水泵、高位水箱加压供水方式是目前高层建筑中使用最广泛的供水方式。有研究表明，这种供水系统的水质指标合格率有所下降，其原因约有一半是水在加压输送和贮存过程中造成的。变频调速泵供水直接用泵将贮水池内的水送至用户，取消了水箱，减少了发生二次污染的几率。我国有的地区已明令在特定情况下使用这种供水方式。如上海住宅设计标准中规定，住宅设计规模在400户以上时，采用变频调速水泵集中供水。在其它市，变频调速泵也得到了一定程度的应用。 3.2新建建筑的生活与消防水池分开设置 目前绝大部分高层建筑的生活与消防贮水池合建，水池容积过大，生活用水储量一般不足总储量的20%，生活用水贮存时间过长，有时长达2～3天。有研究表明，夏季水温较高时，水箱中的水在贮存12小时后，余氯即为零，细菌快速繁殖。合建水池在每月的消防试水时还会造成消防试水的排放浪费。对生活饮用水与消防用水水池分开设置可在很大程度上减轻生活用水的细菌性污染。消防试水可排放到消防贮水池中，不必外排。此外，分建水池的总容积基本没有增加，不会过多增加造价，并且还可优化地下室设计、有效利用地下室面积。因此从现在起应鼓励新建建筑的生活与消防水池应分开设置。 3.3严格执行设计规范中有关防止水质污染的规定 采用水池、水泵、水箱二次供水方式，虽然存在着二次污染问题，但也具有供水水量和水压较稳定可靠等优点。因而，完全淘汰这种供水方式是不可能的，应严格执行设计规范中有关水池（箱）材质选用、配管和构造设计及防止管道系统回流污染等规定，杜绝由于选材或设计、施工不当引起的水质污染。 3.4水池、水箱应定期清洗强化二次消毒措施 为保证水箱良好的卫生条件，卫生防疫部门应加强对水箱水质和水箱清洗的监管力度，并应适当增加水箱的清洗次数。生活饮用水池（箱）内的贮水，在最高日用水情况下，12h内不能得到更新时，宜设置消毒处理装置。实践证明这对防止高层建筑的水质污染起到了很好的作用。 3.5推广使用优质给水管材 在建筑给水中传统的给水管材是镀锌钢管但由于镀锌钢管易受腐蚀，造成水质污染，一些发达国家和地区已明确规定普通镀锌钢管不再用于生活给水管网。我国建设部等四部委也联合发布文件，要求自2000年6月1日起，在全国城镇新建住宅给水管道中，禁止使用冷镀锌钢管，并根据当地实际情况逐步限时禁止使用热镀锌钢管，推广应用新型管材[4].目前有铜管、不锈钢管、聚氯乙烯管、聚丁烯管、铝塑复合管、高密度聚乙烯管等新型管材可以用来取代镀锌钢管。塑料管与镀锌钢管相比，在经济上具有一定优势。铜管和不锈钢管虽然造价较高，但使用年限长，还可用于热水系统。所以应根据建筑和给水性质，选择合适的优质给水管材。 4．大力发展建筑中水设施 中水道。顾名思义输送的既不是上水道清洁的自来水，也不是下水道污秽的脏水。把一个地区居民洗脸、洗澡、洗衣服等洗涤水和冲洗用水集中起来，经过去污、除油、过滤、消毒、灭菌处理，输入中水道管网，以供冲厕所、洗汽车、浇草坪、洒马路等非饮用水之用。 所以中水道又称为杂用水道。用一立方米中水道的水，等于少用一立方米清洁水，少排出近一立方米污水，一举两得，达到节水近50%。所以，中水道已在世界许多缺水城市广泛采用。 4.1充分利用盥洗废水等优质杂排水 现有的中水设施大多建于宾馆、高校，水源基本为浴室洗浴废水。对于一些规模不大的单位来说，洗浴废水量比较小，且排放时间过于集中，中水设施得不到稳定充足的水源。而盥洗废水具有水量大、使用时间较均匀、水质和处理效果相对较好等优点，应作为中水水源，加以充分利用。 4.2尽快制定并实施新的回用水水质标准 目前建筑中水回用执行的是现行的《生活杂用水水质标准》。该标准中总大肠菌群的要求与《生活饮用水卫生标准》相同，比发达国家的回用水标准及我国适用于游泳区的Ⅲ类水质标准还严格。