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摘要：近年来，随着我国城市生活用水量呈逐年递增趋势，而水源水质却呈逐年递减趋势。建筑设计中如何做到节水已经成为当下建筑给排水设计中的重点，本文结合经验对在给排水施工中需采取新的节水技术措施，确保给水排水系统的良好工况，满足各类高层建筑的功能要求进行了简要的论述。
关键词：高层建筑；给排水；安装施工；节水
一、合理分配和利用管网压力
1. 市政给水管网的可用压力利用
在城市高層建筑，底层一般为商铺等商业设施，用水量占建筑物总用水量相当大的比例。如果全部由贮水池及水泵加压供水，多耗费电量，无疑是很大的浪费。城市管网水压难以完全满足供水要求时，通常将管网进水直接引入贮水池中，然后用水泵将水抽到水箱或打到水罐中，再向给水系统供水，不仅白白损失掉了可用压力，而且造成电能的浪费，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把可用压力全部转化成负压，很不经济合理。因此城市管网可保证供水水压时，下面几层可以直接采用市政给水管网供水，上面几层可以采用水箱供水或水泵加压供水。由于我国市政供水水压一般为0.2MPa～0.3MPa，一般能满足20m左右高度的楼房供水水压要求，所以高层建筑下层可单独分区，充分利用市政管网压力节约能源。
2. 生活给水系统分区供水
在高层建筑给水系统中，生活用水也占着很大的比例，若不采取减压节流措施，将会造成很大的浪费。一般的高层建筑在竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的几倍，随之带来了水量浪费、水压过高、漏水量增加的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂。所以高层建筑统一供水，通常采用在下面几层给水管上安装减压孔板、压力调节阀或减压阀等减压装置来避免供水点超压，使竖向分区的水压分布更加均匀，但是浪费了能源。所以在竖向分区后，应采用上下分开供水，上面采用水箱供水或水泵加压供水，下面采用城市管网或水泵加压供水。
3. 给水系统中变频调速泵的应用
变频调速泵供水直接由泵将贮水池内的水送至用户，取消了水箱，减少了发生二次污染的几率。该给水方式是将上述联合给水方式中的水箱取消，用变频水泵
直接供水到各用水点，见图1所示，它适用于外部给水管网水压经常不足，且不允许设置高位水箱的建筑。由于该给水方式取消了调节水箱（图1有水箱呀！），所以更加需要可靠的电力保证，该给水方式的最大优点是根除了由水箱带来的上述各种不利因素；缺点是初期投资大，管理维修要求高。我国有的地区已明令在特定情况下使用这种供水方式，如上海住宅设计标准中规定，住宅设计规模在400户以上时，采用变频调速水泵集中供水。在其他城市，变频调速泵也得到了一定程度的应用。
目前的变频泵多根据供水系统压力数值变化大小，通过感应传感器，实现调节电源频率，即动态地改变电动机转速，从而达到调节水泵转速，调节流量的目的。一般情况下，供水系统水压力设定为恒值，该值即为管网压力系统中最大值，为维持这一恒压，水泵通过变频电源频率变化改变转速来保持这一压力。管网系统中用户引用流量越大，其系统中压力下降越大，电源频率则越高，导致水泵转速则越大，其出水流量也越大，反之，出水流量则越小。
二、节水型卫生器具的应用
