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谈高校建筑给排水系统节水设计

毕业论文库:建筑论文 时间:2021-04-20 点击:

摘要:随着高等教育的不断发展,高校建筑对水资源的需求越来越大,水资源浪费现象也越来越严重。可采用合理设计给排水系统、建立监管平台、加强给水宣传与培训等方式来实现节水目的。通过以上方法研究,希望对当前其他高校绿色校园建设方法提供借鉴;从人类长远生存发展方面来说,就是提高人类生存质量,保护环境,造福后代。
 
关键词:高校建筑;给排水;节水;设备
 
引言
 
目前,全球多个国家为了积极应对全球气候变暖、资源日益短缺、生态环境日益恶化的严峻挑战,不断努力推动绿色建筑工程技术的进步。绿色节能建筑工程技术的不断进步是推动全球各国与自然生态和谐相处的重要表现之一。随着当前我国高等教育事业的蓬勃发展,在校人数、建筑面积和用能设备急剧增加,人口密集,能源消耗面广,高校能耗占据了我国社会总能耗的20%,并仍将呈现刚性快速增长的趋势[1]。当前由于我国的高校在功能上集教学、科研、生活等诸多功能于一体,建筑用水量大,日均使用时间长,是水源消耗的大户[2]。同时相较于普通大型公共建筑,又有由于开课期间的人口密度高,而假期期间人口又急剧减少的独特性。而水资源的合理利用与开发是实现绿色校园建设现代化的重要途径,节水设计能够合理利用淡水资源,进而有效平衡消耗与节约生产,高校建筑运营过程中产生的污废水量也较大,因此,在高校建筑给排水设计中应注重绿色环保理念的推广与应用。因此创建绿色校园的给排水设计在高校建筑建设实践与理论研究中日益受到重视,当前对高校建筑水资源进行综合科学开发利用,合理规划势在必行。
 
1高校建筑水资源利用管理方面存在的一些问题
 
随着高等教育的不断发展,高校建筑对水资源的需求越来越大,主要耗水建筑为学生公寓、公共浴室、教师宿舍等。但是水资源浪费现象也越来越严重,主要有以下几个主要方面表现:1)水资源规划方案不合理。有些年降水量较多的地区没有合理规划并充分利用雨水资源;排水系统中并未充分考虑中水回用,而中水系统既能起到节水作用,又能起到治污的效果。2)供水管道中水压较大,不仅导致水的出流速度过大,造成水资源的严重浪费,并且水压过大,还会使管道产生噪声以及引起设备的损坏。3)集中热水供应循环系统未考虑热水循环,采用热水不循环系统或者半循环系统,使得在热水在低出流速度的时候,在非循环管路中散失大量的热量。从用水点刚放出来的水往往达不到使用要求的温度,就可能会先被流放掉,这就直接造成了这部分水资源的浪费。4)给排水管道及阀门、配水龙头等附件的设计、施工或者本身产品质量存在问题,导致给排水系统运行中普遍存在跑冒滴漏的现象,水资源则会流失掉一部分。5)高校建筑用水管理不到位,对水资源高消耗的办公楼、教学楼、实验室、学生宿舍等公共建筑,缺少与用水或节水相关的监管制度。
 
2解决高校建筑水资源利用问题的策略
 
2.1给水系统设计
 
2.1.1选择合理的给水方式出于节水及防疫的要求,在校园市政供水管网水量和水压均能够满足要求的情况下,应尽量选用直接给水方式,不需要二次加压,无水泵及高位水箱,系统简单,投资省,减少运营维护管理费用,同时也有效避免了水的二次污染问题。如果市政供水管网供水压力不能完全满足要求,宜选用变频调速水泵,其优点是可以根据不同用水点的用水需求自动调节水泵转速,在节水方面效果比较显著[3]。对于层数较多的建筑大型,水压过高会造成的水流量及噪音过大的问题,这类建筑给水系统宜尽量采用合理的分区给水方式,并且合理选用减压阀,例如采用入户支管减压,限制出水龙头前的水压。对于用水点较集中且用水量较大的公共建筑,比如公共浴室、带卫生间的宿舍、公共食堂等,宜采用“蓄水池+变频水泵+高位水箱”或者“变频水泵+高位水箱”的组合给水方式,以有效避免用水高峰时对市政供水管网造成大的压力冲击。
 
2.1.2选用合理的用水量标准用水量标准的选用是水池及水箱的容量设计及水管的设计依据,高校建筑是由许多单体建筑组成的综合建筑群。若采用学校综合用水标准乘以全校学生人数,计算出的整个学校总用水量往往偏大,导致水池的进水管流量偏大。所以,宜根据各不同单体建筑的用水标准乘以同时使用人数,计算出各个单体建筑的实际用水量,再根据各单体建筑各时段的实际用水情况,计算出各时段高校的总用水量,从而计算出该高校一天的总用水量。
 
2.1.3开发可代替的水源该高校所在地区降雨量比较充沛,可充分利用雨水作为水源,雨水不仅水质相对较好,而且雨水回收系统投资成本较低。该高校建筑宜结合排水系统的设计,将雨水回收,经过净化处理后,用于冲厕、绿化灌溉、道路清扫等,其中绿化浇灌宜采用微灌、喷灌等高效的灌溉方式。中水是经过处理回收利用的水资源,中水不仅水量大而且稳定,并且就地可取,用水成本相对较低,从现实、长远来看中水是解决我国缺水问题和实现可持续发展的战略性对策之一,同时中水能够减少污水和废水的排放量。高校建筑中公共浴室、学生宿舍盥洗间及水房等排放出的废水量大,可以通过回收到中水处理系统,将其净化后再用于便溺用器具的冲水等对水质要求不高的用水点,如图1所示该高校某男生宿舍卫生间平面图。
 
