节能技术在建筑给排水工程中的应用分析

关键字：节能技术；建筑给排水；水资源循环；节能设备；可再生能源

一、引言

建筑行业是能源消耗的重点领域，而给排水工程作为建筑运行的关键系统，其能源和水资源消耗在建筑总消耗中占比显著。在当前“双碳”目标和绿色发展理念的指引下，降低建筑给排水工程的能耗与水耗，成为建筑行业可持续发展的重要课题。节能技术在建筑给排水工程中的应用，不仅能够减少能源浪费和水资源消耗，还能降低建筑运行成本，提升建筑的生态效益。因此，深入研究节能技术在该领域的具体应用，具有重要的现实意义。

二、建筑给排水工程节能的重要性

（一）响应国家绿色发展战略

我国明确提出要推动绿色低碳发展，构建资源节约型、环境友好型社会。建筑给排水工程作为建筑行业的重要环节，其节能改造是落实国家战略的具体体现。通过应用节能技术，减少对传统能源和水资源的依赖，符合国家对于节能减排的政策要求。

（二）降低建筑运行成本

建筑给排水系统的运行涉及水泵、热水器等设备的能耗，以及日常用水费用。采用节能技术后，可有效提高能源利用效率，减少水资源浪费，从而降低建筑的长期运行成本。例如，使用节能型水泵可降低电耗，雨水回收系统可减少自来水用量，这些都能为建筑使用者带来直接的经济收益。

（三）缓解水资源短缺问题

我国是水资源短缺国家，人均水资源占有量远低于世界平均水平。建筑给排水工程中应用水资源循环利用等节能技术，能够提高水资源的重复利用率，减少对新鲜水资源的消耗，在一定程度上缓解水资源短缺的压力。

三、节能技术在建筑给排水工程中的具体应用

（一）水资源循环利用技术

1. 雨水回收利用系统

雨水作为一种清洁的可再生水资源，具有较大的利用潜力。在建筑给排水工程中，可通过设置雨水收集装置（如屋面雨水斗、地面渗透井等），将雨水收集后进行处理（包括过滤、沉淀、消毒等环节），处理后的雨水可用于绿化灌溉、道路清扫、冲厕等非饮用水用途。例如，在住宅小区中，通过雨水回收系统收集的雨水，可满足小区内绿化灌溉和景观水体补充的需求，大幅减少自来水的使用量。

2. 中水回用技术

中水主要是指建筑内的生活污水（如洗脸水、洗澡水、洗衣水等）经过处理后，达到一定水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水回用系统通过对生活污水进行专业化处理，使其满足冲厕、绿化、洗车等用水要求。在大型公共建筑（如办公楼、酒店等）中，中水回用技术的应用较为广泛，据统计，采用该技术后，建筑的自来水消耗量可降低 30%-50% 。

（二）节能型设备的选用

1. 节能型水泵

水泵是给排水系统中的主要耗能设备，其能耗占建筑给排水系统总能耗的较大比例。传统水泵存在效率低、能耗大等问题，而节能型水泵（如变频调速水泵）通过根据用水量的变化自动调节转速，使水泵始终处于高效运行状态，可大幅降低能耗。相关数据显示，变频调速水泵相比传统水泵，节能率可达20%-40% 。

2. 节水型卫生器具

卫生器具是建筑用水的终端设备，其节水性能直接影响建筑的用水效率。节水型坐便器、节水型水龙头、节水型淋浴器等器具，通过优化设计（如采用延时自闭、限流等技术），在保证使用功能的前提下，减少用水量。例如，节水型坐便器的用水量可控制在6 升以下，相比传统坐便器可节水 30% 以上。

3. 高效换热器

在建筑热水供应系统中，换热器的能效直接影响能源消耗。高效换热器（如板式换热器）具有传热效率高、占地面积小等优点，能够快速实现热量交换，减少能源损失。与传统的壳管式换热器相比，板式换热器的传热效率可提高 20%-30%, 。

（三）管网优化设计

1. 合理布置管网路径

在给排水管网设计中，应尽量缩短管网长度，减少不必要的转弯和分支，降低管网的沿程阻力和局部阻力。同时，根据建筑的用水特点，合理划分供水区域，采用分压供水方式，避免因压力过高导致的水资源浪费和管道损坏。例如，在高层建筑中，采用竖向分区供水，低区利用市政管网压力直接供水，高区采用加压设备供水，可减少能源消耗。

2. 管道材料的选择

选择阻力系数小、耐腐蚀、使用寿命长的管道材料（如PPR 管、PE 管等），可降低管网的水头损失，减少水泵的能耗。同时，优质的管道材料可减少管道漏水现象，降低水资源浪费。据调查，采用新型管道材料的管网，漏水率可降低至 10% 以下，远低于传统铸铁管的漏水率。

