我国是一个水资源贫乏的国家,又是一个水污染严重的国家。人均水资源占有量仅为世界平均量的1/4,是世界13个人均水资源最贫乏的国家之一,水资源短缺已经影响我国的可持续发展。我国目前年需水量约为6180亿m3,而可供水量仅5830m3,缺水达350亿m3。随着国民经济的快速发展,用水需求将不断增加,如不采取强明力的节水措施,按照目前的用水增长速度,2010年我国需水量将增加到7340亿m3,而可供水量仅能增加到6430亿m3,缺水将扩大到910亿m3。因此,做好节水工作已作为国策摆在我们面前。
1、建筑生活用水面临的问题
建筑生活用水约占城市总用水量的60%,随着城市建设的不断发展和建筑设施的不断完善,其值还将逐步增大。解决建筑生活用水的节水问题,是推进全国节水工作的重要组成部分。
近年来,我国的建筑节水工作在各级政府主管部门及广大工程技术人员的共同努力下,取得了一些成绩。但是建筑生活用水仍然存在下列问题:
① 用水定额偏高;
② 非传统水源得不到合理的应用;
③ 系统设计造成部分用水点压力偏高,冷热水供水压力不平衡,热水管网循环效果差;
④ 输配水用管材、管件、阀门等产品材质低劣,达不到国家或行业产品标准的要求,加上安装质量差,维护管理不到位,造成管道不可忽视的漏水损失;
⑤ 用水终端未采用节水器具、节水水嘴;
⑥ 计量仪表安装不到位,或质量低劣,致使用水得不到合理控制。
2、建筑节水关键技术
为了做好建筑节水工作,除了政策支持、行政管理,及通过宣传树立全民节水意识外,还必须从技术角度解决好上述问题,其关键技术归纳如下:
2.1确定合理的节水用水定额
用水定额是设计给水系统、热水系统的一项重要基础参数,用水定额偏大,供水设备、设施、管径均偏大,既耗水又耗能、耗材、占地,同时为使用者浪费水资源提供依据。制订一个合理的节水用水定额,一是必须保证设计人员从技术上有满足节水用水定额实施的相应措施;二是管理者有了限制用水量的依据。
2.2开辟新水源,分质供水
城市污水量几乎等于城市供水量,水中只含有0.1%的污染物,远低于海水中的3.5%的污染物含量,且应近可得,于收集,再生处理成本远低于海水淡化。因此采用城市污水作为可靠的第二水源,已成为当今世界各国解决缺水问题的共识。我国如北京等城市早在20多年前就已颁布了利用经处理的城市污、废水作为中水供给冲厕等用水的法规,并且取得了较好的节水效果。
雨水分布广,是免费的水资源,国外将其称为“天水”。根据各地不同条件,因地制宜地将雨水处理后回用,或入渗地下补充水源,既达到节水的目的,同时又减少雨水的排放,降低对城市雨水管道的冲击。
除了上述开辟中水、雨水非传统水源,用其供给不接触人体的冲厕、浇洒、冷却循环水系统补水外,还应扩大循环用水、重复用水的范围,并通过引用先进技术、推广节水效果好的产品、提高循环冷却水浓缩倍数,将用水量控制到最低。
2.3改进、完善供水系统的设计
(1)充分利用供水系统压力。供水系统设计应在掌握建筑所在地的准确供水压力资料基础上,充分利用市政管网压力供水,即节水、节能,又可消除二次污染。
(2)多层、高层建筑的供水系统,应控制好用水点处的水压。控制用水点处的水压,是系统节水的关键环节。经实测,一个普通水嘴的压力为0.24Mpa和0.50Mpa时,流量分别为0.42L/S和0.72L/S,以现有建筑60%的水嘴超压0.2Mpa,流量超过0.15L/S计,全国城市每天将浪费1944万m3的水,日耗能108万KW.h,据此可见,控制用水点处的水压对节水节能起着举足轻重的作用。
(3)有集中热供应的供水系统应保证用水点处冷、热水压力的平衡。带有混合阀的淋浴器、洗脸盆、洗手盆等冷、热水供水压力应尽量相近,减少调温时浪费的水量,同时还可减少热水烫伤人的事故,使用舒适、安全。