2.1.4完善集中热水供应系统设计由于设计、施工以及管理等多方面原因导致了集中热水供应系统普遍存在热水的大量浪费现象,主要体现在开启热水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,需要先放掉部分低温水之后才能正常使用。原因主要体现以下在两方面:其一,在设计中未考虑热水循环,高校建筑应根据实际需要,选择正确的热水供应循环方式。热水供应循环系统设计时还应考虑热水循环系统多环路阻力的平衡,热水在靠近加热设备的环路中容易出现短流,远离加热设备的环路中水流较慢,水温较容易下降。其二,混合配水龙头的冷水和热水的进水比例不适当,若冷水的进水流速比热水大,使用混合配水装置时需要先放出部分低温水后才可以达到使用水温,可采取调节冷水对混合室的压力的措施,例如在混合水龙头冷水进水口设置一个冷水调节阀,使水温在开启热水装置后能够迅速地满足使用要求。高校一般设置了供应开水的开水房,根据高校建筑的使用特点,可采用可定时的容积式热水器。
 
2.1.5选用绿色管材与节水附件高校要选用优质的管材,比如聚丙烯(PPR)、聚乙烯(PE)、钢塑复合管材等;选用优质的控制附件,要从性能上进行综合比较;选用启闭迅速、密闭性好的配水附件,比如自动蓄水型水龙头、延时自闭式水龙头、陶瓷芯式水龙头等。
 
2.1.6设置智能计量设备高校单体建筑生活用水和饮用水宜设置智能水表计量,学生宿舍楼卫生间、开水房、公共浴室淋浴器宜设置智能水表或采用IC卡计量[4]。
 
2.2排水系统设计
 
2.2.1选择合理的排水体制高校建筑功能多样,其污水性质也比较复杂,需要综合考虑建筑物污废水的污染程度、室外排水体制、综合利用情况等,确定排水体制。高校主要存在以下几种不同性质污水:公共浴池主要排放沐浴用水,属于优质杂排水,适合作为中水水源;各种建筑的卫生间的生活污水,属于污染程度较重的劣质杂排水;锅炉、水加热器等设备排水温度超过40℃,降温处理后可作为中水水源;实验室排放的废水中含有酸碱性成分、重金属、有毒物质等,污水性质相对复杂;食堂排水中含有大量油脂、泥沙等,排放时需设置隔油井。根据高校建筑排放的几种污(废)水的性质和污染程度、室外排水体制、综合利用情况,可将性质相似的排水合流排放,并将污染程度较轻的生活污废水、经过降温后的废水、雨水等经过中水处理系统净化消毒,重新回收利用到冲厕、洗车、绿化灌溉、道路冲扫和消防等。
 
2.2.2完善排水系统设计由于管道中的排水属于重力流,排水管道的长度要尽量短,有助于排水的有效排放,从而减少水资源的消耗。排水管路尽量少有拐弯及三通等连接件,连接件存在密封性差的问题,污水泄漏会造成漏水甚至外部环境的污染。管路的设计和安装要充分考虑到管路不易受到损坏,从而有效避免因管路或者连接件的损坏及松动而产生的污水泄露。
 
2.2.3采用人工湿地污水处理系统人工湿地污水处理系统模拟天然湿地,人工建造与沼泽地类似的地面结构并利用其与天然湿地相似的功能,利用物理沉积、生化反应、化学反应等特有的动植物生态系统,很好地净化污水,还可以促进绿色植物生长及增产,进而实现废水的资源化。人工湿地污水处理系统投资低、出水水质好,且可改善和美化生态环境、操作简单、运维费用低。在该高校附近选址建造人工湿地,选种适应本地环境生长的植物;将生活污水排入,然后再排入学校东侧和北侧的自然水系,也可作为建筑的补充水源。2.3围绕节水提效,建立监管平台高校根据建筑用水实际情况,装设节水监管系统,利用智能水表与节能设备有机融合,将各用水点的用水情况通过数据采集、设备控制、数据存储、智能分析、告警服务、系统管理等全流程信息化管控功能,实现智能化科学管理,有效实现节水的目的。
 
2.4加强节水宣传与培训
 
高校可以采取举办节水主题相关的讲座、培训和宣传活动等措施,倡导清洁绿色的生活方式,唤起大学生节水意识,促进我国水资源保护和环境可持续发展,同时高校作为城市用水大户和人才培养基地,开展节水工作,既能培养学生节水意识,营造校园节水文化,又能向全社会辐射,促进全民节水意识的形成。
 
3结语
 
高校建筑的给排水系统具有规模大、复杂性强的特点。因此,高校要结合实际情况,综合分析,以节约用水为基本原则,科学合理地规划设计给排水系统,通过一些可行的节水措施,实现我国高校建筑水资源的节约和高效利用,以助于我国水资源的可持续发展。
 
参考文献
 
[1]宋昊炬.国家节能在高校院校的能源消耗占据了社会总能耗的1/10[J].财经界,2018(07):28-29.
 
[2]程翔,董莉莉,金高屹.夏热冬冷地区绿色校园适宜技术调查研究[J].重庆建筑,2020,19(03):23-31.
 
[3]赵丹,肖文芹,张美凤,黄燕.简析绿色建筑给排水设计的节水措施[J].居舍,2020(06):100.
 
[4]赵晖.谈高等院校建筑单体给排水设计中相关问题[J].工程建设与设计,2008(03):50-54.
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