浅析城市建筑给排水设计中的环保问题 13页

'浅析城市建筑给排水设计中的环保问题［摘要］文章从节约用水、生活用水二次供水的污染防治及雨水的回收利用等方面着手,浅析如何利用目前现有的新工艺、新材料和新设备实现建筑给排水的环保设计。［关键字］建筑给排水设计环保设备 Analysisofcitywatersupplyanddrainagedesignofenvironmentalproblems[Abstract]Thisarticlefromthewatersaving,pollutionpreventionandrecyclingoftworainwatersupplylivingwaterandotheraspectsofhowtousethenewtechnology,newmaterialsandnewequipmentoftheexistingenvironmentaldesignofbuildingwater.[Keyword]ArchitectureWatersupplyanddrainagedesignEnvironmentalprotectionequipment 目录引言1一、节水措施1（一）选用新型卫生器具、管材与附件1（二）热水干管循环2（三）建筑中水2（四）超压出流3二、生活用水二次供水的污染防治3（-）设计缺陷3（二）材料选用4（三）施工问题4（四）管理不善4三、居住小区雨水利用5（-）居住小区雨水利用5（二）屋面雨水利用实际案例6结论8致谢语9参考文献10 引言当今时代，人与自然关系的紧张状况，已成为人类面临的一大严峻的难题，环境与人类生存有着十分密切的联系。在享受大自然无私给予恩赐的同时，我们每个人也同样肩负着保护环境、节约能源的责任。作为土木工程专业工作者，从本职工作做起，从我做起，更是我们义不容辞的责任。本文将对节水、生活用水二次供水的污染防治及雨水的回收利用等几个方面进行探讨，在实践中不断提高建筑给排水设计中的环保问题。一、节水措施当今世界普遍关注水危机问题，其中最为突出的矛盾就是缺水问题，特别是近二十年来随着我国国民经济的飞速发展水污染日益加剧，水资源问题更加突出，节约用水成了重要而紧迫的任务。建筑给排水中节水的重点在于：采用新型卫生器具及配件、热水干管循环、建筑中水、超压出流等方而。(-)选用新型卫生器具、管材与附件卫生器具是建筑内部排水系统的起点，是用来收集和排除污废水的专用设备。给排水节能设计需要全方位综合考虑各种因素，在水的输送过程中，也可以采取一定的措施进行节能节水，如采用优质管材、阀门。由于镀锌钢管容易生锈，这样必然会影响水质，而且经过一段吋间闲置后，再次使用吋会有锈水流出，如果流入到干净的水中，可能导致整个容器里的水的水质不合格，造成水资源的浪费。因此我们在城市建筑给排水系统新理念设计时要采用优质的管道材料以防止其锈蚀，比如新型的管材铝塑复合管、不锈钢管、PP-R管、PE管等，这些都能很好地解决这个问题。而在阀门方而，截止阀往往比闸阀、蝶阀更能节水。合理设计减压阀，既达到节能节水目的，又满足《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010第4.1.3条要求。此外，接头处经常锈蚀，随着时间的推移，会不同程度地出现漏水渗水现象，但如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、PP-R管、PE管、pvc-u管不锈钢管、铜管等，就能够很大程度上杜绝漏水、渗水等资源浪费问题。配水器具和卫生器具方面也大有可为。卫生器具及配水器具位于供水系统的最终端，是水的最终使用部分，它的节水性能对给排水系统整体节能效果起着举足轻重的作用因此选用节水节能型卫生器具就显得格外重要。据资料显示，在普通住宅内采用6L左右的小容量水箱可以比9L容 量水箱节水12%,办公楼效果更佳，可节水近三分之一；对于厨房、淋浴、盥洗等用水器具的节水则主要从改善给水配件的性能来实现，如采用充气水龙头、脚踏开关淋浴器、节水延时自闭阀等，该类配件均能在不同程度上起到节水节能的功效，并且节能效果和建筑高度成正比，即建筑物越高其节能效果越明显；公共卫生建筑内，传统的定时冲洗对水的浪费极大，目前较为先进的光电数控控制或红外线作用的器具效果非常突出，值得推广。对水的节约就可以减少输送水过程中的能源的消耗，从而达到节能的目的。