节能减排措施在绿色建筑给排水设计中的运用

引言

建筑行业作为能源消耗和碳排放的大户 , 在绿色低碳转型中肩负着重要使命。建筑给排水系统作为建筑基础设施的重要组成部分 , 其能耗在建筑总能耗中占据一定比例。传统的给排水系统设计往往侧重于满足基本功能需求 , 对能源消耗关注不足 , 导致水资源浪费与能源消耗过高。在绿色低碳目标下 , 对建筑给排水系统进行节能设计创新实践 , 不仅有助于降低建筑能耗、减少碳排放 ,还能提高水资源利用效率 , 实现经济效益与环境效益的双赢 , 对于推动建筑行业可持续发展具有深远意义。

1 节能减排的定义与重要性

节能减排指的是通过一系列技术和管理措施，在保证建筑功能和舒适度的前提下，减少能源消耗和有害排放。节能是指通过技术手段和管理措施提高能源的利用效率，降低能源需求，从而减少能源消耗。减排则是通过采用清洁能源或优化排放过程，减少温室气体、污染物以及废水等的排放。建筑领域的节能减排是一个复杂的系统工程，涵盖了从设计阶段到运营管理的全过程，涉及建筑结构、给排水系统、电气设备、暖通空调系统等多个方面。在当前全球环境问题日益严重的背景下，建筑行业的节能减排不仅关系到能源资源的高效利用，也是减缓气候变化、减少环境污染、推动可持续发展的重要手段。建筑给排水系统作为建筑运行中的关键组成部分，其能耗和排放对整体节能减排目标的实现具有直接影响。

2 节能减排措施在绿色建筑给排水设计中的运用

2.1 雨水渗透技术

雨水收集与管理是合理运用降水来达到相应的储水目的，以便达成水循环，这也是绿色建筑排水设计的一大亮点。在绿色建筑雨水管理系统中，系统性技术措施通过全流程优化实现水资源高效利用。雨水渗透技术包含多个方面的内容：第一，高效捕获系统。首先，从建筑顶部着手，采用坡度 ⩾5^∘ °的坡屋顶配合不锈钢或聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）导水槽，显著提升雨水径流效率，平屋顶则通过虹吸式排水系统加速雨水汇集；地面层则利用透水混凝土、植草砖等铺装材料，结合下沉式绿地和生物滞留池，将地表径流减少 30%～50% 。智能化调控模块通过雨量传感器联动自动分流装置，实现初期污染雨水弃流与清洁雨水收集的动态切换。其次，分级储存与净化环节。采用孔隙率≥ 95% 的聚丙烯（Polypropylene，PP）材质模块化地下储水池，埋深1.5～3m 以避免藻类滋生，其容量设计满足年径流总量控制率 ⩾85% 的要求。第三，水质处理采用三级净化工艺：旋流分离器与格栅完成初级过滤，石英砂和活性炭吸附去除重金属与有机物，紫外线或臭氧消毒确保水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2020）标准，同时辅以人工湿地和生态浮岛通过植物 - 微生物协同作用进行生态净化。多场景循环利用覆盖建筑内外多元需求，处理后的雨水 40% 用于冲厕、空调冷却等建筑内部中水系统，滴灌系统则使绿化用水效率提升 30% ，并通过渗井回灌补充地下水；在干旱地区，经深度处理达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）标准的雨水还可作为应急生活水源，形成从日常使用到灾害应对的完整水循环体系。雨水渗透技术在建筑给排水中的应用对于城市的可持续发展至关重要，可以改善水资源的利用效率，减少水污染，同时促进绿色建筑理念的实现。

2.2 中水与雨水回用系统

中水与雨水回用系统是实现建筑水资源梯级利用的核心路径，通过对洗浴、洗衣等生活灰水进行净化处理，使其满足冲厕、绿化灌溉等非饮用水使用标准，可大幅削减新鲜水消耗量，有效缓解水资源供需矛盾，系统设计需依据建筑结构特点，科学规划中水收集管网、贮水池及处理设备布局，并结合回用场景需求配置输配系统，确保水质达标且供需平衡。在雨水回收环节，应合理布局屋面与地面收集设施，配套设置初期雨水弃流装置与净化系统，保障回用水质安全，收集的雨水可用于景观水体补给、道路冲洗及冷却塔补水等场景，提升水资源综合利用率，将中水与雨水系统进行集成化设计与统一调度管理，能够进一步优化资源配置，增强给排水系统的节能效益与经济可行性。

2.3 热水供应系统节能设计

热水系统能耗在建筑总能耗中占比显著，其节能设计是降低建筑运行成本的关键环节，优先采用太阳能热水系统，并将其与建筑屋面结构深度融合，实现光热转换设备的高效安装与集成，采用集中供热结合分户计量控制模式，可避免分散式系统重复建设导致的能源浪费，同时借助蓄热装置调节昼夜热水供需差异。针对热能传输过程中的损耗问题，需对热水管道进行全面保温处理，并缩短输送路径以减少热损失，设置热水循环回流装置，既能避免用户用水初期冷水浪费，提升使用体验，又可优化能源利用效率，引入智能控制系统，基于用户用水习惯实现分时段加热、流量调控与能耗分析，推动热水系统向精准供给、智能节能方向升级。

2.4 能效优化设计

在绿色环保理念下，建筑给水排水系统的能效优化设计应以降低水泵能耗、减少管网水头损失、提高设备运行效率和优化水资源配置为核心目标。首先，应采用变频调速泵代替传统定速泵，以适应不同用水负荷需求，减少能源浪费。例如，在某高层建筑中，变频泵的应用可将水泵能耗降低 20%～30% 。其次，应优化管网水力布局，通过精准计算流速、压力损失等参数，减少无效能耗。在某大型商业综合体的实践中，优化管径分配后，系统总能耗降低 15%_o 。此外，选用低能耗、长寿命的节能型水泵、电机及相关控制设备，可有效减少系统运行成本，提高综合能效。以某建筑项目为例，应用中水回用技术后，建筑整体用水量减少 30% ，其中冲厕用水节约 50% ，绿化及冷却补水节约 40% 。再者，可通过智能化监控系统实时采集水力参数，对管网压力、流量等关键数据进行分析，采用 AI 算法动态优化供水模式，提高整体系统运行效率。

2.5 热源选择与热源设备的优化设计

在建筑给排水系统的优化设计中 , 热源选择与热源设备至关重要。热源选择需综合考量地区能源状况、建筑使用需求及成本等因素。在太阳能资源丰富地区, 太阳能热水器是理想热源, 其集热效率可达 50%～60% , 能显著减少传统能源消耗。对于有集中供热条件的区域 , 优先采用集中供热作为热源 , 可保障供热稳定性。热源设备方面 , 应选用高效节能型产品 , 如新型冷凝式燃气锅炉 , 热效率相比传统锅炉可提升 10%～15% 。同时 , 根据建筑规模与热水用量精准匹配设备功率 , 避免“大马拉小车”现象 , 实现能源的高效利用 , 助力给排水系统在绿色低碳目标下达成更好的节能效果。

结语

总而言之，节能减排措施在建筑给排水设计中的应用是实现可持续发展的关键一环。通过优化给水和排水系统的设计、提高设备能效、利用水资源回收与再利用技术，不仅能够有效降低建筑能源消耗，还能减少环境污染，促进资源的高效利用。

参考文献

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