(4)保证集中热水供应系统的循环效果。近年来,国内兴建的大量住宅小区、公寓、别墅及公建中不少均设有集中热水供应系统,其中不少系统因循环系统设置不当,每次用水放出的冷、温水量为10-20L,照此计算其浪费的水量亦是惊人的。因此,设有集中热水供应系统的建筑,必须设回水管道保证干、立管或干、支管中热水的循环,这样可以大大减少用热水时水嘴流出的冷、温水量。
2.4选用节水型生活用水器具
节水型生活用水器具的定义是“满足相同的饮用、厨房、洁厕、洗浴、洗衣等用水功能,较同类常规产品减少用水量的器件、用具。”节水器具一是要节水,二是密封不漏水,三是耐用。
2.5选用优质设备、器材、管材
涉及建筑节水的设备、设施主要有加压供水设备、水箱、水加热、贮热设备、水质处理设备、循环水处理设备等,选用优质设备、器材能提高供水安全可靠性,使供水压力平稳,减少其自用水量,提高循环率。
管材、管件、阀门是造成管网漏水的主要祸首。据统计,我国城市管网漏损率均高于10%,小区、单体建筑的管网漏损率虽未见统计数字,但由于不少建筑采用低劣管材、阀门,加上安装质量差,其漏损量亦很可观。因此,选用质量好的管材、管件、阀门也是节水工作的重要一环。
2.6用水计量
用水计量是通过经济杠杆达到节水目的,行之有效。用水计量包括各用水部位合理设置水表,学校、工矿企业公共浴室、淋浴间等用IC卡计量用水等,同时选用的仪表应计量准确,误差率低。
3.《民用建筑节水设计标准》编制思路
抓好上述建筑节水关键技术的落实是当前我国建筑节水的当务之急。而要落实这些关键技术,首先必须制订一项权威性的国家节水设计标准。根据建设部建标函[2007]125号“关于印发《2007年度工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)》的通知”的要求,由中国建筑设计研究院主编、北京市节约用水管理办公室等单位参编,于2007年9月开始着手编制国家标准《民用建筑节水设计标准》,该标准报批稿的内容包括:①总则;②术语、符号;③建筑节水设计计算参数;④建筑节水系统设计;⑤非传统水源的开发利用;⑥节水设备、器材及管材、管件;⑦建筑节水的计量、监测仪表及控制。现将主要编制思路分述如下。
3.1用水定额的确定
我国建筑物最高日用水量的数据是在20世纪50年代一些统计资料的基础上给出的,反映一定年限内日用水量最多的一天,是建筑给水排水确定管道、设备、用水器具大小的基础数据。随着国家经济的发展,科学技术的进步,节约用水作为我国的一项国策在全国推行,节水器具与节水五金配件的普遍使用,居民节水意识的提高,原最高日用水定额已经不能反映现实社会的实际用水情况。
以最高日用水量为依据来计算设计年用水量进而得出年节水的量显然是不合理的。但《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)中并没有给出居民、公共建筑物的平均日用水量。《室外给水排水设计规范》(GB50013-2006)中给出了城市居民平均日用水定额,对于小区居民、公共建筑物平均日用水定额如何确定,目前还没有国家的相关标准。《建筑中水设计规范》(GB50336-2002)中,是根据城市综合用水日变化系数折算成平均日给水量的,但是否合理、符合实际,还应通过大量的统计调研来验证。年用水量的确定应按平均日用水量定额计算更合理,这将是节水工作的一项重要内容。
3.2节水率、非传统水源利用率
《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2006)中将节水率定义为采用包括利用节水设施、非传统水源在内的节水手段实际节约的水量占设计总用水量定额的百分比,提出住宅建筑采用节水器具和设备,节水率不低于8%,旅馆不低于15%。总用水量定额值是按照定额标准,根据实际人口或用途估算的建筑用水量,由于没有居民、公共建筑物的申报中,设计院以最高日用水量定额来计算,节水率的指标就不具实际意义。
