校園智慧水務建設，融合學校水務和互聯網物聯網、大數據、云計算、移動互聯網、GIS、BIM 等多維度技術手段，最終實現具備迅捷信息采集、高速信息傳輸、高度集中計算、智能事物處理和全校區信息服務。智慧水務建設離不開節水節能技術的應用。現如今，校園學生密集，用水時間集中，一半以上直屬高校超過當地用水定額，部分院校漏損率超25%，給水耗能和熱水耗能分別占整個建筑耗能的 10% 以及 20%~30%。由于供水方式落后、建筑給排水設備陳舊，維護不及時、后勤管理散漫，導致水質安全和直飲水安全問題觸目驚心。為了保障智慧水務系統在高校切實發揮作用，合理選擇節能設備和節水措施顯得尤為重要。

校園建筑給排水設施現狀

山西省某高校 10 號宿舍樓，地上 10層，地下1層，層高2.7 m。公寓管理人員和學生共1687人。1層 29 個套間，2~10 層共 258 個套間，每個套間有1套坐便器。每層東西兩側各有1個公共衛生間，每個公共衛生間有8個蹲便器，3個洗手池，1個拖布池;其中東側有公共淋浴房，每層有10個淋浴器。每天用水高峰是早 7:00-8:00，中午12:00~13:00，晚上 9:30~10:30。

智慧水務建設前期，實地調研現狀設備，包括:水泵、水表、閥門、管材、大便器、水龍頭、淋浴器、熱水加熱裝置。經分析發現具體問題如下。1.1 供水方式不合理

山西省某高校宿舍樓的供水系統，選擇耗能大的水泵聯合水池供水，當水龍頭前端的靜水壓大于流出水頭，水龍頭流出水量明顯上升。這種超壓出流造成隱形的水資源浪費。同時水池控制閥控制水位失靈導致溢水也能形成水資源浪費。1.2 泵房設備隱患多

二次供水設施變頻泵配合水池水箱，水泵老舊故障頻發，安全隱患巨大。水箱液面和大氣相連，水質易發生二次污染，水箱內壁清洗復雜，管理費用增加。泵房管網使用鍍鋅鋼管，管口連接技術不規范，鍍鋅層破壞，導致滲漏水嚴重，水泵面臨停機等隱患。泵房附近水池水位控制閥失靈，溢水易造成水資源浪費。此外，校區地勢低洼，地下泵房

存在內澇淹沒風險，設備面臨腐蝕。

1.3 儻嫰裝倪Я何ゴ貊水利用率低

學生宿舍樓每層公共衛生間設置 10個淋浴器，熱水水源來自鍋爐房,輸送距離遠,利用率低。目前,國家提佀綠色節能節水措施，山西太原12層及以下住宅建筑強制使用太陽能供熱水，該校區宿舍樓宜采用太陽能熱源集中供水系統。學校宿舍樓一直沒有使用太陽能熱水器，是由于國內傳統開式太陽能系統，一次水系統直接加熱直接使用，造成開式水箱、真空管、熱水管路、聯箱積垢嚴重。二次換熱系統需要設置獨立的設備間、蓄熱水箱、溫差循環、防凍介質、多次換熱。整個太陽能串并聯系統水箱端口焊接，內置換熱器無法維護及更換:系統存在流量不平衡問題:室外管路多，故障點多。

1.4 水表計量低效

現階段，校園智慧水務建設，仍處在搭建數據平臺和流量監控的起步階段。該校區宿舍樓引入管安裝傳統水表，6年以上沒有更換新表，表針失靈同時有漏水可能。后勤員工抄表，容易造成漏抄、錯抄等問題。

1.5衛生間附件設備耗能大

衛生間用水器具是建筑給排水系統中耗能耗水的重點。大便器，存在噪聲大、易堵塞，用水量多等問題。水龍頭生銹，關閉不嚴密，滲漏水現象頻繁發生。采用冷熱水管供水的淋浴器，調溫過程浪費大量水資源。金屬管件和管道生銹滲水經常發生