科技节水是节约用水的有效途径，是依靠科学技术，以科学先进的手段，提高合理用水、科学用水水平，加大科技投入，研究开发、推广使用节水器具，不断提高用水效率和用水效益。节水型卫生器具是低流量或超低流量的卫生器具，节水效果明显，用以代替低用水效率的卫生器具，包括节水型便器、节水型洗涤器具、节水型淋浴器具等。研究表明，这种器具节水效果明显，用以代替低用水效率的卫生器具可平均节省32％的生活用水。
1. 节水型卫生器具的应用现状
节水型卫生器具包括节水型的便器、节水型洗涤器具、节水型的淋浴器具等。便器冲洗水量占家庭总用水量的30％～40％左右，应是家庭节水的主要目标．我国普遍采用冲水量≥11L 的坐便器，耗水量大。而节水型便器的冲水量在6L或6L以下，如果一次排污就要浪费5～7L水，那么一个城市、一个国家所有的便器加起来其浪费之大无法估算。根据人的生理特点，每人每天一般大便一次，小便数次，所以大小便采用不同的冲洗水量有利于节水。普通水龙头(铸铁水龙头)其结构落后，密封橡胶圈易磨损，时常出现滴漏现象，一个这样的水龙头一昼夜可滴漏80～110L水，而且其出水量偏大。而节水型的水龙头其结构合理、性能先进、节水效果好．目前节水型的水龙头大多采用陶瓷阀芯水龙头，这种水龙头与普通水龙头相比，节水量一般可达20％～30％左右。还有充气式水龙头也是国外使用较广泛的节水龙头，据报道，可节水25％左右，在我国正推广使用。家用淋浴器可采用感应式节水淋浴器，公共浴室采用脚踏淋浴阀门，这种阀门各项指标符合《淋浴用机械式脚踏阀门》（JG／T30008—93）的标准，能够长期使用，且能做到人离水停，可节水近50％。北京作为我国首都。2005年北京市政府发布《关于严格执行〈节水型生活用水器具〉标准，加快淘汰非节水型生活用水器具的通知》。制定了《建筑中水运行管理规范》、《草坪绿地节水灌溉技术规范》、《用水器具节水技术条件》、《自备井水表安装使用规程》等北京市地方标准。2006年6月底前，公共建筑中不符合节水标准的器具限期全部更换。
2. 多种形式节水器具的开发
（1）研制不同出水量的水龙头。一些国家规定，在不同场所采用不同出水量的水龙头，如新加坡规定洗菜盆用水6 L/min，淋浴用水9L/min，我国台湾省推出的喷雾型洗手专用水龙头，出水量仅为1L/min．而我国各种水龙头的额定流量大部分是0.2L/s，即12L/min，明显偏大。因此合理制定各种水龙头的额定流量，并逐步在不同场所安装不同出水量的水龙头。
（2）开发有压水箱和带洗手龙头的有压水箱为密闭式水箱。该水箱利用管路中自来水的压力将水箱中的空气压缩，使水箱内的水具有一定压力。当冲洗时，水可高速冲洗大便器，冲洗清洁度比常压水箱高40％，每次只需3.5 L冲洗水量。在日本很多家庭使用带洗手龙头的水箱，洗手用的废水全部流入水箱，回用于冲厕。如水箱需水时，可打开水龙头直接放水。使用这种冲洗水箱，不但可节水，且方便。
（3）新型管材利用。民用建筑给水系统中，跑冒滴漏现象较为普遍，水资源浪费严重，这种情况通常与管材及附件质量有关，也与施工质量有关．一般在给水系统中管道、配件及其连接处会出现渗漏现象，主要是由于管道长时间使用，受周围环境和管内水的腐蚀和其它机械损伤所致。阀门、铸铁水龙头经过一段时间使用，存在关不住或关不严渗漏现象，这主要是填料受磨损的原因。水箱浮球阀损坏也常导致大量的水从溢流管中溢出。可见，采用优质管材、附件和提高施工质量，严格控制跑冒滴漏是节水的途径之一。
三、 合理循环利用水资源
1. 利用高层建筑位差