这样就导致两个问题：一是许多现有中水工程根本达不到该标准；二是由于达标具有一定难度，提高了中水工程的投资和处理成本。所以应尽快制定该指标的适宜限值推动中水工程的推广和普及。 5．养成良好的节水习惯 节水不是限制人用水，甚至是不让用水。而是让人合理地用水，高效率地用水，不要浪费。家庭只要注意改掉不良的习惯，就能节水70%左右。与浪费水有关的习惯很多，比如：用抽水马桶冲掉烟头和碎细废物；为了接一杯凉水，而白白放掉许多水；先洗土豆、胡萝卜后削皮，或冲洗之后再择蔬菜；用水时的间断（开门接客人，接电话，改变电视机频道时），未关水龙头；停水期间，忘记关水龙头；洗手、洗脸、刷牙时，让水一直流着；睡觉之前、出门之前，不检查水龙头；设备漏水，不及时修好。从下表我们可以看出在生活中很多地方只要我们有心留意，节约的用水是十分可观的。 5.1查漏塞流 在家中滴水成河并非开玩笑。要经常检查家中自来水管路。防微杜渐，不要忽视水龙头和水管节头的漏水。发现漏水，要及时请人或自己动手修理，堵塞流水。一时修不了的漏水，用总节门暂时控制水流。维修更换水龙头虽是一项专业工作，但只要肯动手，稍有点常识的人就可以掌握，拒1996年统计美国就有一半的家庭是自己动手解决这些问题的。而我国至今许多家庭对此都束手无策，目前国际上提倡DIY，也就是自己动手更换水龙头。 5.2洗衣节水小窍门 （1）洗衣机洗少量衣服时，水位定得太高，衣服在高水里飘来飘去，互相之间缺少摩擦，反而洗不干净，还浪费水。 （2）衣服太少不洗，等多了以后集中起来洗，也是省水的办法。 （3）如果将漂洗的水留下来做下一批衣服洗涤水用，一次可以省下30-40升清水。 5.3洗澡节水 用喷头洗淋浴：（1）学会调节冷热水比例。（2）不要将喷头的水自始至终地开着，更不应敞开着。（3）尽可能先从头到脚淋湿一下，就全身涂肥皂搓洗，最后一次冲洗干净。不要单独洗头、洗上身、洗下身和脚。（4）洗澡要专心致志，抓紧时间，时间就是水！不要悠然自得，或边聊边洗。更不要在浴室里和好朋友大打水仗。（5）不要利用洗澡的机会顺便洗衣服、鞋子。在澡盆洗澡，要注意：放水不要满，13-14盆足够用了。 5.4厕所节水 （1）如果觉得厕所的水箱过大，可以在水箱里放个砂袋或一只装满水的大可乐瓶，以减少每一次的冲水量。但须注意不要妨碍水箱部件的运动。（2）水箱漏水总是最多，经常检查是否漏水（3）用收集的家庭废水冲厕所，可以一水多用，节约清水。（4）垃圾不论大小、粗细，都应从垃圾通道清除，而不要从厕所用水来冲。 5.5一水多用 （1）洗脸水用后可以洗脚，然后冲厕所。（2）家中应预备一个收集废水的大桶，它完全可以保证冲厕所需要的水量。（3）淘米水、煮过面条的水，用来洗碗筷，去油又节水。（4）养鱼的水浇花，能促进花木生长。 6．推广使用节水器具 家庭节水除了注意养成良好的用水习惯以外，采用节水器具很重要，也最有效。有的人宁可放任自流，也不肯更换节水器具，其实，这么多水费长期下来是不合算的。因而大力推广使用节水器具是实现建筑节水的重要手段和途径。 6.1节水水龙头 6.1.1陶瓷阀芯节水龙头 目前节水型水龙头大多采用陶瓷阀芯水龙头。这种水龙头与普通水龙头相比，节水量一般可达20%～30%；与其它类型节水龙头相比，价格较便宜[3].因此，应在居民楼等建筑中大力推广使用这种节水龙头。我们教五楼和宿舍楼采用的都是这种龙头。 6.1.2延时自闭式水龙头 延时自闭式水龙头在出水一定时间后自动关闭，避免长流水现象。出水时间可在一定范围内调节，既方便卫生又符合节水要求。非常适合公共场所的洗手用。