标准中是否要给出节水率的考核指标,若给出,各种建筑物的节水率应定在多少,实际工程中是否有可操作性将是重点解决的问题。采用非传统水源利用率的考核指标实际工程中是可以量化的。无论是中水的回收利用还是雨水的收集利用,如用于冲厕,非传统水源的利用率在住宅中可以达到21%,办公楼可以达到60%,宾馆、饭店可达到10%以下。如用于室外的绿地浇洒、冲洗道路、洗车,非传统水源的利用率可以达到10%。节水工作应将非传统水源利用率作为考核指标。
3.3用水器具的水压与流量
《建筑给水排水设计规范》(GB-2003)中规定水压大于0.35Mpa的入户管(或配水横管),宜设减压或调压设施。用水器具的最佳使用水压应为多少,即在满足使用要求的前提下,用水点的使用压力。日本提出舒适流量的概念,即在一定的水压下,用水器具的出流量能满足使用者的需求并不产生冲击、溅水的最佳流量。不同的用水器具舒适流量是不同的。洗脸的舒适流量为8.5L/min(0.14L/s),手洗衣物的舒适流量为10.5L/min(0.175L/s),洗发的舒适流量为8.0L/min(0.133L/s),淋浴喷头的舒适流量为8.5 L/min(0.14L/s)。
我国城镇建设行业标准《节水型生活用水器具》(CJ164-2002)中给出节水型水嘴应在水压0.1Mpa的管径15mm下,最大流量不大于0.15L/s。便器冲洗阀应在水压为0.3Mpa时,大便器一次冲洗水量为6-8L,小便器一次冲洗水量为2-4L,冲洗时间3~10s。淋浴器喷头应在水压0.1Mpa和管径0.15L/s。不同的用水器具舒适流量是不同的,作为给水系统压力设定的重要依据,我们应开展符合我国用水习惯、不同用水器具舒适流量的测定工作。
3.4中水与雨水利用
《建筑中水设计规范》(GB50336-2002)中规定:缺水城市和缺水地区适合建设中水设施的工程项目,应按照当地有关规定配套建设中水设施。中水设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时使用。《建筑于小区雨水利用工程技术规范》(GB5044-2007)中规定:设置雨水利用系统的建筑物和小区,其规划和设计阶段应包括雨水利用的内容。雨水利用设施应与项目主体工程同时设计、同时施工、同时使用。
上述两本规范中均没有给出建设中水设施和雨水利用设施的具体规模,而应按工程所在地的规定执行,目前国家也无统一的要求;部分城市如北京,深圳等,地方政府结合本地区的特点制定了符合自己实际情况的中水设施和雨水利用工程的实施办法。国家节水标准是否给出全国范围内设置中水利用设施与雨水利用设施的具体要求与规定,或是仅限定在水源性缺水的地区,争议较大。
3.5节水评价
节水评价是采用节水设计后应达到的指标,即考核批量标,是衡量用户用水(节水)的一种尺度。不同的考核指标往往只能反映节水状况的一个侧面,为了全面衡量建筑物节水水平,应设置若干种节水考核指标进行评价。任何考核批量标都要相对于某一种用水系统而言,即应有确定的用水系统边界,并在一定测试阶段内,各种水量的输入、输出应保持平衡。
考核批量标将分控制项、一般项、优选项、创新项。有:采用节水器具的节水率、非传统水源利用率、冷却水的循环利用率、游泳池水的循环利用率、生活用水户表率、管网漏失率等。
建筑节水关键技术的研究,将为国家节水标准的制定提供技术上的支持,而建筑节水标准将使我国在建筑节水领域内有章可循,为建设节水型社会提供技术上的保证。节水型社会的建设是一项系统工程,它既需要国家制定相关的法律和指标体系,又需要全民提高节水意识,还需要给水排水工程技术人员在工程建设阶段将节水的概念、措施体现在工程的实施中。