綠色建筑給排水節(jié)能設(shè)計(jì)

【摘要】建筑給排水與人們生活的舒適性、生態(tài)環(huán)境保護(hù)有著密切的相關(guān)性，尤其是在當(dāng)前我國大力倡導(dǎo)綠色建筑建設(shè)的大背景下，重視并做好建筑給排水的節(jié)能設(shè)計(jì)很有必要。文章以上海市東苑麗寶廣場商業(yè)辦公樓建筑為研究對象，從給排水節(jié)水設(shè)計(jì)、雨水收集處理與再利用工藝流程、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面，對該綠色建筑所采用的給排水節(jié)能設(shè)計(jì)策略展開分析。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；給排水；節(jié)水節(jié)能；設(shè)計(jì)策略

所謂綠色建筑，通常是指在建筑物的全壽命周期內(nèi)，以“保護(hù)綠色生態(tài)環(huán)境，節(jié)約能源與材料”為原則，由規(guī)劃人員及設(shè)計(jì)施工人員采取各種合理、有效的措施手段，所建造而成的能與自然和諧相處，擁有健康、高效使用空間的建筑物。在綠色建筑建設(shè)中，給排水設(shè)計(jì)屬于建筑節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)的重要途徑之一。通過對給排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對雨水、中水的回收處理再利用，以及各種節(jié)水節(jié)能設(shè)施的合理應(yīng)用，在保障用戶用水安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，有效減少水資源等不可再生能源的應(yīng)用，是每位給排水設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重點(diǎn)。

1、工程概況

東苑麗寶廣場位于閔行區(qū)莘松路、莘東路口，由四棟綜合辦公樓和商業(yè)組成； 本次工程中，規(guī)劃用地面積約為14，552 m2（包括城市綠地 114m2），總建筑面積55，876.72m2，工程綠化覆蓋達(dá)35%，綠地面積約為5053m2，本工程設(shè)計(jì)收集屋頂雨水與中水，經(jīng)處理后回用于綠化澆灌、沖清廁所等方面。同時(shí)通過應(yīng)用變頻調(diào)速水泵、真空節(jié)水設(shè)計(jì)、分區(qū)供水、應(yīng)用節(jié)水器具等，充分體現(xiàn)出綠色建筑的節(jié)水節(jié)能效果。

2、給排水節(jié)水設(shè)計(jì)

2.1應(yīng)用變頻調(diào)速水泵供水

傳統(tǒng)的高層建筑給排水設(shè)計(jì)中，供水方式多是采用水泵聯(lián)合水箱的形式，為避免一些用水點(diǎn)超壓還會(huì)設(shè)計(jì)減壓裝置，這種傳統(tǒng)供水模式，極容易引起水資源與電能的浪費(fèi)。本次工程中，基于綠色建筑的節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)理念，我們應(yīng)用變頻調(diào)速水泵供水，與傳統(tǒng)供水方式相比，其是根據(jù)用戶的用水需求量自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，節(jié)電率約為30～40%左右，在節(jié)約用水用電方面具有顯著的效果。

2.2中水回收再利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中水大多來源于建筑生活排水，將其通過有效的處理，使水質(zhì)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后（非飲用水），可用于市政、環(huán)境、生活等方面。本建筑工程中，通過詳細(xì)計(jì)算可知商業(yè)樓生活廢水約占排水量的80%左右，辦公樓生活廢水約占排水量的40～50%左右，若將這些中水回收再利用，可以有效的提高建筑物的節(jié)水率，同時(shí)也能減少污水、廢水的排放量。在四棟建筑中均設(shè)計(jì)中水回收再利用系統(tǒng)，利用污廢分流系統(tǒng)的廢水管網(wǎng)將建筑各樓層的優(yōu)質(zhì)廢水（如淋浴水、盥洗水、冷凝水、洗衣機(jī)水等）收集到設(shè)備層，設(shè)備層設(shè)置有中水處理系統(tǒng)，對廢水進(jìn)行集中處理，使其達(dá)到回收水質(zhì)要求后，將其用于本建筑工程中沖廁所、綠化灌溉、洗車等方面（見圖1所示）。

圖1 中水回收再利用系統(tǒng)

