建筑给排水工程中节水节能技术的应用分析

引言

随着城市化进程的加快和建筑行业的持续发展，建筑给排水系统的资源消耗问题日益凸显。在水资源短缺与能源供应紧张的双重压力下，建筑给排水工程的节水节能已成为行业可持续发展的必然要求。传统建筑给排水系统在运行中存在水资源浪费、能源利用效率低等问题，如热水供应依赖传统能源、雨水等自然水资源未被充分利用、供水系统能耗过高等，不仅增加了建筑的运营成本，也与绿色建筑的发展理念相悖。

一、建筑给排水系统的能耗与水资源利用现状分析

1.1 建筑给排水系统的组成与运行原理

建筑给排水系统犹如建筑的血脉，由给水、排水与热水供应系统协同构成。给水系统从市政管网或其他水源取水，经一系列管道与设备，精准输送至各用水点。它可依建筑高度、用水需求等，灵活采用直接供水、水泵加压供水或分区供水等模式，确保各楼层稳定用水。排水系统负责收集建筑内生活污水、废水及雨水，借重力或提升设备，有序排至室外管网或污水处理设施，防止污水积聚，保障建筑环境清洁。

1.2 能耗分析

建筑给排水中的能耗问题突出，用水主轴水泵是其中最主要的能耗动力装置，如果水泵的使用没有考虑合理，相应的工况与水泵选择不匹配就会白白浪费，例如部分老旧建筑中的水泵工况选择比实际给水量大很多，导致水泵一直处于超过自身载荷的情况下工作，无谓消耗了大量的电力资源。热水供应系统中，传统加热方式能耗较高，如果在热网上没有相应的措施进行保温，就会造成热水长时间消耗后温控器需要补充能源，以保持相应的水温，耗能必然就大。

1.3 水资源利用现状

用水现状同样可圈可点，一是给水侧，由于管网陈旧、管线施工失误造成漏水，给水龙头、管道、龙头由于材质、安装不当造成漏水，给水器具、给水系统超压出流，大量原水白白损失。二是排水侧，多数建筑的污水、废水没有被有效收集再用，直接排入河流既浪费水资源，又污染水环境。三是中水再用，推广程度低，受中水再用处理费用较高、技术不成熟的影响，进步缓慢。四是雨水资源，由于雨水是优质的水资源，在建筑内收集不足，收集手段简单、雨水处理手段简单、收集雨水再用途径单一，大量雨水白白排出市政管线，错失收集雨水再用良机，亟须提升。

二、建筑给排水工程中的节水节能技术原理

2.1 变频调速技术

电气变频节能调速技术是指通过改变水泵电机的电源频率来实现水泵调速，以求供水设备与用水需求之间匹配最大化；普通水泵采用定速驱动，在水泵转速固定的情况下无论是高用水量还是低用水量都未改变电机的运行速率，一般都会产生“大马拉小车”的不良现象，导致大流量供水而小需求的能源浪费。变频节能调速技术采用压力或流量监测装置监控管网的实时状况，信号输入到变频器后，通过变频器自动调节电机的转速：用水量大时变频器通过减少变频频率来增加供能，用水量小时通过增加变频频率的方式来降低供水量。

2.2 雨水收集利用技术

海绵城市建设雨水收集利用技术是收集系统通过屋面雨水斗、地面截水沟等设施，收集天然降水并排入专用排水管，再经格栅等简单滤除杂物后暂存于蓄水池，对达到回用水质量要求的回用进行处理，或将收集的雨水经过沉淀过滤去杂后，用于建筑屋顶等场所的绿化用水。

2.3 中水回用技术

建筑中水利用是以建筑生活污水为对象，分质收集，以沐浴、洗手等污染物浓度低的优质杂排水为水源，经物理、生化、化学等手段相结合的处理，先经过毛发等杂质的拦阻及漂浮污染物的沉淀，然后经微生物处理，将有机物降解，经过过滤、消毒处理后作为冲厕、清洗道路等用水目的的中水处理，经独立的管网系统供给设备，这样就构成污水、处理、利用的内循环过程。同时中水利用降低了市政供水的需要量，减少了污水的排放量，在水资源的循环利用方面起到了纽带的作用。

