绿色建筑中给水排水节能技术应用分析

一、引言

绿色建筑作为一种可持续发展的建筑模式，在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间。给水排水系统是建筑的重要组成部分，其能耗和水资源消耗在建筑整体中占据较大比例。因此，在绿色建筑中应用先进的给水排水节能技术，对于实现建筑的节能减排目标、促进水资源的合理利用具有关键作用。

二、绿色建筑中给水排水节能技术应用现状

当前，在绿色建筑领域，给水排水节能技术已受到一定程度的关注和应用。部分新建绿色建筑项目积极采用节能节水设备与技术，如部分高档写字楼安装了感应式水龙头、节水型卫生器具等，有效减少了水资源浪费。在一些大型社区，雨水收集系统的应用也逐渐增多，用于小区绿化灌溉、道路冲洗等，降低了对市政供水的依赖。然而，从整体来看，给水排水节能技术的应用仍存在一些问题。一方面，部分建筑设计人员对节能技术的了解不够深入，在设计过程中未能充分考虑节能需求，导致给排水系统设计不合理，能耗较高。另一方面，一些既有建筑由于建成时间较早，给排水设施老化，改造难度较大，难以大规模应用节能技术。

三、绿色建筑中常见的给水排水节能技术

3.1 雨水收集利用技术

雨水收集利用技术是实现水资源可持续利用的重要手段，通过对自然降水的有效截留与净化，降低市政供水依赖。该技术系统主要由收集、传输、储存、处理和回用五个环节构成。在收集环节，屋面雨水常采用重力流或压力流雨水斗，后者在超高层建筑中应用时，能通过虹吸效应提升收集效率，减少初期雨水弃流量。地面雨水收集则结合透水铺装、下沉式绿地等海绵城市设施，通过渗透、储存和净化三重作用，实现雨水的源头控制。在处理工艺上，多级过滤系统是保障水质的关键。在生态园区的雨水收集利用实践中，其雨水处理流程包含初沉池、石英砂过滤、活性炭吸附和紫外线消毒。处理后的水质浊度低于 5NTU，大肠杆菌群数 <3 个 /L，达到绿化灌溉和道路冲洗标准。从经济层面来看，该系统年收集雨水量达 1.2万立方米，按当地综合水价 5 元 / 吨计算，年节约水费超 6 万元，投资回收期约6 年。

3.2 中水回用技术

中水回用技术通过对生活污水的循环处理，实现水资源的梯级利用。当前主流处理工艺分为物理化学法和生物处理法两类。物理化学法适用于水质波动大的场景，采用絮凝沉淀、膜过滤和高级氧化组合工艺，对COD、氨氮的去除率可达 85% 以上。生物处理法以MBR（膜生物反应器）技术最具代表性，其将生物降解与膜分离技术结合，污泥浓度可维持在8000-12000mg/L ，出水悬浮物几乎为零，广泛应用于酒店、医院等场所。实际工程中，某五星级酒店的中水回用系统颇具借鉴意义。该系统处理规模为 500m³/d ，采用“预处理 +A/0 生物处理 +UF+RO”工艺，处理后的中水用于冲厕、景观补水，回用率达 65% ，年节约自来水 18.25 万吨，同时减少 COD 排放约 32 吨。但需注意，中水系统的维护成本约占运行费用的 30% ，主要集中在膜组件更换和药剂消耗方面。

3.3 节水器具的应用

节水器具的普及是实现终端节水的直接途径。根据国家标准GB25501-2019，节水型水龙头流量系数需 ⩽ 0.25L/s，相比普通水龙头节水 30% 以上。感应式水龙头采用红外或微波感应技术，使用后 0.5 秒内自动关闭，实测节水率可达 40% 。双冲式坐便器通过大小冲水量智能切换，单次冲水量可控制在 3-6L，较传统坐便器减少 50% 用水量。在淋浴设备方面，空气注入式花洒是技术创新的典型。其通过内置发泡装置将空气与水流混合，形成富含气泡的水流，在降低水流量的同时提升冲洗效果。某住宅项目改造数据显示，换装节水器具后，户均日用水量从 180L 降至135L，节水率达 25% ，年节约水费支出约 300 元 / 户。此外，智能水表与节水器具的联动应用正在兴起，通过实时监测用水量异常波动，实现精准节水管理。

