绿色建筑给水排水设计的节能减排技术与实践

摘要：随着人口的增长和社会经济的快速发展，水资源短缺和能源紧张已成为制约可持续发展的重要因素，尤其是在绿色建筑设计中，给水排水系统的节能减排十分重要。本文从给水排水设计入手，探讨了节水和节能技术在绿色建筑中的应用策略，以期有效降低建筑物的水耗与能耗，实现绿色建筑的可持续发展目标。

关键词：绿色建筑；给水排水；节水；节能；可持续发展

引言

随着可持续发展理念的深入人心，绿色建筑已成为建筑行业的新风向标，而在绿色建筑的诸多要素中，给水排水系统的节能减排设计尤为关键。但传统的给水排水设计往往忽视了节水节能，导致水资源浪费和能源消耗严重。针对这一问题，必须转变思路，积极研究并应用先进的节水节能技术，优化给水排水系统设计，方能推动绿色建筑的高质量发展。

一、绿色建筑给水排水设计的节水技术应用策略

1.系统供水压力平衡

供水压力平衡是绿色建筑给水排水设计中至关重要的一环，对此设计师需要综合考虑建筑物的高度、市政管网余压等因素，合理控制供水压力，确保系统在满足用水需求的同时，最大限度地降低能耗。其中，分区供水技术是一种行之有效的方法，通过将建筑物按照高度划分为不同的压力区，并采用二次加压或区域供水的模式，可以避免单一加压带来的压力过剩问题。同时，在供水系统的设计中，还应充分利用市政管网余压，减少不必要的二次加压，进一步提高系统的节能效果。

2.节水型卫生器具和配水器具的应用

随着节水技术的不断进步，如今市场上已经出现了各种类型的节水型卫生器具，如节水型马桶、节水型水龙头、恒温混合阀等。以节水型马桶为例，传统马桶每次冲洗用水量通常在6升以上，而节水型马桶采用了小便分流、双档控制等技术，可以将单次冲洗用水量控制在4升以内，节水效果十分显著。再如节水型水龙头，通过内置恒流控制芯、设置开关限位等措施，可以有效避免水流量过大导致的水资源浪费。

3.中水回用技术

随着技术的不断进步，中水处理工艺也呈现出多样化的发展趋势，其中“物理+生物+膜处理”的三级组合工艺已经成为主流。对于一些优质的杂排水，如淋浴水、洗手水等，可以采用毛发聚集器、斜板沉淀、纤维转盘过滤等物理处理工艺，经过处理后的出水水质就可以达到《城市杂用水水质标准》的要求。

而对于一些含有粪便等污染物的污水，则需要采用更加深度的处理工艺，如MBR膜生物反应器等。以某商业综合体项目为例，该项目采用了MBR膜生物反应器工艺，配套建设了300m³的中水池和双管路供水系统，最终实现了中水回用率达到65%，年节水量达到12万吨，中水覆盖了冲厕、绿化、车库冲洗等多个用水环节。可以看出，通过合理应用中水回用技术，绿色建筑的给水排水系统可以实现水资源的高效利用和循环利用，为建筑的可持续发展提供有力支撑。

4.雨水收集与利用技术

雨水是一种宝贵的水资源，其收集与利用是绿色建筑给水排水设计的重要内容，通过在屋面、路面等场所设置雨水收集系统，再经过一系列处理工艺，就能获得品质优良的再生水，用于绿化灌溉、车辆冲洗等场景，从而减轻市政供水压力[1]。雨水收集与利用的技术流程主要包括以下环节：首先，在降雨初期，将屋面冲刷下来的污染物质随雨水一并排入污水管网，这个过程称为初期雨水弃流，目的是避免污染物进入后续的处理设备。接着，待屋面冲洗干净后，开启雨水收集系统，将雨水引入调蓄池，经过斜板沉淀或微絮凝过滤等工艺去除杂质，最终出水水质能够满足要求。值得一提的是，为了确保雨水回用的安全性，在使用前还需要对其进行消毒处理，常用的方法有紫外线消毒、臭氧消毒等。