我们的木工院即采用这种水龙头 6.1.3光电控制式水龙头 延时自闭式水龙头虽然节水但出水时间固定后，不易满足不同使用对象的要求。光电控制式水龙头就可以克服上述缺点，例如最新型的一款红外线自动控制洗手器，第一次安装时就可以自行检查该器下方或前方的固定反射体（比如洗手盆）并根据反射体的距离调整自己的工作距离，避免了过去的自动给水器因前方障碍较近出现的常流水现象，而且这种智能化的洗手器可以做到尽管你的手在下面没有洗手动作不给水，洗手时间过长也会停水，长期不用还可以定时冲水，以免水封失灵供电不足了提前报警。 6.2节水冲水便器 6.2.1使用小容积水箱大便器 目前我国正在推广使用6L水箱节水型大便器，并已有一次冲水量为4.5L甚至更少水量的大便器问世。但也应注意要在保证排水系统正常工作的情况下使用小容积水箱大便器，否则会带来管道堵塞、冲洗不净等问题。两档水箱在冲洗小便时，冲水量为4L（或更少）；冲洗大便时，冲水量为9L（或更少）。一个双阀口式两档水箱，大便时打开下面的排水口，小便时打开上面的排水口，左图是两挡式水箱开关的几种形式）以色列的建筑法规中规定所有新建筑必须安装两档冲洗水箱。我国也应大力推广两档水箱，因为一天之内，人的小便次数远远高于大便次数。以三口之家为例，若每人每天大便1次、小便4次，使用现有9L水箱，一天要用水135L；使用6L水箱，一天用水90L；而使用两档水箱，一天用水75L，可见采用9L两档水箱比采用6L水箱更节水。使用6L两档水箱节水效果更好。使用两档水箱的另一个优点是不需要更换便器和对排水管道系统进行改造，因而尤其适用于现有建筑便器水箱的更新换代。 6.2.2免冲洗小便器 美国推出的免冲洗小便器，是一种不用水、无臭味的厕所用器具，其实仅仅是在小便器一端加个特殊的存水弯装置，但是因为经济、卫生，节水有效，所以还颇受欢迎。 6.2.3光电控制小便器 光电控制小便器已在一些公共建筑中安装使用。 6.2.4延时自闭式冲洗阀 它是利用先导式工作原理，直接与水官相连在给水压力足够高的情况下，可以保障大便器瞬时冲水的需要，用来代替水箱及配件，安装简洁，使用方便，卫生，价格较低，节水效果明显的特点。我们木工院使用的便是这种冲洗器。 6.3在热水系统中安装多种形式的节水器具 如在公共浴室安装限流孔板；在冷、热水入口之间安装压力平衡装置；安装使用低流量莲蓬头、充气式热水龙头和恒温式冷、热水混合龙头等。 6.4进一步开发多种形式的节水器具 6.4.1研制不同出水量的水龙头 一些国家规定，在不同场所采用不同出水量的水龙头，如新加坡规定洗菜盆用水6Lmin，淋浴用水9Lmin；我国台湾省推出的喷雾型洗手专用水龙头，出流量仅为1Lmin。而我国各种水龙头的额定流量大部分是0.2L，即12Lmin，明显偏大。因此应合理制定各种水龙头的额定流量，并逐步在不同场所安装不同出水量的水龙头。 6.4.2真空节水技术 为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果，可将真空技术运用于排水工程，用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污水、污物冲吸干净，达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括：带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40～50kPa的负压，将污水抽吸到收集容器内，再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术，平均节水超过40%。若在办公楼中使用，节水率可超70%。 