建筑物中，盥洗废水和沐浴废水均属优质杂排水。将位于高层的废水回收后经过滤器过滤，贮存于水箱中，用于下层建筑物的卫生间冲洗或其它保洁、工程用水。因为它不直接与人体接触，不需要做特殊处理，而且不会给用户造成心理上的障碍。为了避免因回收水量的不足，造成使用中的间断，在水箱低位安装一浮球阀。当水箱中的水到达设定的低位时，自动补给洁净水，保证了使用的连续性。这种节水技术，投资小，施工方便，但关键应注意选择合适的水箱位置，尽可能使上部废水回收量略大于下部使用水量，以提高废水回收率。
2. 建筑中水系统的应用
建筑中水系统是典型的水资源的可持续利用装置，是介于建筑物内上水和下水之间的水处理和供给系统，将建筑物内的污水、废水加以收集、处理，实现生活污水、废水的重复利用，既节省水资源，又保护环境，具有明显的经济效益和社会效益。生活用水中有许多水量消耗不与人体直接接触，如： 中洗厕所、 中洗汽车、园林绿化、喷洒道路等。因此，从节水节能的长远利益来考虑，排水系统采用优质生活废水和粪便污水分流体制，将优质生活废水如洗脸水、洗菜水等进行收集、处理，水质达到中等水质标准后，然后送入中水系统。
3. 雨水的回用
雨水被称为“城市的第二水源”，是非常优质的水源。雨水可用来洗车、灌溉、绿化等，还可以作为工业和日常生活用水的补充性水源，建筑雨水储留供水系统正是将雨水以自然或人工的形式加以储备，经过简单净化后，再利用为生活杂用水。雨水利用是建筑节水的一项措施，同时它对减少初期雨水对水体的污染，削减洪峰流量，涵养地下水，具有广泛的环境和生态效益。根据初期弃流后的屋面雨水水质的情况和实验结果，采用以下处理流程，其出水水质可满足《生活杂用水水质标准》（GB/T 18920-2002）要求。
屋面雨水→雨落管→初期弃流装置→贮水池→泵→加药装置→滤池→中水池→消毒装置→中水利用
在流程中，屋面雨水经雨落管进入初期弃流装置：经初期弃流后的雨水通过贮水池收集，贮水池容积大小根据当地的暴雨强度公式，绘出不同历时的雨量曲线来確定。处理后的雨水可用于小区各种生活杂用水，如绿化、喷洒路面等。
四、合理处理消防系统与生活给水系统之间的关系
1. 生活给水和消防给水系统单独设置
《高层民用建筑设计防火规范》规定，消防给水系统应与生活给水系统分开独立设置；消火栓栓口的静水压力不应大于1.0MPa，当大于1.0MPa时应采取分区给水系统：消火栓栓口的出水压力大于0.5MPa时，消火栓处应设减压装置。高层建筑生活给水和消防给水系统对水压的要求不同，若按消火栓系统要求水压值分区时，将使得生活给水管道超压而造成超量供水等问题，采用减压阀降压节流，势必造成能源浪费。所以，无论从消防规范要求，还是节能节流、节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看，均应把生活、消防给水系统分开设置，便于合理确定各给水系统的竖向分区的压力值，避免造成能源浪费。
2. 分开设置生活与消防水池
目前绝大部分高层建筑的生活与消防合建（早就不合建了），水池容积过大，生活用水储量一般不到总储量的20％。同时合建水池贮水时间偏长，有时长达23天，有研究表明，夏季水温较高时，水箱中的水在贮存12h后，余氯即为零，细菌快速繁殖。合建水池在每月的消防试水时还会造成消防试水的排放浪费。两种水池分开设置可在很大程度上减轻生活用水的细菌性污染。消防试水可排放到消防贮水池中，不必外排。此外，分建水池的总容积基本没有增加，不会过多增加造价，并且还可优化地下室设计，有效利用地下室面积。
五、 小结