二、绿色建筑给水排水设计的节能技术应用策略

1.太阳能热水系统

太阳能热水系统主要由集热器、储水箱和循环泵等部件组成，其中集热器的选型至关重要。对于日照条件优越的地区，平板型集热器就能满足需求，而在阳光资源相对匮乏的地区，真空管型集热器凭借其出色的集热效率，成为不二之选。当然，单纯依靠太阳能并不能确保热水供应的稳定性，特别是在阴雨天气，集热效果会大打折扣。为此，设计师通常会在系统中配置辅助加热设备，如空气源热泵或电加热器，与太阳能集热器联动，互为备用，从而实现全天候无间断供应[2]。

2.高效水泵与变频技术

在绿色建筑的给水排水系统中，采用高效水泵和变频控制技术，对于降低系统能耗、实现建筑节能至关重要。所谓高效水泵，是指在额定工况下效率达到国家标准要求，并且在宽广的流量范围内仍能保持较高效率的水泵产品。目前，我国已出台多项水泵能效标准，对不同类型水泵的性能参数做出了明确规定，设计人员应优先选用节能产品目录中的高效水泵，提高系统能源利用效率。

与高效水泵相配套的，是变频控制技术，传统恒速泵只能工作在额定工况，而变频泵可根据系统实际需求，实时调节电机转速和流量，避免了过量供水和溢流损失。以某小区为例，施工单位采用了变频调速的离心泵，配合小区水箱，实现了无负压供水和高区直供，较传统供水方式节能30%以上。在用水低谷时段，系统充分利用市政管网压力直接供水；高峰时段再启动水泵，联合市政管网补充供水。双水源的优化调度，进一步提升了系统节能效果。类似地，在高层建筑供水中，采用变频泵结合气压罐的无负压供水技术，通过水泵变频调速和气压罐吸纳余压，既可节省电耗，又能减少管网爆管等事故[3]。

3.智能供水系统

与传统供水模式相比，智能供水系统最大的特点在于其“智能”二字。通过在管网关键节点布置各类在线监测设备，如智能水表、压力传感器等，并将采集到的海量数据实时上传至监控中心，系统就能够动态掌握管网的水压、水质和漏损状况[4]。这些数据经过大数据分析和智能算法处理后，监控中心可准确诊断出系统运行中存在的问题，并及时发出优化控制指令，确保供水系统始终处于最佳工况。在绿色建筑中应用智能供水系统，不仅可以实时发现和处置管网异常，有效控制跑冒滴漏，还能优化水泵运行参数，最大限度降低能源消耗。系统还能与用户终端实现双向互动，通过发送用水提示和奖惩措施，引导用户养成良好的用水习惯，形成人机协同的节水格局。

4.新型管材与阀门的应用

给水排水管网的材质性能和密闭性直接影响其安全稳定运行。绿色建筑设计中，应因地制宜选用性能优良的新型管材，如不锈钢复合管、高性能聚乙烯管等，既可提高管道强度和抗腐蚀性，又可降低生产能耗和运输成本。此外，阀门作为调控水流的执行器件，在节能方面也有较大改进空间。可选用新型陶瓷密封阀、多功能调节阀等，减小启闭扭矩，这些阀门具有启闭扭矩小、操作能耗低、密封性能优异及使用寿命长等特点，能有效提高系统的运行效率和可靠性。同时，针对大口径管道，可采用调流调压阀，既可灵活调节，又可有效降低水锤损害。科学选材配件，既可保障给水排水系统高效安全运行，又可降低工程造价，实现节能、节材、节水多重效益。

结束语：绿色建筑给水排水设计的节能减排，需要节水和节能技术的综合应用。通过在系统供水、用水器具、水资源利用、热水系统等方面采取针对性措施，并积极应用高效水泵、智能供水、新型管材等先进技术，可从源头和过程两个层面实现水资源和能源的高效利用。节能减排不仅是绿色建筑的内在要求，更关乎人类社会的可持续发展。设计者应树立全局观念，紧跟节能减排技术前沿，因地制宜开展技术集成创新，不断提升绿色建筑给水排水系统品质，为建筑业绿色转型和高质量发展贡献智慧和力量。

参考文献

[1]杜亭燕.建筑给水排水设计中节能减排设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2024，（05）：204-206.

[2]林国良.试论建筑给水排水设计中节能减排设计[J].中华建设，2023，（10）：117-119.

[3]李盼盼.建筑给水排水设计中节能减排设计分析[J].四川建材，2022，48（06）：212-213.

[4]边克术.建筑给水排水设计中节能减排设计分析[J].绿色环保建材，2021，（12）：59-60.