摘要:本文主要結(jié)合當(dāng)前水資源缺乏的嚴(yán)峻形勢,立足建筑給排水,提出一些給排水設(shè)計(jì)的想法和一些建議,減少水資源的隱形浪費(fèi),節(jié)約用水。
關(guān)鍵詞:隱形浪費(fèi),建筑節(jié)水,給排水設(shè)計(jì),超壓出流,熱水循環(huán),廢水利用,節(jié)水設(shè)備等
一、建筑節(jié)水形勢嚴(yán)峻
水是關(guān)系到人類生存發(fā)展、具有戰(zhàn)略意義的資源。聯(lián)合國的一項(xiàng)名為“綜合評估世界淡水資源”的最新研究報(bào)告指出:目前,世界上約有三分之一的人生活在淡水資源缺乏的環(huán)境中,而如果人們繼續(xù)像現(xiàn)在這樣節(jié)制不力用水的話,則三十年來貧水人口數(shù)將可能達(dá)到三分之二。據(jù)稱地球上有百分之九十七的水屬于不可飲用的水,而余下的百分之三的水資源中又有三分之二在冰川雪原,不能直接供人們使用,人們可利用的江、河、湖、泊及地下水的總量僅占地球總水量中極微小的比例。人們用水分配中農(nóng)業(yè)灌溉占百分之六十七,工業(yè)生產(chǎn)占百分二十三,市政民用占百分之十。本世紀(jì)以來,隨著全球人口數(shù)量的激增,農(nóng)業(yè)用水量以增長了五倍,工業(yè)用水量增長了二十六倍,市政用水量增長了十八倍。目前,世界已有十億人口生活在淡水資源貧缺環(huán)境中。
當(dāng)前我國日益嚴(yán)重的水資源短缺和水環(huán)境污染,不僅困擾國計(jì)民生,并已成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。據(jù)水利部統(tǒng)計(jì),90年代以來,我國城市缺水范圍不斷擴(kuò)大,缺水程度不斷加劇,全國670座建制城市中有400座不同程度的缺水,110座嚴(yán)重缺水。正常年份全國城市缺水60億萬m3。2000年由于我國北方地區(qū)春、夏連旱,嚴(yán)重影響了城市供水。據(jù)國家防總辦公室統(tǒng)計(jì),今夏已有100多個(gè)縣級以上城市被迫限時(shí)限量供水,面對缺水的現(xiàn)狀,節(jié)約用水已成為我國的基本國策。建筑節(jié)水更是任重道遠(yuǎn)。
二、水量浪費(fèi)的隱患
如何實(shí)施節(jié)水的國策是值得我們每一個(gè)人認(rèn)真思考并予以重視的問題。本人主要結(jié)合給排水的設(shè)計(jì)工作,經(jīng)過分析和統(tǒng)計(jì),水量的浪費(fèi)隱患主要有以下幾個(gè)方面:
1、超壓出流浪費(fèi)水量巨大
衛(wèi)生器具給水額定流量是為滿足使用要求,衛(wèi)生器具給水配件出口,在單位時(shí)間內(nèi)流出的規(guī)定出水量。流出水頭是保證給水配件流出額定流量,在閥前所需的靜水壓。給水配件閥前壓力大于流出水頭,給水配件在單位時(shí)間內(nèi)的出水量超過額定流量的現(xiàn)象,稱超壓出流現(xiàn)象,該流量與額定流量的差值,為超壓出流量。給水配件超壓出流,不但會(huì)破壞給水系統(tǒng)中水量的正常分配,對用水工況產(chǎn)生不良的影響,同時(shí)因超壓出流量未產(chǎn)生使用效益,為無效用水量,即浪費(fèi)的水量。因它在使用過程中流失,不易被人們察覺和認(rèn)識,屬"隱形"水量浪費(fèi),因而至今未引起足夠的重視。然而這種"隱形"水量浪費(fèi)在各類建筑中不同程度的存在,其浪費(fèi)的水量也是十分可觀的。本人曾在大壓灣核電站工作生活過,由于供水壓力很大,衛(wèi)生間水龍頭都是噴射水流,自閉式?jīng)_洗閥延時(shí)時(shí)間比正常的長的多。水量浪費(fèi)感覺很明顯。