（二）热水干管循环在新建建筑物内热水供应系统大多数为集屮供应系统，该类系统在热水装置开启后，其只有在将系统内部分含有一定热量的冷水放掉之后才能获得达到使用温度的热水，在放掉部分水时不仅浪费了淡水同时也浪费了一定的热能，该种现象主要是设计等方面原因造成的。其原因为在设计过程中未考虑热水循环系统多环阻力的平衡，热水容易出现在靠近加热设备附近区域岀现短流现彖，因此导致在距离加热设备较远的区域内水温下降；由于热水管网计算不合理，导致混合配水装置内冷热水的进水压力有较大差距，当冷水压力大于热水压力时在配水装置投入使用时则系统要流出大量冷水之后系统内部温度才能调至正常。因此，国内相关规范规定在热水系统设计时强调立管或支管循环方式，而相应取消了干管独立循环系统,不仅能够减少甚至消除无效冷水的浪费并且对节水、节能起着重要作用。（三）建筑中水将使用过的受到污染的水收集起来，经过集中处理、再输送到用水点，用作杂用水的系统统称为中水工程。随着城市建设和工业的发展，用水量特别是工业用水量急剧增加，大量污废水的排放严重污染了环境和水源，造成水资源口益不足，水质口益恶化。新水源的开发工程又相当艰巨。面对这种情况，立足本地区、本部门的水资源，采用污水冋用是缓解缺水的切实可行的有效措施。将使用过的受污染的水处理后再次利用，既减少了污水的外排量、减轻了城市排水系统的负荷，乂可以有效地利用和节约淡水资源，减少了对谁环境的污染，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。国外从20世纪60年代初就开始研究利用中水，我国于20世纪80年代屮期在北京建成第一个中水试点工程。之后，各地纷纷开展中水的试验和研究，中水工程的实例日益增多。从已运行的屮水工程所做的屮水水质抽测结构表明，其出水水质复合杂用水水质标准，长期用于冲 洗汽车、冲厕、浇洒道路、绿化等，未发现不良后果。这些已运行的工程为中水设施的开发提供了宝贵的经验，并为中水技术的推广应用提供了充分的依据。缺水城市和缺水地区在进行各类建筑物和建筑小区建设时，其总体规划设计应包括废水、污水、雨水资源的综合利用和中水设施建设的内容。各种废、污水资源，应根据当地的水资源情况和经济发展水平充分利用。对适合建设中水设施的工程项目，应结合当地实际情况和有关规定配套建设。（四）超压出流国内建筑给排水设计规范对建筑物尤其是高程建筑物生活给水系统做出了竖向分区供水的规定，并且明确规定了在各类卫生及用水器具的最终配水点处静水压力不应超过0.45MPa,但是大多数卫生洁具在使用中的适宜水压则为0.20〜0.30MPa,因此在该类卫生器具使用过程中大多数处于超压出流状态，而研究表明，当卫生器具的配水点处静水压力大于0.15MP&时器具出水口处出水量明显上升，因此，在建筑物尤其是高层建筑给水系统内应采取相应措施，尽量控制最终配水点处静水压力保持在略高于洁具最佳用水压力即可。二"生活用水二次供水的污染防治由于城市供水体制的原因，二次供水是建筑给排水设计中保证水压的必然措施，但因此也增加了贮水设施、供水设备等中间环节，增大了水质污染的可能性。要防治由于设计不合理、施工安装或管理等使用不当造成的二次供水的水质污染，在设计上应杜绝出现以下这些问题：（一）设计缺陷贮水池或水箱的进出水管位置不合适，在水池、水箱内形成死水区；贮水池、水箱容积过大，水流停留时间长且无二次消毒设备；直接向锅炉、热水机组、水加热器、气压水罐等有压器或密闭容器注水，而注水管上没有采用能可靠防治倒流污染的措施等设计缺陷也会造成水质污染。贮水池或水箱设计卫生要求：水箱的容积设计部的超过用户48小时的用水量；二次供水水箱应是专用水箱。特殊情况下与消防用水合用时，合用贮水池或水箱的设计应保证其中水体不产生死水层，不得渗漏；水箱应有相应的透气管和罩，人孔的位置和大小要满足水箱内部清洗消毒工作的需要。人孔或水箱的入口应高出水箱面5CM以上，并有盖，上锁，水箱应设有爬梯，便 于水箱卫牛检查、消毒和清洗；水箱必须安装在有排水设施的地盘上，泄水管应设在水箱的底部。泄水管与溢水管均不得与下水管直接连通。在建筑物内的水箱，其顶部与房屋的距离应大于80CM,建筑物内墙不能作为水箱的箱而。水箱四壁与建筑物墙体之间应有一定的距离，以便对水箱的维护和检查；室外贮水池或水箱周围10米以内不得有化粪池、渗水坑、垃圾堆和有毒有害物品等污染源，周围2米内不得有污水管道，出水口应高出地面50CM,并设置防护设施。