6.4.3开发带洗手龙头的水箱 在日本很多家庭使用带洗手龙头的水箱，洗手用的废水全部流入水箱，回用于冲厕。若水箱需水时，可打开水龙头直接放水。使用这种冲洗水箱，不但可以节水，而且可减少水箱本身的费用。目前，这种水箱在我国已有销售。 7．合理设置和使用水表 7.1提高水表计量的准确度 在调查中发现，由于选型和水表本身的问题，水表计量的准确性较差。如有的建筑物水表型号过大，用水量较小时，水表指针基本不动。根据有关部门和本院课题组对水表的测定结果统计，约有40%的水表不符合±4%的精度要求。水表计量的准确性不仅涉及买卖公问题，也关系到对漏损控制的评价和采用的对策。为此应采取有效措施提高水表计量的准确度。 7.1.1严格按照规范要求选择和安装水表 无论什么建筑，设计时都应按照《建筑给水排水设计规范》的要求选择水表，防止水表型号选择过大，出现水量漏计现象。施工单位应严格按照《冷水水表安装要求》等规范安装水表。 7.1.2水表前加装过滤器 影响水表计量准确度的主要原因之一是管网水质的影响，主要表现在水中杂质堵塞了水表滤网的部分进水孔，造成水表计量不准确。在水表前安装过滤器，可以解决这一问题并减轻水表磨损。国外在给水系统的阀门、水表、用水器具前大量使用过滤器并定期清洗。但在我国，过滤器的效用还未引起人们的足够重视，只是在少数场合应用。所以应加快过滤器的研制工作，并尽快在建筑中应用。 7.1.3限制使用年限 根据国家技术监督局《强制检定的工作计量器具实施检定的有关规定（试行）》，对生活用水表只做首次强制检定，限期使用，到期更换。但是，由于各地对上述规定并未采取有效措施加以落实，致使目前建筑中的水表大多数无限期使用。由于水表自身零件的机械磨损，水表的使用年限越长，其准确度就越低。新加坡的经验是，15mm水表每7年换表可使85%的水表维持在±3%的精度内，而大水表根据情况采用2～4年的换表周期。因此，各地应按照国家要求，对水表使用年限做出限制性规定，到期强制更换。使用期限为：口径15～20mm的水表不得超过6年，口径25～50mm的水表不超过4年。此外，为保证水表量的准确度，部门和自来水公司应对水表进行经常性检查，及时发现水表使用过程中出现的问题，保持水表良好的工作环境。 7.2发展IC卡水表和远传水表 目前分户水表普遍设置在居民家中，入户查表给居民生活带来不便，同时居民进行室内装修时，常常把本来明装的水表遮蔽（暗敷），给查表和水表的维修、管理带来很大困难。近几年，我国住宅设计开始将水表相对集中或统一设于一楼（或设备层），或把水表设于管井内。这些设计会造成供水管线的增加和成本的提高，同时还增加了施工难度和住户验看水表不方便等问题。在经济发达的国家和地区，IC卡水表和远传水表发展较快。东京一居民区通过电话线，用电子计算机集中进行抄表，每户查表只需2s[3].可见我国的水表应用技术应朝着IC卡水表和远传水表系统的方向发展。 结 语 节水最关键的不是建筑节水技术，而是人们节水的意识，人们的用水习惯。据调查目前这种观念尚未真正有效树立。所以倡导人们将淡水资源当作一种珍稀资源，节制使用，呼吁全民节水势在必行，只要采取一项措施或几项措施兼用，其节水效果都将是显著的。坚持开发与节约并举，把节约放在首位，在遵循生态规律、经济规律、社会发展规律等的前提下，在水资源、水环境承载能力范围内，在需水管理理论指导下，在完善的法律体系框架内，以政府为主导，综合运用行政、法律、管理、经济、宣传教育及科技的手段和措施，统一管理，科学配置，不仅能取得显著的经济效益，而且能在一定程度上缓解城市用水供需矛盾，解决高峰期缺水问题，还能减少污水排放量，保护环境，取得较好的社会效益和环境效益，建立节水型的社会。 |