據(jù)北京建筑工程學(xué)院"建筑節(jié)水課題組"(以下簡稱"課題組")1998~1999年對北京市住宅、集體宿舍、綜合樓等11棟建筑,67個(gè)配水點(diǎn)先后安裝口徑15mm的螺旋升降式水龍頭和陶瓷閥芯水龍頭(又稱節(jié)水龍頭)實(shí)測統(tǒng)計(jì):以螺旋升降式龍頭和陶瓷閥芯水龍頭半開時(shí)出流量0.2L/s為額定值,則水龍頭的超壓出流率前者為54%,后者為24%。因陶瓷閥芯水龍頭出口設(shè)有網(wǎng)板,出水?dāng)嗝孑^螺旋升降式水龍頭明顯減少,為使出水流速不至過大,使用時(shí)獲得較好手感,若以0.16L/s為半開時(shí)的額定值,也有52%的龍頭超壓出流。由此可見節(jié)水龍頭雖然可以起到減壓節(jié)流作用,但若給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng),仍不能解決好超壓出流問題。同時(shí)據(jù)實(shí)測分析,這種"隱形的"水量流失,絕不亞于"顯形的"漏水量。有關(guān)單位實(shí)測,口徑15mm水龍頭每小時(shí)的滴漏量為3.6L,則20個(gè)龍頭一天的滴漏量為1728L。而"課題組"實(shí)測北京某大學(xué)12層留學(xué)生樓的樓首層盥洗室口徑15mm的螺旋升降水龍頭和陶瓷閥芯水龍頭半開時(shí)的出水量,分別達(dá)0.42L/s和0.21L/s,則理論無效用水量分別為0.22L/s和0.05L/s。同樣以20個(gè)龍頭計(jì),若每個(gè)龍頭每天平均使用15min,則每天的理論無效用水量,前者為3960L,大于20個(gè)同類龍頭的滴漏水量,后者為900L,也相當(dāng)于一天10個(gè)龍頭連續(xù)滴漏的水量。我國的建筑量大、面廣,若以其中配水龍頭每年超壓出流量累計(jì),將是一個(gè)驚人的數(shù)據(jù)。
2、熱水干管循環(huán)浪費(fèi)水量巨大
我國熱水供應(yīng)系統(tǒng)的水量浪費(fèi)也較為嚴(yán)重,主要表現(xiàn)在開啟配水裝置后,不能及時(shí)獲得滿足使用溫度的熱水,往往要放掉不少冷水后,熱水設(shè)備才能正常使用。這部分流失的冷水,未產(chǎn)生使用效益,可稱無效冷水,也即浪費(fèi)的水量。以哈爾濱建筑大學(xué)新區(qū)的一個(gè)浴室為例:共有龍頭約300個(gè),因采用干管循環(huán),首次開啟時(shí)都得放掉支管內(nèi)的冷水。以首次開啟放掉的冷水約2.0L計(jì)算,浴室每周開放三次,則每周浪費(fèi)水量為300*2.0*3=1800L,每月浪費(fèi)水量7.2噸。以一棟設(shè)有定時(shí)供應(yīng)熱水系統(tǒng)的6層招待所為例,采用干管循環(huán),有16根立管,以每根平均管徑32mm,長18m計(jì),每天供應(yīng)一次熱水則每年約流失無效冷水105m3,那么全國同類建筑熱水系統(tǒng)年浪費(fèi)水量的累計(jì)值,也將是十分可觀的。顯然,干管循環(huán)浪費(fèi)水量最多。
3、管道及閥門泄露
管道銹蝕、閥門的質(zhì)量等導(dǎo)致大量的水消失于無形。經(jīng)常都能看到路邊的給水管道在管子接縫處及法蘭、閥門連接處滋滋的往外冒水。埋在地下的開不見的更不知道有多少。用戶們經(jīng)常反映浮球閥經(jīng)常損壞、漏水,不論是用于水池、水箱的還是馬桶上使用的,其質(zhì)量的低劣直接導(dǎo)致大量水從溢流管流出。據(jù)調(diào)查,滴漏的水龍頭每天就可耗水70升。