2.4 节水器具的应用原理

节水器具指的是在不影响使用性能和效果的条件下，通过对器具结构设计优化来实现节水的器具。节水龙头和淋浴花洒内部都设有流量控制阀，通过流道变细或者增加入气量的方式使冲刷效果不变而每秒出水流量下降，节水坐便器设计为两级冲水，按照污物脏度选择不同的冲水体积，并配合其虹吸排水设计提高水冲洗效果，感应器具通过红外线感应控制出水，减少忘记关水造成的浪费。

三、建筑及排水工程中节能节水技术的应用策略

3.1 使用清洁能源

替代性地源是一些替代能源，低能耗地源主要用于建筑物内的给排水加热，因此建议，地源低能耗能源是建筑物内的热水加热的主要方面，可以在建筑物内的屋面、大楼的墙面或者在其他场所安装太阳能加热集热板，把太阳光能转换成热能，直接加热水等。尽可能的使它变得更加高效，不使用传统的能源时能够加热冷水，并且在此过程中所需要的常规能源是非常少的。

3.2 自然水资源的利用

加强对自然水体的循环利用，建议对屋面雨水采用特定的屋面天沟、雨水过滤器收集，通过管道引入到地下水池，经过处理用于绿化、洗车、道路冲洗等用途；路面雨水通过透水地面铺装进行收集、渗透补充地下水或者进入雨水处理系统；对于临天然水体建筑，建议在满足环境要求的情况下，地表水通过过滤后可作为景观补水等非饮用水用途，并在利用过程中做好水质防护，即在收集过程中设置过滤设备去除泥沙，在存储设备中做好不渗透的措施保证不会引入水质污染，回用的过程中根据不同用途设置针对性处理。

3.3 真空节水技术的应用

负压节水法是应用真空技术的一种节水技术，适用于水排水系统。真空马桶是通过真空泵在马桶内形成真空将排泄物提升到管道内，利用管道内气流的推动排入到主管中，只需要少部分的水量便可以进行冲洗，比传统马桶可以省却大量的冲洗水量。真空排水管道管道直径可以做的比较小，也可以减少埋地空间，并且由于管道中的水速大，因此可以预防水堵。使用真空技术需要真空发生器、控制设备等配合作品，以便保证真空管道管中的真空度，排水管路设计也应该考虑坡度及弯头的角度，以此减小阻力。

3.4 冷热供水系统的节能

集中冷热供能的节能应用要在冷热输送耗能以及供能设备应用两方面做好节能设计。热供网路中应采用隔热值高的保温管对热水进行包裹，降低热水在输送过程中出现的热能散失，并配置循环泵实现热水随叫随到的即时性供应，避免因等待用户打开水龙头时出现的水资浪费。在供水冷水管路中的分区集中供水能够减少不必要泵量压力损耗，少层直接使用城市现有供水压力，高层配置变频泵组实现高精度供水。能够利用建筑物余热对冷水实施预加热，例如将空调冷却冷凝热回流进行热水加热能够减少加热设备的能源耗费。

结语

建筑给排水工程的节水节能技术应用，是建筑行业实现绿色转型的关键路径。清洁能源替代、自然水资源利用等技术的推广，既能降低资源消耗，又能减少环境影响。当前虽在技术落地与系统协同上存在不足，但随着技术迭代与管理优化，这些问题将逐步解决。未来需持续强化技术创新与实践结合，推动节水节能技术更广泛应用，为建筑行业低碳发展注入持久动力，助力实现可持续发展目标。

参考文献

[1]廖志辉.试述建筑给排水工程中节能节水技术的有效应用[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(32):187-189.

[2]李博,张值源,褚婉男,等.节能技术在建筑给排水工程中的应用分析[J].科技风,2023,(11):77-79.