節(jié)能理念下的建筑給排水設(shè)計研究

張 帥 山西融創(chuàng)恒基置業(yè)有限公司

1 前言

在國內(nèi)人口逐步增長、能源消耗逐步增加的趨勢下，建筑行業(yè)的能源消耗量也在不斷增加，且在能源消耗總量中占據(jù)較大比例。鑒于此，必須要在建筑行業(yè)的各個環(huán)節(jié)中引入節(jié)能理念，進(jìn)而從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能效應(yīng)。在建筑設(shè)計領(lǐng)域中，建筑給排水設(shè)計是基礎(chǔ)內(nèi)容，也是重要內(nèi)容。在建筑給排水設(shè)計時，應(yīng)統(tǒng)籌各方面因素，靈活地將節(jié)能理念融入其中，通過合理的節(jié)能設(shè)計，一方面有效提升建筑給排水質(zhì)量，另一方面有效促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 建筑給排水節(jié)能設(shè)計現(xiàn)存問題

2.1 對于給排水節(jié)能設(shè)計重視程度不足

目前，在大部分建筑項目的設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計團(tuán)隊對于建筑給排水節(jié)能設(shè)計的重視程度不足，未充分意識到節(jié)能節(jié)水改革的重要性。一些設(shè)計師認(rèn)為建筑給排水設(shè)計即為在建筑中布設(shè)相應(yīng)的給排水管道，并使得給排水管道滿足人們的日常生活工作。

上述觀念使得現(xiàn)有的給排水設(shè)計未能充分利用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)以及節(jié)能設(shè)備，使得節(jié)水節(jié)能改革政策的落實(shí)步履維艱。究其本質(zhì)，對于給排水節(jié)能設(shè)計重視程度不足主要原因在于設(shè)計團(tuán)隊的管理層，一些管理者在給排水設(shè)計方面更偏向于傳統(tǒng)設(shè)計手法，在設(shè)計過程中過于墨守成規(guī)，導(dǎo)致了具體執(zhí)行的設(shè)計人員更加不重視節(jié)能設(shè)計。

2.2 節(jié)能設(shè)計水平存在較大提升空間

目前，已有部分設(shè)計企業(yè)在建筑給排水設(shè)計過程中嘗試引入節(jié)能理念，然而，其節(jié)能設(shè)計水平仍舊存在較大提升空間，具體來說主要體現(xiàn)為以下兩個方面。

其一，精細(xì)化設(shè)計水平不足，隨著國內(nèi)建筑工程規(guī)模的日益增大，對于設(shè)計的精細(xì)化水平要求也越來越高。在建筑給排水節(jié)能設(shè)計方面，存在著設(shè)計細(xì)節(jié)不夠全面、設(shè)計適配性不足等問題，導(dǎo)致建筑在施工過程中，給排水圖紙難以與現(xiàn)場對接，進(jìn)而導(dǎo)致了節(jié)能設(shè)計方案無法落地，最終使得節(jié)能、節(jié)水目的無法實(shí)現(xiàn)。

其二，建筑給排水節(jié)能設(shè)計過程中，對于信息化技術(shù)的利用不足?，F(xiàn)階段，BIM等技術(shù)的存在使得建筑給排水節(jié)能設(shè)計在前期可以通過三維的形式進(jìn)行演示，進(jìn)而可以保障設(shè)計的科學(xué)性以及合理性。

然而，在現(xiàn)有的設(shè)計中，大部分設(shè)計人員并未把握BIM等信息化技術(shù)，他們一般采用二維的設(shè)計手法，導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計方案的風(fēng)險性增大，為后續(xù)的給排水工程建設(shè)帶來了很多問題，最終使得節(jié)能設(shè)計方案無法落地。

2.3 設(shè)計人員專業(yè)素養(yǎng)及知識儲備有待提升

目前，在建筑給排水節(jié)能設(shè)計領(lǐng)域，設(shè)計人員專業(yè)素養(yǎng)及知識儲備仍舊存在較大提升空間。具體來說，現(xiàn)階段大部分的給排水設(shè)計人員的設(shè)計思路過于傳統(tǒng)，即使有一定的工作經(jīng)驗，但是對于節(jié)水節(jié)能技術(shù)的專業(yè)素養(yǎng)及知識儲備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。同時，大部分設(shè)計企業(yè)也忽略了對于給排水設(shè)計人員的培養(yǎng)，最終使得節(jié)能設(shè)計工作難以推行。