一些第三世界國家城市中有百分之六十的飲用水管道蝕損嚴(yán)重,及干線違規(guī)分流等原因流失了許多水量。菲律賓首都馬尼拉市供水管網(wǎng)的漏耗水量以近其總供水量的百分之五十八,即使在管理措施較好的新加坡,也存在著百分之八的管網(wǎng)漏耗率,但人們認(rèn)為無足為怪。據(jù)聯(lián)合國的一項(xiàng)調(diào)查,美、英兩國管網(wǎng)漏耗率均為百分之十二
三、建筑節(jié)水采取的一些措施
建筑節(jié)水有三層含義:一是減少用水量,二是提高水的有效使用效率,三是防止泄漏。針對以上水資源浪費(fèi)隱患,提出以下解決辦法以供商榷。
1、明確提出控制超壓出流的要求,以減少"隱形"水量浪費(fèi),促進(jìn)科學(xué)、有效的用水,控制超壓出流的有效途徑是控制給水系統(tǒng)中配水點(diǎn)的出水壓力,在80,90年代所建建筑中有的也較好地解決了控制給水系統(tǒng)超壓出流的問題。經(jīng)筆者調(diào)查研究,認(rèn)為做好防超壓應(yīng)從以下幾方面考慮:
(1)首先應(yīng)遵循規(guī)范,合理分區(qū)。
“規(guī)范”第2.3.4條規(guī)定"高參建筑生活給水系統(tǒng)的豎向分區(qū),應(yīng)根據(jù)使用要求、材料設(shè)備性能、維修管理、建筑物層數(shù)等條件,結(jié)合利用室外給水管網(wǎng)的水壓合理確定。分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓,住宅、賓館、醫(yī)院宜為300~350Kpa;辦公樓宜為350~450KPa。”對于一個(gè)具體工程來說,最佳給水分區(qū)壓力值可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)確定,必須考慮建筑物的層數(shù)、層高,水泵的性能,室外管網(wǎng)的壓力。
(2)供水方式建議采用水箱供水方式。
本人認(rèn)為在市政管網(wǎng)不能滿足用戶供水的情況下,盡量采用水箱供水方式。無論是水箱獨(dú)立供水,還是各種聯(lián)合水箱供水方式,比如:水泵—水箱供水方式、水池水泵供水方式等,它不但供水可靠,而且水壓穩(wěn)定,因而各配水點(diǎn)的壓力波動(dòng)很小,有利于節(jié)水。
(3)設(shè)置減壓裝置
“規(guī)范”第2.3.4A條規(guī)定“建筑物內(nèi)的生活給水系統(tǒng),當(dāng)衛(wèi)生器具給水配件處的靜水壓超過本規(guī)范第2.3.4條規(guī)定時(shí),宜采取減壓限流措施。”除浴盆的流出水頭為5~10m外,其他各用水配件的流出水頭不超過5m,因此進(jìn)戶壓力10m、最不利點(diǎn)壓力為5m即可滿足各住戶要求,超過10m即形成超壓出流。筆者認(rèn)為可在進(jìn)戶管處,水表前裝設(shè)調(diào)壓孔板或節(jié)流塞實(shí)施減壓,減少超壓出流量。而規(guī)范要求“分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓,住宅、賓館、醫(yī)院宜為300~350KPa;辦公樓宜為350~450KPa”,大部分都超壓。到底多少米開始減壓,應(yīng)綜合考慮各種因素,我院給排水技術(shù)人員也正在探討此問題。而根據(jù)北京據(jù)北京建筑工程學(xué)院“課題組”對北京11棟建筑,67個(gè)配水點(diǎn),螺旋升降式水龍頭和陶瓷閥芯龍頭半開時(shí),水壓和水量的有關(guān)數(shù)據(jù)研究,得出配水點(diǎn)處靜壓大于0.15MPa時(shí),水龍頭流出水量開始迅速上升。他們建議在“高層分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處靜水壓,不宜大于0.45Mpa,最大不得大于0.55Mpa”的基礎(chǔ)上,采取“配水點(diǎn)處靜壓大于0.15MPa時(shí)”,采取減壓措施,值得大家借鑒。