校園宿舍樓節水節能措施

校園宿舍樓是學生用水的集中地，在給排水工程的建設過程中，加大節能節水技術在校園的推廣和使用,能夠有效的提高對現有水資源的利用效率與此同時，宿舍樓節水節能措施的落實，有利于智慧化水務平臺的正常運轉。

根據學校供水用水特點，結合國家規范要求并結合較為先進技術，以下措施能實現節水節能目標。2.1 采用秀壓水箱供水方式

二次供水系統可以采用下列供水方式:低位水箱(池)+變頻調速增壓設備聯合供水;箱式疊壓供水:低位水箱(池)+增壓設備與高位水箱(池)聯合供水。山西省某高校宿舍樓10 層，16 87人，水源來自村鎮供水站，供水規模1200m/d。當市政供水管DN≥300 mm，壓力≥ 0.28 MPa，則市政管網壓力瞬間變動值≤0.02 MPa，不應造成市政供水管網的壓力低于該地區規定的最低供水服務壓力。若市政管網供水壓力不足以滿足室內用水需求，采用箱式疊壓供水無需修建水塔，根據用戶需水壓力和建筑給水管網供水壓力差值，PLC智能化控制器自動調節水壓，差多少，補多少。停電和用水高峰，仍可維持市政管網穩定供水。同時，水箱發揮儲存水量、調節壓力的作用，停水也能補給管網一定水量。若選擇安全、節能、穩定的疊壓水箱供水方式，不僅智能化調節水量，還能節約投資。

當最低衛生器具配水點處靜水壓大于0.15 MPa時宜采取減壓措施，即在進戶管處，水表前裝設減壓閥減壓，減少超壓出流量。山西省某高校宿舍樓10層，一層34個水龍頭，10個淋浴器，2~10 層378個水龍頭，90個淋浴器。在使用合適的供水方式基礎上，一層配水點的靜水壓> 0.15 MPa 時，水龍頭的出水量明顯上升，應設置減壓閥。

水箱有必要設置水位監測報警裝置，控制儀器及電動閥門等設備。目前,因內此項產品性能可靠，已被廣泛應用。水池控制閥應滿足雙重要求，如:電動閥+液位控制閥，當發生超高液位，應報警，同時聯動關閉進水電動閥門。當發生超低液位，報整并聯動開啟進水電動閥門。2.2 智慧泵房采用安全節能措施

山西省某高校地勢低洼，夏季暴雨，有內澇風險，原有的地下泵房改為地上泵房，保證水泵不被淹沒。泵房應設置安全維護結構，和水泵連接的管材管件宜為薄壁不銹鋼管，型號S31603。連接方式為溝槽卡箍連接和法蘭連接。閥門的閥板采用型號S30408不銹鋼，閥桿采用20Cr13或6Cr8Ni不銹鋼。

2.3 公共淋浴間使用無動力太陽能熱水系統

根據國家和山西省地方規定，該校區學生宿舍樓宜安裝無動力集中熱水系統。該系統將太陽能集熱、儲熱、換熱在一臺設備內，不使用動力驅動，而是將陽光輻射能量儲藏到熱水箱，并通過管網冷水自身壓力完成一次熱水到二次熱水的熱量交換。系統經濟性好即零設備空間占用。系統自身零能耗，日后運營零維護。系統安全性好即冷熱同源，恒溫閥精準控溫，水質可達到飲用水標準，無泵驅動式制熱，無噪音。

2.4 NB-IOT 智能水表的應用

智慧水務建設時，成熟運用云計算、物聯網、移動互聯網和大數據，實現真正的AI智能化水務體系，這一過程離不開各類終端設備采集的有效海量數據，選擇智能水表，一方面，給水系統的終端，直接面向用戶:另一方面，智能水表更精確便捷計量用水量。NB-Iot智能水表是利用超聲波時差原理和工業電子元件制作的完全電子水表，比機械式水表的測量精度高、測量范用大、壽命長。NB-I0智能水表不會造成磨損和壓力損耗,具有靈敏度高，能準確探測到流動速度的微小改變。同時，NB-lo智能水表量程比很大，結構簡單，維護方便，適用于學校宿舍樓水流量的測量。智能水表的應用將會對校區智慧水務建設和節能有較大的促進作用。2.5 衛生間節水節能設備應用

