建筑给排水设计节能技术探究

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建筑给排水设计节能技术探究

摘要:

伴随城市化进程的不断推进,城市人口密度显著提高,为满足有限土地资源上众多城市人口的住房需求,房屋建筑楼层越来越高。高层建筑在解决人们住房问题的同时,也造成了给排水施工的难度,要实现高层住户的用水需求,需要增大给排水管道长度与压力,一旦送水压力不稳必将带来较大的用水浪费。基于此,亟需节能技术指导高层建筑给排水设计,保证水资源的有效利用。

关键词:

高层建筑;节能技术;给排水设计;具体应用水是万物之源,与人类的生存与社会生产紧密相连,然而当前我国水资源严峻缺乏,人们的节水意识淡薄在很大程度上带来水资源的浪费,致使人均拥有的水量越来越少。高层建筑设计应积极运用节水技术,在给排水设计中贯穿节能减排理念,促进高层建筑用水的合理性。

1当前面临的建筑用水问题

建筑是民众日常生活的重要场所,涉及生活的方方面面,生活用水便是其中较为重要的体现,受到人们思想观念的影响,以及建筑设计与用水设备等客观问题,导致当前建筑用水面临严峻的挑战。第一,生活用水浪费严重。伴随城市人口的增多,居民的生活用水分布范围逐渐增多,而民众自身具有的节水意识则相对薄弱,加之部分地区的水价较为低廉,民众对生活用水的浪费不以为然,致使水资源浪费日渐严重[1]。第二,现代建筑日渐向高层发展,建筑层数增多对给水系统的要求也相应的提高,系统在高压下溶剂出现波动、水击等,在一定程度上造成供水管件破损,出现渗水、漏水等浪费;或者建筑内某些配水点受到较高水压影响,水流量过大造成浪费等。第三,用水设备质量差,比如说给水管道、建筑内供水管线等,在使用一段时间后会出现锈蚀、破损等,从而出现严重的漏水现象,造成建筑用水资源的浪费。

2节能技术贯穿到高层建筑给排水设计的重要意义

受工业快速发展影响,我国的能源短缺现象日渐严重,加之工业生产造成的各种环境污染问题,使我国可利用水资源越来越少,然而人类生存与社会生产均离不开对水资源的利用,如何解决水资源短缺成为当前备受关注的焦点问题。基于此,社会居民应提高节水、节能意识,减少日常生活中对各项能源的浪费,保证人类能够可持续发展[2]。给排水设计直接关系到建筑用水问题,针对高层建筑管道长、用水量大等问题,必须加强节能技术的运用,一方面避免供水过程中带来的水资源浪费,另一方面,减少水资源使用过程中造成的其他能耗问题。高层建筑给排水设计做好节能减排工作,是对国家可持续发展方针的贯彻落实,是实现绿色建筑建设的重要途径之一。

3高层建筑给排水设计对节能技术的具体应用

3.1分区供水

高层建筑用户多,在进行给排水设计过程中应采用分区供水方式。首先,依据楼层高低划分供水区域,建筑底层应充分利用市政水压直接供给(市政管网的压力一般在0.2Mpa~0.4Mpa之间),高楼层用户可以由变频生活加压泵根据楼层高度情况分区供水;其次,针对基础用水器具要采用低压供水,只要满足日常的用水需求即可,避免出现水量过大带来的浪费[3]。最后,合理利用减压阀,若对其合理利用,可有效控制整个建筑的水压问题,减少高水位水箱的使用,为保证整个建筑的给水系统正常运行,在选用减压阀时应格外注重其质量优劣,选择质量达标的产品投入使用。

3.2变频调速水泵及无负压给水系统的应用

建筑给排水设计中的给水设计较为困难,传统的建筑给水主要借助水泵与水箱实现,其原理为:水泵将水位提高注入到高位水箱之中,用水过程中水箱借助压力作用实现供水,由于水箱压力较大,在用水中还需要安装减压装置,常用的为减压阀。由此可见,在提升水位过程中水泵动能主要由电能提供,无疑造成大量的电能消耗,尤其是高层建筑中用水需求大,每日中需要反复多次进行水位提升,对能源的耗费不言而喻。在此情况下,变频调速水泵应运而生,该设备给水过程中可调节供水速度以及供水范围,有效控制了水泵的水压变化,有效降低了对电能的耗费,采用变频调速水泵比一般的供水设备节电10%~40%,因此变频调速水泵当前高层建筑给排水设计中应用较为广泛的设备之一。此外,随着现代科技的不断发展,无负压给水技术越来越成熟、应用越来越广泛。此种设备的优点是可以充分利用市政给水管网压力,运行节能,采用全封闭设计,避免水质的二次污染,而且占地面积少,在市政管网和相关给水部门允许的情况下建议使用。