2、熱水循環(huán)方式的選擇,建議集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)保證干管、立管中的熱水循環(huán)。
造成這一問題的原因是多方面的,既有施工、管理的不當(dāng),也有設(shè)計(jì)的不足。就設(shè)計(jì)而言,熱水循環(huán)方式的選擇,是影響無效冷水量多少的主要因素之一。目前,"規(guī)范"中提出了三種熱水循環(huán)方式,即干管循環(huán),立管、干管循環(huán)和支管、立管、干管循環(huán)。根據(jù)以上分析結(jié)果,顯然干管循環(huán)浪費(fèi)水量最多。改變這種"先天不足"的現(xiàn)象,當(dāng)前已成為用戶迫切的要求。
由于目前我國不少城市實(shí)施了計(jì)劃用水,不少單位為控制用水,避免超標(biāo),正紛紛改造供水系統(tǒng),采取多種有效的節(jié)水措施。如北京某大學(xué)對學(xué)生浴室的無循環(huán)熱水系統(tǒng)進(jìn)行改造,增設(shè)了回水管,取得了每月節(jié)水50m3成效。雖然,采用支管、立管、干管的熱水循環(huán)方式最為省水,但受經(jīng)濟(jì)條件的制約,目前要求全部熱水供應(yīng)系統(tǒng)采用這種供水方式,還難以實(shí)現(xiàn),但對多層定時(shí)供應(yīng)熱水系統(tǒng)采用立管、干管循環(huán)方式是有必要也是有條件做到的。為此建議設(shè)計(jì)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)保證干管、立管中的熱水循環(huán),有經(jīng)濟(jì)條件的可做到支管循環(huán)。
3、廢水再利用
建筑中水工程是節(jié)約用水的好措施,既保護(hù)了環(huán)境,又極大的提高了水資源的利用效率。建筑中水工程設(shè)計(jì)應(yīng)作到安全使用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)。但對于小型建筑等可實(shí)行一些簡單可行的廢水再利用措施。
擁有1.46萬余人的天津大學(xué)夏季每個(gè)學(xué)生每月平均用水3立方米。他們以33號樓作為試點(diǎn),通過改造洗漱用水的下水管道,收集廢水送至樓頂?shù)乃,作為廁所沖洗用水。33樓過去每月用水量為2000噸,安裝這一裝置后,每月可回收廢水1000余立方米,節(jié)水50%以上。這也算作簡單的中水工程。
4、重視設(shè)計(jì)所選水表的設(shè)置要求及水表和表前閥門的質(zhì)量要求
(1)增加小區(qū)給水系統(tǒng)水表的設(shè)置
它還是合理用水分析和水量平衡測試必不可少的儀表。水量平衡測試是用水單位對本單位用水體系進(jìn)行實(shí)際測試,根據(jù)其輸入水量與輸出水量之間的平衡關(guān)系進(jìn)行分析的工作。目前各城市節(jié)水法規(guī)中對開展合理用水分析和水量平衡測試工作均有明確的要求。而增加小區(qū)進(jìn)戶總水表,通過與各戶水表進(jìn)行水量平衡分析,有利于查出漏水隱患。如上海交通大學(xué)徐匯分部,進(jìn)行水量平衡測試后,查出了不少漏水隱患,經(jīng)整治給水系統(tǒng),取得了每月節(jié)水3萬m3,每年少繳100萬元水費(fèi)的顯著成效。深圳方面早已采取此項(xiàng)措施,北京建筑工程學(xué)院在深圳所做的幾個(gè)小區(qū)均設(shè)置了總水表,一方面可杜絕漏水隱患,另一方面也是小區(qū)物業(yè)管理的要求。
(2)水表是法定的計(jì)量儀表,其計(jì)量值是供水部門向用戶收費(fèi)的憑據(jù)。