城市建筑节水是一项持久而艰巨的任务，它涉及到给排水系统的各个方面，建筑节水措施又是相互联系、相互制约、相辅相成，只有结合各地的实际情况，采取一些切实可行的节水措施，把节水放在首位，发动全民从身边做起、从现在做起，提高意识，制定强制性的设计和安装标准，让节水措施能落到实处，这样，才会取得显著的经济效益，对水资源的可持续利用才会起到一定的推动作用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高层建筑；给排水；安装施工；节水
一、合理分配和利用管网压力
1. 市政给水管网的可用压力利用
在城市高層建筑，底层一般为商铺等商业设施，用水量占建筑物总用水量相当大的比例。如果全部由贮水池及水泵加压供水，多耗费电量，无疑是很大的浪费。城市管网水压难以完全满足供水要求时，通常将管网进水直接引入贮水池中，然后用水泵将水抽到水箱或打到水罐中，再向给水系统供水，不仅白白损失掉了可用压力，而且造成电能的浪费，尤其是当贮水池位于地下层时，反而把可用压力全部转化成负压，很不经济合理。因此城市管网可保证供水水压时，下面几层可以直接采用市政给水管网供水，上面几层可以采用水箱供水或水泵加压供水。由于我国市政供水水压一般为0.2MPa～0.3MPa，一般能满足20m左右高度的楼房供水水压要求，所以高层建筑下层可单独分区，充分利用市政管网压力节约能源。
2. 生活给水系统分区供水
在高层建筑给水系统中，生活用水也占着很大的比例，若不采取减压节流措施，将会造成很大的浪费。一般的高层建筑在竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题，卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的几倍，随之带来了水量浪费、水压过高、漏水量增加的弊病，同时易产生水击、噪声和振动，致使管件损坏、破裂。所以高层建筑统一供水，通常采用在下面几层给水管上安装减压孔板、压力调节阀或减压阀等减压装置来避免供水点超压，使竖向分区的水压分布更加均匀，但是浪费了能源。所以在竖向分区后，应采用上下分开供水，上面采用水箱供水或水泵加压供水，下面采用城市管网或水泵加压供水。
3. 给水系统中变频调速泵的应用
变频调速泵供水直接由泵将贮水池内的水送至用户，取消了水箱，减少了发生二次污染的几率。该给水方式是将上述联合给水方式中的水箱取消，用变频水泵
直接供水到各用水点，见图1所示，它适用于外部给水管网水压经常不足，且不允许设置高位水箱的建筑。由于该给水方式取消了调节水箱（图1有水箱呀！），所以更加需要可靠的电力保证，该给水方式的最大优点是根除了由水箱带来的上述各种不利因素；缺点是初期投资大，管理维修要求高。我国有的地区已明令在特定情况下使用这种供水方式，如上海住宅设计标准中规定，住宅设计规模在400户以上时，采用变频调速水泵集中供水。在其他城市，变频调速泵也得到了一定程度的应用。
目前的变频泵多根据供水系统压力数值变化大小，通过感应传感器，实现调节电源频率，即动态地改变电动机转速，从而达到调节水泵转速，调节流量的目的。一般情况下，供水系统水压力设定为恒值，该值即为管网压力系统中最大值，为维持这一恒压，水泵通过变频电源频率变化改变转速来保持这一压力。管网系统中用户引用流量越大，其系统中压力下降越大，电源频率则越高，导致水泵转速则越大，其出水流量也越大，反之，出水流量则越小。
二、节水型卫生器具的应用
科技节水是节约用水的有效途径，是依靠科学技术，以科学先进的手段，提高合理用水、科学用水水平，加大科技投入，研究开发、推广使用节水器具，不断提高用水效率和用水效益。节水型卫生器具是低流量或超低流量的卫生器具，节水效果明显，用以代替低用水效率的卫生器具，包括节水型便器、节水型洗涤器具、节水型淋浴器具等。研究表明，这种器具节水效果明显，用以代替低用水效率的卫生器具可平均节省32％的生活用水。