公共淋浴房除了方便學生淋浴，還要節能，最好選擇節能淋浴器。通過恒溫器保持恒定水溫，單管供水:與此同時，淋浴器增加加氣裝置，減少過流水量，進而節約實際用水量。節能淋浴器噴頭9 Lmin 出水量，相比普通噴頭減少近一半用水量。閥門使用 SDK-0.6隔膜式長壽命腳踏式，利用刷卡機，計算腳踩出水時間，以計費方式約束學生淋浴時間，實現節約用水。

衛生間更換為水力式延時自閉龍頭，直動水陽尼結構，依靠彈簧回彈密封閥口。彈簧擠壓通水后，阻尼結構作用于彈簧，緩慢釋放數秒，自動關閉水嘴。同時水嘴安裝發泡器，出水帶有氣泡，呈現擴散狀，水與手的接觸面積增加，出水量僅有0.032 L/s或更少，相比于普通水龍頭0.2Ls，帶有發泡器的水嘴節水達84%。超壓供水時，平均每人每天用水量15L，如果水嘴安裝發泡器，每人每年可節水4.6m，節水效果更加明顯。

宿舍樓所有污水均要匯集立管底部，底層套間坐便器經常發生管道堵塞，冒水現象。選擇負壓抽吸馬桶,抽吸污物效果優于水沖洗。該設備構成為:坐便器、集便器、集便器前端的吸污閥、其底部的排氣閥和上部的壓力傳感器、人力氣泵。該坐便器使用人力氣泵，集便器內氣體被抽至排水管道，水箱根據壓力傳感器探測壓力變化，迅速放水0.3L沖洗坐便器壁面。此時，排污閥和吸污閥全部關閉，繼續使用人力氣泵，集便器空腔形成<0.6 amm負壓，壓力傳感器檢測此處壓力，并將信號傳送給單片機。單片機將吸污閥門轉為打開模式。此時，集便器與坐便器之間的壓差使污水瞬間被吸入集便器。接下來，排污閥被打開，污水流入排水管道，吸污閥關閉，繼續放水0.2L，形成水封，防臭味散逸。宿舍樓二層及以上套間選擇兩檔節水型坐便器。水箱沖洗小便，水量≤4L:沖洗大便，水量≤9L。以6人宿舍計算，每人每天小便4次、大便1次，9L水箱一天耗水270L，6L水箱一天耗水 180L:而兩檔節水型坐便器一天只需150L。利用現有排水管道和坐便器，僅僅更換坐便器水箱就可以實現較好的節水效果。

宿舍樓的公共衛生間，人流量大，避免病菌交叉感染尤為重要。感應式蹲便器恰巧滿足無需人為操作，紅外線自動感應，根據設定的沖洗時長，定量放水，沖洗徹底，無異味。

結論

綜上，節能節水技術的推廣配合智慧城市理念，校園節能設施的發展為學生提供舒適的生活，節省學校日常運行開支，推進智慧水務平臺搭建，還可以助力碳達峰，碳中和目標盡快完成，一舉多得。學生宿舍樓人數眾多，用水時間和量相對集中，采取合理的節水節能措施配合智慧水務建設意義重大。本文通過實際案例調研，得出以下節水節能有效措施:(1)采用疊壓水箱供水方式:(2)智慧泵房優選不銹鋼 S31603或類似防腐效果顯著管材管件:(3)選用節能節水的無動力太陽能系統、水利式延時自閉龍頭、節能型坐便器:(4)水表選擇NB-lot 智能水表，DMA 分區計量。

節水措施和節水設備在校園的應用，解決了人員相對密集場所用水需求高的問題，提前安裝節能設備，為智慧水務系統的建設及運行打下基礎，推動綠色節能技術的應用。