若水表質(zhì)量低劣,計(jì)量不準(zhǔn),不但將直接影響供水部門和用戶的經(jīng)濟(jì)利益,還會(huì)使為遏制水資源嚴(yán)重透支,利用經(jīng)濟(jì)杠桿調(diào)整水價(jià)和采取用戶計(jì)劃用水,節(jié)約獲獎(jiǎng),浪費(fèi)受罰等節(jié)水措施因缺乏正確的依據(jù),而不能順利實(shí)施。同時(shí),水表長期使用,由于水質(zhì)或自身零件磨損等原因,會(huì)影響水表的計(jì)量精度。據(jù)有關(guān)部門對我國10個(gè)城市1432只在裝水表拆回校驗(yàn),符合±4%要求的,占60.9%,偏快的占33.4%,偏慢的占5.7%。國家技術(shù)監(jiān)督局已于1991年發(fā)文規(guī)定,生活用水表只作首次強(qiáng)制檢定,限期使用,到期更換。使用期限:口徑15~20mm的水表不超過6年;口徑25~50mm的水表,不超過4年。而據(jù)有關(guān)部門調(diào)查統(tǒng)計(jì),1998至1999年北京住宅小區(qū)和大專院校約有80%以上的用水單位和居民區(qū)進(jìn)水管及家庭進(jìn)戶管表前閥門損壞或銹蝕難以啟閉,給水表的拆卸更換帶來了很大的困難。雖然目前供水部門對落實(shí)國家技術(shù)監(jiān)督局的以上規(guī)定,還未作出相應(yīng)規(guī)定和采取有效措施,但隨著建筑節(jié)水工作的深入開展,水價(jià)的逐步調(diào)整,用戶對水表正確計(jì)量的要求,必然越來越強(qiáng)烈。所以,控制閥門的質(zhì)量要求,以利于水表保證計(jì)量的正確,保護(hù)用戶的利益和節(jié)水的積極性。
5、使用合格給水管件及配件、推廣新型節(jié)水設(shè)備
由于管道及閥門泄露問題,采用合格、合理的管材、閥門,給排水設(shè)計(jì)、施工等方面應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),使用正規(guī)廠家的合格產(chǎn)品。
新型節(jié)水龍頭、節(jié)水型馬桶、節(jié)水型、洗衣機(jī)等已推出,這方面的研究一直不斷。推廣節(jié)水器具的使用是開源節(jié)流的節(jié)水措施之一,以提高廣大市民的節(jié)水意識,節(jié)約寶貴的水資源,解決水資源緊缺問題。節(jié)能節(jié)水型的設(shè)備應(yīng)為設(shè)計(jì)首選。
四、總結(jié)
建筑業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),正在飛速發(fā)展,隨著人民生活質(zhì)量的提高,對供水量和質(zhì)的要求正不斷擴(kuò)展,同時(shí)實(shí)施水的可持續(xù)利用和保護(hù),使水資源不受破壞,并能進(jìn)入良性的水質(zhì)、水量再生循環(huán),也已成為政府和廣大人民群眾關(guān)注的焦點(diǎn)。這一切都給建筑給排水工程的設(shè)計(jì)提出了許多新的要求,供水技術(shù)先進(jìn)化的步伐急待加快。
而目前節(jié)水最關(guān)鍵的不是建筑節(jié)水技術(shù),而是人們節(jié)水的意識,人們的用水習(xí)慣。據(jù)調(diào)查目前這種觀念尚未真正有效樹立。應(yīng)倡導(dǎo)人們將淡水資源當(dāng)作一種珍稀資源,節(jié)制使用,呼吁全民節(jié)水。不久前,河南省剛對用水定額作出了規(guī)定,每個(gè)月每戶用水量超過12噸時(shí),超過的水量按高價(jià)取費(fèi)。
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