1. 节水型卫生器具的应用现状
节水型卫生器具包括节水型的便器、节水型洗涤器具、节水型的淋浴器具等。便器冲洗水量占家庭总用水量的30％～40％左右，应是家庭节水的主要目标．我国普遍采用冲水量≥11L 的坐便器，耗水量大。而节水型便器的冲水量在6L或6L以下，如果一次排污就要浪费5～7L水，那么一个城市、一个国家所有的便器加起来其浪费之大无法估算。根据人的生理特点，每人每天一般大便一次，小便数次，所以大小便采用不同的冲洗水量有利于节水。普通水龙头(铸铁水龙头)其结构落后，密封橡胶圈易磨损，时常出现滴漏现象，一个这样的水龙头一昼夜可滴漏80～110L水，而且其出水量偏大。而节水型的水龙头其结构合理、性能先进、节水效果好．目前节水型的水龙头大多采用陶瓷阀芯水龙头，这种水龙头与普通水龙头相比，节水量一般可达20％～30％左右。还有充气式水龙头也是国外使用较广泛的节水龙头，据报道，可节水25％左右，在我国正推广使用。家用淋浴器可采用感应式节水淋浴器，公共浴室采用脚踏淋浴阀门，这种阀门各项指标符合《淋浴用机械式脚踏阀门》（JG／T30008—93）的标准，能够长期使用，且能做到人离水停，可节水近50％。北京作为我国首都。2005年北京市政府发布《关于严格执行〈节水型生活用水器具〉标准，加快淘汰非节水型生活用水器具的通知》。制定了《建筑中水运行管理规范》、《草坪绿地节水灌溉技术规范》、《用水器具节水技术条件》、《自备井水表安装使用规程》等北京市地方标准。2006年6月底前，公共建筑中不符合节水标准的器具限期全部更换。
2. 多种形式节水器具的开发
（1）研制不同出水量的水龙头。一些国家规定，在不同场所采用不同出水量的水龙头，如新加坡规定洗菜盆用水6 L/min，淋浴用水9L/min，我国台湾省推出的喷雾型洗手专用水龙头，出水量仅为1L/min．而我国各种水龙头的额定流量大部分是0.2L/s，即12L/min，明显偏大。因此合理制定各种水龙头的额定流量，并逐步在不同场所安装不同出水量的水龙头。
（2）开发有压水箱和带洗手龙头的有压水箱为密闭式水箱。该水箱利用管路中自来水的压力将水箱中的空气压缩，使水箱内的水具有一定压力。当冲洗时，水可高速冲洗大便器，冲洗清洁度比常压水箱高40％，每次只需3.5 L冲洗水量。在日本很多家庭使用带洗手龙头的水箱，洗手用的废水全部流入水箱，回用于冲厕。如水箱需水时，可打开水龙头直接放水。使用这种冲洗水箱，不但可节水，且方便。
（3）新型管材利用。民用建筑给水系统中，跑冒滴漏现象较为普遍，水资源浪费严重，这种情况通常与管材及附件质量有关，也与施工质量有关．一般在给水系统中管道、配件及其连接处会出现渗漏现象，主要是由于管道长时间使用，受周围环境和管内水的腐蚀和其它机械损伤所致。阀门、铸铁水龙头经过一段时间使用，存在关不住或关不严渗漏现象，这主要是填料受磨损的原因。水箱浮球阀损坏也常导致大量的水从溢流管中溢出。可见，采用优质管材、附件和提高施工质量，严格控制跑冒滴漏是节水的途径之一。
三、 合理循环利用水资源
1. 利用高层建筑位差
建筑物中，盥洗废水和沐浴废水均属优质杂排水。将位于高层的废水回收后经过滤器过滤，贮存于水箱中，用于下层建筑物的卫生间冲洗或其它保洁、工程用水。因为它不直接与人体接触，不需要做特殊处理，而且不会给用户造成心理上的障碍。为了避免因回收水量的不足，造成使用中的间断，在水箱低位安装一浮球阀。当水箱中的水到达设定的低位时，自动补给洁净水，保证了使用的连续性。这种节水技术，投资小，施工方便，但关键应注意选择合适的水箱位置，尽可能使上部废水回收量略大于下部使用水量，以提高废水回收率。