（二）材料选用镀锌钢管在使用过程中易产生铁锈，出现“赤水”；UPVC管道在生产过程中加入了重金属添加剂，以及PVC木身残存的单体氯乙烯和一些小分子，在使用的时候会转移到水中；塑料管如果采用溶剂连接，所用的胶粘剂很难保证无毒；传统的管材都有存在污染，所以我们也应当逐步推广使用硬聚氯乙烯给水管、铝塑管、钢塑管、聚丙烯管、聚丁烯管、交联聚乙烯管、纳米聚丙烯等卫生性能较好的新型管材，以保证生活用水在输送环节屮不被污染。混泥土贮水池或水箱墙体中石灰类物质渗出，导致水中的pH值、Ca.碱度增加；混泥土中可能析出顿、镉、銘等金属污染物；金属贮水池设备防锈漆脱落等都属于材料选择不当引起的水质污染。（三）施工问题当地下水位较高时，贮水池底板防渗处理不好；贮水池与水箱溢流管、泄水管间接排水不符合耍求；配水件出水高岀承接用水容器溢流边缘的空气间隙太小；布置在环境卫生条件恶劣地段的管道接口密闭不严均可能导致水质污染。给排水的施工单位必须按设计卫生要求进行施工；施工选材必须符合卫生要求，并按操作规程施工；施工结束后施工单位必须清理现场，并经卫牛行政部门认定的检验机构检验合格后，方可交工；竣工后必须经卫生行政部门按规范要求进行验收，合格后方可投入使用。（四）管理不善贮水池、水箱等贮水设备未定期进行水质检验，未按规范要求进行清洗、消毒；通气管、溢流管、溢流管出口网罩破损后未能及时修补；人孔盖板密封不严密；配水嘴上任意连接软管，形成淹没出流等管理问题，也是水质污染的重要因素。管理部门负责二次供水的日常消毒、清洗、运转和维护工作，定制和落实二次供水的卫生管理制度，并应有专职或兼职的饮用水卫生管理人员；管理部门毎年应对二次供水系统至少进行一 到二次全而的消毒、清洗和水质检验，二次供水水质经卫生行政部门认定的检验机构检测合格后方可使用。凡二次供水水质细菌不合适者，必须进行消毒；从事二次供水设施清洗消毒的单位必须取得当地人民政府卫生行政部门的卫生许可后，方可从事清洗消毒工作;对二次供水设施的供水、管理和清洗消毒人员每年必须进行一次健康检查和卫生知识培训，合格后方可上岗；发生二次供水污染施工时，管理部门必须立即采取应急措施，保证尽快向用户提供符合卫生要求的日常生活饮用水，同时报考当地卫生行政部门，并协助调查处理。三、居住小区雨水利用雨水利用原本是一种古老的技术，但在现代建筑与居住小区中，雨水利用工程是水综合利用屮的一种新的系统工程。在水资源短缺的地区，对雨水进行收集、利用具有很高的经济意义与社会意义。（一）居住小区雨水利用雨水属于软性水质，无污染的雨水呈微酸性，其总溶解固体量很少，污染物含量较少，很值得收集利用。在小区雨水屮，屋面雨水水质污染轻微，可有作为雨水利用的主要内容；路面、公共活动场地的雨水相对较脏，冋收利用难度较大；绿地区域的雨水收集效率较低。对于居住小区而言，雨水利用的重点是雨水的直接利用。即雨水经过收集、截污、调蓄、净化后用于建筑物内的生活杂用（冲洗厕所、洗衣）、作为中水的补充水、小区内的绿化浇灌用水、道路浇洒用水。洗车用水等，在条件允许的情况下，还可以用于屋顶花园、风能、太阳能综合利用、水景利用等场合。不同的用水目的要求不同的水质标准和水量。在雨水利用的设计中，不仅要考虑到雨水量的平衡，而且要考虑到雨水水质的控制。雨水利用于冲厕、绿化、道路清扫、消防、车俩冲洗、建筑施工等均应满足《污水再生利用城镇杂用水水质》GB/T18920-2002指标要求。雨水利用景观环境用水应满足《污水再生利用景观环境用水的水质》GB/T18921-2002指标要求。在小区雨水利用系统的设计中，设计规模是首要的关键因素，规模过于小会导致雨水流失，浪费雨水资源；规模过大会导致系统利用率低、浪费投资。雨水利用系统的规模应保证建设用地外排雨量不大于开发建设前的水平或规定的值。影响设计规模的主要问题是雨水调蓄池的容积设 计。早在20世纪90年代，德国、日本等国家制定雨水收集利用鼓励政策，收到甚大的经济和社会效益。在我国，自上世纪80年代以來，由于水资源口益紧缺和国际雨水集流事业的推动下，在西北较干旱地区应用雨水回收技术，产生了明显的经济效益、社会效益和生态效益,推动了我国雨水回收利用的发展。国内近几年开始设推广雨水回收利用示范工程，在大公园、较大的城市广场、大专院校、政府机关建设雨水回收利用示范工程，并逐步在住宅小区内推广。并在2万平方米以上的酒店宾馆、3万平方米以上的商场、5万平方米以上的住宅小区都建起小型污水处理厂，安放屮水回用设备；在开发区等新建区域建设相对独立的城市雨水污水分流管网系统。