3 節(jié)能理念下的建筑給水設(shè)計方法

從建筑給水設(shè)計方面來說，節(jié)能理念的體現(xiàn)主要集中于如下兩個方面：建筑給水節(jié)能設(shè)計以及熱水供應(yīng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計。通過建筑給水設(shè)計方案的優(yōu)化和完善，可以大幅度提升水資源綜合利用率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能與降損。

具體來說，國內(nèi)不同地區(qū)制定著不同的給水定額，因此在給水設(shè)計時，應(yīng)遵循節(jié)能節(jié)水理念，將水資源的消耗量最小化，進(jìn)而提升水資源利用率。

舉例來說，某住宅建筑工程的生活用水池布設(shè)于負(fù)二層，生活用水池的貯水量達(dá)到了建筑高峰期用水量的20%，該建筑的給排水設(shè)計采用變頻調(diào)速水泵，通過水泵的變頻調(diào)速作用，合理調(diào)節(jié)高峰期以及低谷期的給水量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水資源分配的最優(yōu)化、達(dá)到顯著的節(jié)水效果。

3.1 節(jié)能理念下的熱水供應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

一般來說，國內(nèi)建筑的熱水供應(yīng)模式可以劃分為直接加熱以及間接加熱這兩種。對比直接加熱模式，間接加熱模式的普及率更高。

同時，間接加熱模式對于換熱器的要求也更高（主要體現(xiàn)在對于安全性能以及運(yùn)行功率的要求上）。在一般的建筑給排水設(shè)計中，配置半容積式熱交換器即可滿足使用需求，半容積式熱交換器具備熱水儲存量大、保溫效果好、無需反復(fù)加熱、電力能源耗費(fèi)少等優(yōu)勢。與此同時，在熱水供應(yīng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計中，還應(yīng)選擇具備較高導(dǎo)熱系數(shù)的換熱器，通過提升導(dǎo)熱系數(shù)來減少加熱時間，進(jìn)一步減少電能損耗。

3.2 節(jié)能理念下的給水水壓的優(yōu)化設(shè)計

給水水壓的優(yōu)化設(shè)計主要集中在以下兩個要點(diǎn)。

其一，有效落實(shí)減壓政策。在設(shè)計過程中應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)現(xiàn)有政策，合理開展配水點(diǎn)水壓設(shè)計工作，確保給水配件與支管的額定壓力值滿足政策的要求。

除此之外，還應(yīng)將給水系統(tǒng)的抗壓性做優(yōu)化提升設(shè)計，進(jìn)而保障供水穩(wěn)定。值得注意的是，在給水水壓的優(yōu)化設(shè)計過程中，還可以引入減壓設(shè)備，同時強(qiáng)化加強(qiáng)節(jié)流塞，并提升減壓孔與減壓閥的質(zhì)量，通過上述手法使得供水水壓更加穩(wěn)定，解決由于供水水壓波動而帶來的各類問題，最終有效提升給水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

其二，合理采用節(jié)能水龍頭。在選擇節(jié)能型水龍頭時，要事先把握相關(guān)建筑設(shè)計項目的供水水壓要求，進(jìn)而確保節(jié)能型水龍頭的選用符合設(shè)計要求。

相關(guān)研究顯示，通過選用節(jié)能型水龍頭，可以有效縮減20%～30%的用水量。與此同時，隨著節(jié)能型水龍頭靜壓以及出水量的提升，其節(jié)水效果也會提升。因此，在給水水壓優(yōu)化設(shè)計過程中，務(wù)必要妥善選擇節(jié)能型水龍頭，確保達(dá)到節(jié)約水資源的目的。

4 節(jié)能理念下的建筑排水設(shè)計方法

節(jié)能理念下的建筑排水設(shè)計涉及發(fā)下幾個系統(tǒng)：生活排水系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)以及同層排水系統(tǒng)。通過優(yōu)化上述系統(tǒng)，可以合理把控排水效率，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在建筑排水方面的節(jié)能效果。

4.1 節(jié)能理念下的生活排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

在生活排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計過程中，節(jié)水器具的選用是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。具體來說，節(jié)水器具的選用應(yīng)關(guān)注以下要點(diǎn)。

其一，在考慮成本的基礎(chǔ)上，盡量選用節(jié)水型水龍頭，例如延時自閉水龍頭以及光感應(yīng)水龍頭等。相關(guān)研究顯示，當(dāng)水壓保持不變時，對比普通水龍頭，節(jié)水型水龍頭可減少3%～5%的耗水量。值得注意的是，建筑的靜壓越高、節(jié)水型水龍頭的節(jié)水效果就越明顯。