（四）可再生能源在给排水工程中的应用

1. 太阳能热水系统

太阳能是一种清洁、可再生的能源，在建筑热水供应中应用广泛。太阳能热水系统通过集热器吸收太阳能，将水加热后储存于水箱中，满足建筑的热水需求。在光照条件较好的地区，太阳能热水系统可提供建筑 60%-80% 的热水用量，大幅减少对燃气、电等传统能源的依赖。根据不同的建筑类型，太阳能热水系统可分为集中式、分散式和混合式三种，其中集中式系统适用于住宅小区、酒店等集中用水场所。

2. 地源热泵热水系统

地源热泵技术利用地下土壤、地下水等浅层地热能，通过热泵机组实现热量的转移，用于加热生活热水。地源热泵热水系统具有能效比高、运行稳定等优点，其能效比通常在 4 以上，即消耗 1kWh 的电能可获得 4kWh 以上的热量，相比电热水器节能 75% 以上。该技术适用于地质条件适宜的地区，在别墅、办公楼等建筑中应用效果较好。

四、节能技术应用案例分析

以某住宅小区的给排水节能改造工程为例，该小区总建筑面积为 15 万平方米，共有住户 1200 户。改造前，小区给排水系统存在水泵能耗高、水资源浪费严重等问题。改造过程中，采用了以下节能技术：

1. 安装雨水回收系统，收集屋面和地面雨水，处理后用于小区绿化灌溉和景观补水，年回收雨水量约2 万吨，节约自来水2 万吨。

2. 更换所有传统水泵为变频调速水泵，根据小区用水量自动调节转速，年节约电能约5 万 kWh 。

3. 采用太阳能热水系统为住户提供热水，太阳能集热器面积为500 平方米，年节约燃气约8 万立方米。

4. 更换小区内所有卫生器具为节水型产品，人均日用水量从改造前的 180升降至140 升，年节约用水约2 万吨。

通过以上节能技术的应用，该小区年节约水资源 4 万吨，节约能源折合标准煤约100 吨，年减少运行成本约15 万元，节能效果显著。

五、节能技术在建筑给排水工程中推广的建议

（一）加强政策引导与支持

政府相关部门应出台更多鼓励建筑给排水节能技术应用的政策，如提供财政补贴、税收优惠等，降低企业和个人应用节能技术的成本。同时，完善相关标准和规范，明确节能技术的应用要求和验收标准，引导行业规范发展。

（二）提高从业人员的专业素养

加强对建筑给排水设计、施工、运维人员的培训，使其掌握先进的节能技术和理念，提高节能技术的应用水平。通过开展技术交流会、培训班等活动，推广成功案例和经验，提升行业整体的节能意识。

（三）加大技术研发投入

鼓励企业和科研机构加大对节能技术的研发投入，开发更加高效、经济、适用的节能产品和技术。例如，研发更高效的雨水处理技术、低能耗的水泵设备等，推动节能技术的不断创新和升级。

六、结论

节能技术在建筑给排水工程中的应用，是实现建筑绿色发展的重要途径。通过水资源循环利用、节能型设备选用、管网优化设计以及可再生能源利用等技术手段，能够有效降低建筑给排水系统的能耗和水耗，带来显著的经济、社会和环境效益。在未来的发展中，应进一步加强政策支持、技术研发和人才培养，推动节能技术在建筑给排水工程中得到更广泛的应用，为实现“双碳”目标和可持续发展做出贡献。

参考文献

[1] 王树刚, 赵加宁. 建筑环境与能源应用工程概论[M]. 北京: 中国建筑工业出版社 , 2016.

[2] 张吉光 . 建筑给排水工程节能技术探讨 [J]. 给水排水 , 2018, 54(05): 85-88.

[3] 刘传聚 . 建筑节能与可再生能源利用 [M]. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2019.

[4] 姜文源, 黄晓家. 建筑给水排水工程设计[M]. 北京: 中国建筑工业出版社 , 2017.

[5] 董文艺, 周健. 城市水资源循环利用技术与应用[M]. 北京: 化学工业出版社 , 2020.

[6] 王增长 . 建筑给水排水工程 [M]. 北京: 中国建筑工业出版社 , 2018.

[7] 李静 , 张磊 . 节能型水泵在建筑给排水中的应用分析 [J]. 节能 , 2019,38(07): 45-47.

[8] 赵锂, 刘洪海. 建筑雨水利用工程技术规范实施指南[M]. 北京: 中国建筑工业出版社 , 2016.