2. 建筑中水系统的应用
建筑中水系统是典型的水资源的可持续利用装置，是介于建筑物内上水和下水之间的水处理和供给系统，将建筑物内的污水、废水加以收集、处理，实现生活污水、废水的重复利用，既节省水资源，又保护环境，具有明显的经济效益和社会效益。生活用水中有许多水量消耗不与人体直接接触，如： 中洗厕所、 中洗汽车、园林绿化、喷洒道路等。因此，从节水节能的长远利益来考虑，排水系统采用优质生活废水和粪便污水分流体制，将优质生活废水如洗脸水、洗菜水等进行收集、处理，水质达到中等水质标准后，然后送入中水系统。
3. 雨水的回用
雨水被称为“城市的第二水源”，是非常优质的水源。雨水可用来洗车、灌溉、绿化等，还可以作为工业和日常生活用水的补充性水源，建筑雨水储留供水系统正是将雨水以自然或人工的形式加以储备，经过简单净化后，再利用为生活杂用水。雨水利用是建筑节水的一项措施，同时它对减少初期雨水对水体的污染，削减洪峰流量，涵养地下水，具有广泛的环境和生态效益。根据初期弃流后的屋面雨水水质的情况和实验结果，采用以下处理流程，其出水水质可满足《生活杂用水水质标准》（GB/T 18920-2002）要求。
屋面雨水→雨落管→初期弃流装置→贮水池→泵→加药装置→滤池→中水池→消毒装置→中水利用
在流程中，屋面雨水经雨落管进入初期弃流装置：经初期弃流后的雨水通过贮水池收集，贮水池容积大小根据当地的暴雨强度公式，绘出不同历时的雨量曲线来確定。处理后的雨水可用于小区各种生活杂用水，如绿化、喷洒路面等。
四、合理处理消防系统与生活给水系统之间的关系
1. 生活给水和消防给水系统单独设置
《高层民用建筑设计防火规范》规定，消防给水系统应与生活给水系统分开独立设置；消火栓栓口的静水压力不应大于1.0MPa，当大于1.0MPa时应采取分区给水系统：消火栓栓口的出水压力大于0.5MPa时，消火栓处应设减压装置。高层建筑生活给水和消防给水系统对水压的要求不同，若按消火栓系统要求水压值分区时，将使得生活给水管道超压而造成超量供水等问题，采用减压阀降压节流，势必造成能源浪费。所以，无论从消防规范要求，还是节能节流、节约工程投资、运行管理方便的各个角度来看，均应把生活、消防给水系统分开设置，便于合理确定各给水系统的竖向分区的压力值，避免造成能源浪费。
2. 分开设置生活与消防水池
目前绝大部分高层建筑的生活与消防合建（早就不合建了），水池容积过大，生活用水储量一般不到总储量的20％。同时合建水池贮水时间偏长，有时长达23天，有研究表明，夏季水温较高时，水箱中的水在贮存12h后，余氯即为零，细菌快速繁殖。合建水池在每月的消防试水时还会造成消防试水的排放浪费。两种水池分开设置可在很大程度上减轻生活用水的细菌性污染。消防试水可排放到消防贮水池中，不必外排。此外，分建水池的总容积基本没有增加，不会过多增加造价，并且还可优化地下室设计，有效利用地下室面积。
五、 小结
城市建筑节水是一项持久而艰巨的任务，它涉及到给排水系统的各个方面，建筑节水措施又是相互联系、相互制约、相辅相成，只有结合各地的实际情况，采取一些切实可行的节水措施，把节水放在首位，发动全民从身边做起、从现在做起，提高意识，制定强制性的设计和安装标准，让节水措施能落到实处，这样，才会取得显著的经济效益，对水资源的可持续利用才会起到一定的推动作用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。