3.4 变频调速供水技术

变频调速供水技术基于流体力学相似定律，通过改变水泵转速实现流量和压力的动态调节。其核心设备变频器采用矢量控制算法，能在 0.1 秒内响应压力变化，将供水压力波动控制在 ±0.01MPa 以内。以 30 层写字楼为例，传统工频供水系统水泵平均效率仅 65% ，而变频系统通过调速运行，使水泵始终保持在 80%-90% 的高效区间，年节电率达 38% ，折算电费节约约 25 万元。系统设计时需注意泵组配置与用水曲线的匹配性。通常采用“主泵 + 辅泵 + 气压罐”组合模式，夜间小流量时由辅泵或气压罐供水，避免主泵低效运行。此外，物联网技术的应用使变频系统具备远程监控功能，运维人员可通过手机 APP 实时查看水泵运行参数，提前预警故障，降低维护成本。

3.5 太阳能热水供应技术

太阳能热水系统的效能取决于集热效率和储热技术。真空管集热器通过选择性吸收涂层将太阳能转化为热能，其光学效率可达 85% ，热损系数＜ 3.0W/( ㎡・K)。相变储热材料的应用显著提升了系统性能，如采用十八烷醇作为相变材料的储热水箱，储热密度可达 180kJ/kg，相比传统水箱储热能力提升 40% 。在工程实践中，养老社区的太阳能热水系统采用“平板集热器 + 地埋式水箱”方案，集热面积 320m² ，日均产热水 12 吨，满足200 人生活热水需求。结合空气源热泵辅助加热，即使在冬季极端天气下，水温仍能保持 45℃以上。经济分析表明，该系统年替代标煤约 38 吨。依据能源转化标准，每吨标煤完全燃烧产生约 2.6 吨 CO₂ ，因此可计算出年减少 CO₂ 排放约 98 吨，投资回收周期约 5 年。智能控制系统可根据太阳辐照度自动调节循环泵运行频率，使系统综合效率提升 15%-20% 。

四、绿色建筑中给水排水节能技术的发展趋势

未来，绿色建筑给排水节能技术呈现三大发展趋势。在智能化与信息化融合方面，借助传感器、智能仪表实时监测系统运行参数，将数据传输至智能控制系统，依分析结果自动优化设备运行，像智能节水器具、中水回用系统能按需智能调节 。新型材料与技术研发应用上，纳米抗菌管材、高强度轻质管材等新材料不断涌现，在提升耐腐蚀、密封性的同时降低能耗；基于膜技术等高效污水处理、雨水净化工艺，实现水资源更高品质处理与利用。而在建筑整体设计一体化趋势下，从规划设计阶段就统筹考虑给排水系统布局与节能需求，结合地形地貌、建筑景观进行雨水收集排放系统、中水回用设施设计，实现功能与美观统一，全方位提升建筑品质与节能技术实施效果 ，推动绿色建筑给排水节能技术迈向更高水平。

五、结论

在绿色建筑发展的大背景下，给水排水节能技术的应用对于实现建筑的节能减排、水资源合理利用目标至关重要。通过雨水收集利用、中水回用、节水器具应用、变频调速供水以及太阳能热水供应等多种节能技术的综合应用，能够有效降低建筑给排水系统的能耗和水资源消耗。随着智能化与信息化技术融合、新型材料与技术研发应用以及与建筑整体设计一体化等发展趋势的推进，绿色建筑给排水节能技术将不断创新和完善，为推动建筑行业的可持续发展发挥更大作用。因此，建筑行业各方应加强对给水排水节能技术的重视和研究，积极推广应用先进技术，共同促进绿色建筑事业的发展。

参考文献：

[1] 武晋安 . 建筑给排水设计中的节水节能技术措施研究 [J]. 建材发展导向 ,2024,22(05):136-138.

[2] 谢如杰 . 节能技术在建筑给排水工程中的应用研究 [J]. 房地产世界 ,2021,(06):81-82+88.

[3] 宋恭彬 . 市政给排水工程中的节能技术措施应用 [J]. 科技创新与应用 ,2019,(20):144-145.

作者简介：毛杰（1979.12-）男，汉族，娄底涟源，本科，工程师，研究方向：给水排水