其做法和经验值得我们借鉴。城市雨水利用作为公益事业，不仅具有环境生态效益和社会效益，还有潜在的直接或间接经济效益。建设推广雨水利用工程，不仅可以节省巨额市政投资、节省市政和居民用水开支，而且有良好的产业前景，能形成新的经济增长点。（二）屋面雨水利用实际案例案例介绍：厦门市某民用建筑项的雨水收集利用设计。厦门市地处南亚热带季风气候带，屈亚热带海洋性气候。降水及径流时空变异较大，年内年际分配不均，汛期（4-10月）降水量占全年的80%,径流占85%以上，最大年降水量是最小年的3.2倍。厦门岛内年平均降雨量1349毫米，年均最大月（八月）降雨量209毫米，在多雨的华南地区属少雨地区，是淡水资源匮乏的福建海岛之一。3-9月为春夏多雨湿润季节，每月雨量一般为100-200毫米，最多的月份可超过700毫米（受台风影响）；10-11月、12-2月为秋冬少雨干燥季节，每月雨量一般为30-80毫米，最少的月份可滴雨不下。厦门市当地多年平均地表水资源量为11.80亿代，地下水资源量1.36亿代。按户籍人口统计，厦门市人均水资源占有量仅为871m3,约为全国平均水平的40%,福建省平均水平的25%,若考虑暂住人口，人均水资源量为576m3,低于国际公认下限1000nf,属水资源严重缺乏地区。本工程位于厦门市集美新城片区，该项日2号地块用地而积为25410平方米，屋而而积为6500平方米，其屮2910平方米屋面用于屋顶绿化，其余面积屋面雨水收集利用，实际收集雨水的面积为2590平方米。屋面雨水按两个区域分别收集处理，其屮一区为1570平方米,二区为1020平方米。该项目充分考虑选址周围地理条件以及厦门当地的气候条件，合理规划雨水排放、收集及回用途径，统筹规划城市管网供水以及雨水回收系统相结合，综合利用各种水源。该项目对部分建筑屋面的雨水进行集中收集，通过雨量计自动控制，设置弃流井对初期径流雨水进行弃流，弃流雨水排入市政雨水管道，然后经过过滤处理后用于补充景观人工湖水。 回收雨水水质分析：雨水水质变化较大，初期水质较差，但初期过后，可回收的雨水水质还是比较好的。从屋面收集的雨水水质较好，溶解性有机污染物含量较少，处理工艺相对比较简单。雨水主要地位污染物成分包括细沙、粗砂、悬浮物等有机物，比较便于处理。因景观人工湖湖水水质要求不是很高，处理容易达到理想要求。可回收利用的雨水量计算：厦门岛内年平均降雨量1349毫米，该项目收集的雨水主要在屋面，人工湖面积约为600平方米，根据测算实际收集雨水面积为2590平方米，为人工湖面面积的5倍。由此可以看出收集的雨水量基木上可以满足景观人工湖湖水的水量要求。 结论环保是未来社会生活中一个永恒的主题，对于每一个建筑给排水设计工作者来说，环保问题绝不是将污水简单处理达标排放那么简单，它贯穿于设计屮的每一个细节。随着人民的生活水平日益提高，城市建筑给排水的设计需要新理念的支撑，以实现更高水平的设计。注释：①王增长.《建筑给排水工程》第325页，2010,中国建筑工业出版社. 致谢语在本次毕业设计过程中，张建国讲师对该论文从选题、构思、资料收集到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导，使我对城市建筑给排水中的环保问题有了深刻的认识，使我得以最终完成毕业论文，在此表示衷心感谢。老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度、积极进取的科研精神以及诲人不倦的师者风范是我终生学习的楷模。在大学牛涯里，还得到众多老师的关心支持和帮助，在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！特别要感谢的是我的家人，一直以来，有你们的关爱，才使我在学习的道路上顺畅前行。最后，我要向在百忙Z中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！ ［参考文献］［1］给水排水设计手册（第二册）建筑给水排水［M］.北京：屮国建筑工业出版社,2008.［2］王增长.建筑给水排水工程［M］.中国建筑工业出版社.2010.［3］陈光耀，姜文源.建筑给排水设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1992.［4］姜文源，肖正辉.建筑给水排水常用设计规范详解手册［M］.北京：中国建筑工业出版社,1996.'