3.3充分利用太阳能实现热水供应

建筑给排水设计中热水供应是重点,尤其是在人们物质生活水平高速提升的当下,对热水的需求也随之增加。传统的热水供应主要采用电能加热的方式,对电能的消耗多。为此,在高层建筑给排水设计中应加强对热水供应系统的设计,一方面对原有的加热设备与供水系统进行改造,以减少能耗;另一方面则充分开发与运用绿色能源,通过其他能源代替电能的使用[4]。随着科学技术的发展,太阳能技术逐渐受到世人的关注,并在日常生活中逐渐彰显其节能作用。高层建筑的热水供应可对太阳能加以充分运用,借助相关的吸热设备实现对冷水的加热,由于太阳能是取之不尽用之不竭的能源,对太阳能加以运用不会造成能源的消耗,且减少了对电能的使用,节能减排作用显著。当前,太阳能热水器的使用日渐广泛,该设备中的集热器作为主要的集热装置,应做好相关的防护工作,从而保证热水供应能够及时。

3.4使用节水型卫生器具

卫生器具是常见用水设备,对该类设备加以技术改造,实现其节水作用将有效减少水资源的浪费。其一,对马桶水箱容积加以改善,使其水箱容积为6L;其二,高层办公区建筑,卫生间可采用自动控制系统,借助红外线技术对卫生间水龙头的开关加以控制,减少用水浪费;其三,民用高层建筑可采用充气水嘴形式,这样可有效减少用水时的水柱直径,从而有效减少对水资源的过分浪费。

3.5高层建筑中水系统及雨水回用系统的应用

高层建筑中水系统及雨水回用系统,是一种水资源可持续利用的系统,它主要回收建筑物的优质排水及雨水,经过水处理系统处理后达到相应的水质要求再行利用,主要可用于园林绿化、厕所冲洗、道路喷洒等。总之,在高层建筑中,雨水回用、中水系统都能解决当前我们水资源匮乏的燃眉之急,(3)空间组合。针对穆斯林生活习俗中关于私密性的要求,设计采用“中心双院”的紧凑组合建筑模式来组织整个居住空间:“上院”围绕一、二层的通高空间布置家庭日常起居用房,是为家庭成员私享空间,“下院”则通过贯通一层与负一层的下沉空间布置会客接待空间及客房,供家庭进行对外活动。“上院”、“下院”相互独立又便于联系,空间层次分明,且利于室内空气流通。此外,设计通过形体旋转形成的边缘空隙,来处理建筑边界与周边环境的关系,并形成一层热缓冲,形成荫蔽空间,减少建筑直接得热。通过在建筑形体中引入一条S形的片墙,建筑边界空隙被简洁地划分为立面围合而朝天空开放的“边院”和正对海景开敞出挑的“露台”——即当地独特的“赫里杰”,从而使建筑形象在整体上取得封闭性与开放性的合理平衡。

4结束语

阿拉伯世界是典型的宗教社会,地域传统居住模式结合伊斯兰宗教观念和当地气候风土,已经深刻影响到穆斯林居家行为和精神审美的方方面面。当代住宅设计要遵循其中特有的空间逻辑和宗教美学,采用现代建筑语汇,转译传统居住空间情境和文化内涵,使建筑既适用于当下,又深深地根植于历史传统的文化土壤之中。

作者:李锋 单位:广东省重工建筑设计院有限公司

参考文献:

[1]齐亚德•哈桑.文化:从传统到现代的延续[J].新建筑,1997(4):76-78.

[2][美]阿摩斯•拉普卜特.宅形与文化[M].北京:中国建筑工业出版社.2007.