其二，盡可能選用小水箱節(jié)水型坐便器，例如選擇5L的小水箱，以此減少坐便器的用水量。

其三，在配置水泵裝置過程中，應(yīng)優(yōu)先配置變速型水泵，進(jìn)而在確保供水的同時，減少水資源的浪費(fèi)。值得注意的是，在國內(nèi)科學(xué)技術(shù)水平飛速提升的背景下，水泵設(shè)備也在飛速的更新?lián)Q代。隨著水泵設(shè)備的更新，水泵自控技術(shù)正在不斷優(yōu)化，檢測儀表與感溫材料等也得到了大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。因此，設(shè)計人員要緊跟時代發(fā)展，在設(shè)計中解決選用新型設(shè)備與前沿技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損。

其四，優(yōu)選管材并嚴(yán)控管材質(zhì)量。在設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先選用硬聚氯乙烯、納米聚丙烯等新型管材，充分發(fā)揮管材的耐腐蝕性、抗銹蝕性等特征，進(jìn)而有效改善排水管道的漏水問題，從排水層面把控水資源的浪費(fèi)。

4.2 節(jié)能理念下的雨水收集系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

節(jié)能理念下的雨水收集系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計主要體現(xiàn)如下：利用室外雨水管網(wǎng)將雨水收集，將雨水引流至分流井、中轉(zhuǎn)控制裝置、棄流井、復(fù)合過濾裝置中，其后將雨水引流至清水池進(jìn)行凈化處置。對于上述雨水收集處理環(huán)節(jié)，可采用變頻供水裝置進(jìn)行疏導(dǎo)。經(jīng)過收集、凈化的雨水可以再利用于路面沖洗、綠化灌溉、農(nóng)田灌溉、車輛沖洗、公廁沖洗等，進(jìn)而提升雨水的回收利用率。

與此同時，在設(shè)計過程中，還可以將雨水收集系統(tǒng)與種植屋面做整合設(shè)計，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時，有效提升建筑的美觀性與綠化覆蓋率，達(dá)到兩全其美的效果。

4.3 節(jié)能理念下的同層排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

現(xiàn)階段，建筑同層排水系統(tǒng)主要包含以下兩種模式：隱藏式沿墻鋪設(shè)以及降板式地面鋪設(shè)。在降板式地面鋪設(shè)模式下，可以引入節(jié)能理念，把排水管線布設(shè)于沉箱內(nèi)部。當(dāng)衛(wèi)生間具備較大空間、或沉箱遭遇梁柱遮擋時，可以在梁中預(yù)留孔洞以供排水管線穿束。

此外，在坐便器布設(shè)過程中，還應(yīng)合理控制降板深度，一般來說應(yīng)控制在60cm左右，同時應(yīng)在降板位置留設(shè)地漏。在隱藏式沿墻鋪設(shè)模式下，可以規(guī)避排水管線穿越樓板這一難題，進(jìn)而可以使得位于同一層的排水立管緊密連接。在節(jié)能設(shè)計理念下，可以在建筑中布設(shè)假墻，同時在假墻中“隱藏”水箱和排水管線。

上述設(shè)計手法具備如下優(yōu)勢：其一，最大化縮減建筑樓層之間的排水噪聲，為使用者提供一個相對安靜的工作或生活環(huán)境；其二，當(dāng)排水管道漏水時，無需跨層修理，后續(xù)修理工作較為便利；其三，對于樓板間未預(yù)留洞口的情況，還可以有效減少防水施工作業(yè)量，進(jìn)而最大化避免排水橫管表面滲漏等問題。

5 結(jié)束語

在可持續(xù)發(fā)展理念得到大力推廣的背景下，建筑給排水節(jié)能設(shè)計已經(jīng)成為一種主流的設(shè)計趨勢。在具體的設(shè)計過程中，設(shè)計師應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑特征，不斷優(yōu)化建筑給水設(shè)計以及排水設(shè)計，做好熱水供應(yīng)系統(tǒng)以及給水水壓的優(yōu)化設(shè)計，同時做好生活排水系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)以及同層排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。應(yīng)該在保障用水的前提下，合理進(jìn)行水資源分配，最終有效減少國內(nèi)的水資源供應(yīng)壓力，并推動建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。