2.3合理分區(qū)以減少超壓出流

超壓出流通常是指用水器具給供水部件在單位時(shí)間發(fā)生的出水量超出額定水量的一種情況。建筑給排水系統(tǒng)中存在超壓出流現(xiàn)象，不僅會(huì)損壞建筑的供水系統(tǒng)，對配水的正常造成影響，還會(huì)產(chǎn)生大量的無效水，從而引起水資源的浪費(fèi)。在本次綠色建筑供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過合理分區(qū)，選用高效率水泵等措施來達(dá)到節(jié)水的效果，采取的措施包括：其一，合理分區(qū)，對本建筑的地下層，以及地上的一層、二層均采用市政管網(wǎng)直接供水形式；對地上3層及以上采用變頻供水系統(tǒng)二次加壓供水，使市政管網(wǎng)壓力得以充分利用，達(dá)到節(jié)能效果。其二，選擇高效率的水泵，使本工程所用水泵工況均在高效段運(yùn)行，同時(shí)設(shè)計(jì)小泵與大泵的合理搭配，以適應(yīng)本建筑用水量的不同時(shí)間段的變化。

2.4真空節(jié)水技術(shù)應(yīng)用

在設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí)合理使用真空節(jié)水技術(shù)，在最少的水的情況下，確保衛(wèi)生潔具和下水道的沖洗效果。本次工程中每棟建筑均采用真空排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中，商業(yè)建筑節(jié)水率在40%到50%之間，辦公樓的節(jié)水率高達(dá)70%。 真空排水系統(tǒng)包括真空衛(wèi)生潔具（帶特殊吸氣裝置和真空閥），真空泵及收集器，密封管，控制設(shè)備等。真空排水系統(tǒng)中，將一大部分水以空氣代替，利用真空負(fù)壓（40～50kPa）形成高速氣、水混合物，快速?zèng)_洗衛(wèi)生潔具中的污垢和污水，并將污水混合物排入收集容器，并使用真空泵排入市政下水道。

2.5新型節(jié)水器具的應(yīng)用

基于傳統(tǒng)建筑中普遍應(yīng)用的鍍鋅鋼管容易生銹、污染水質(zhì)、滲水漏水的問題，本次工程中均選用用水安全衛(wèi)生、避免滲漏浪費(fèi)的新型管材，如PE管、PVC-U管、不銹鋼管、金屬復(fù)合管等。同時(shí)，所用閥門對水質(zhì)量、節(jié)水效果也有顯著影響，因此本工程中所用閥門以銅芯、陶瓷閥芯的高質(zhì)量、節(jié)水型閥門為主。

在選用衛(wèi)浴設(shè)備和配水設(shè)備時(shí)，嚴(yán)格按照“節(jié)水型生活用水設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)”，選擇可限流量，密封性能好的節(jié)水龍頭。所用坐便器、小便器水箱容積均在6L以內(nèi)，并選擇兩檔沖洗型水箱，以便能更好的節(jié)約用水。

3、雨水收集處理與再利用工藝流程

⑴雨水PP模塊收集池容積為：45m3；⑵清水池容積為：4m3（為地埋式一體化系統(tǒng)自帶）；⑶地埋式一體化系統(tǒng)處理能力為：10m3/h。

3.1棄流系統(tǒng)

本工程設(shè)計(jì)雨水棄流系統(tǒng)，將初期雨水（前5min或前2mm降雨量，通常污染較為嚴(yán)重）經(jīng)棄流裝置棄流排至市政雨水污水管網(wǎng)。中后期雨水污染較小，通過建筑各收集口匯聚至雨水井中，經(jīng)過環(huán)保集水裝置、過濾裝置對雨水進(jìn)行過濾處理后進(jìn)入蓄水池待用。過濾留下的樹葉等雜物，在下次降雨時(shí)可通過排污管清理，也可在日常運(yùn)行時(shí)人工清理。

3.2雨水回收處理系統(tǒng)

本工程雨水收集處理與再利用系統(tǒng)采用再生PP聚丙烯蓄水池，具有超強(qiáng)的承壓能力，同時(shí)聚丙烯模塊還具有超強(qiáng)的耐酸性與耐堿性，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，而雨水浸泡時(shí)也無析出物。同時(shí)，通過高溶氧效率的穿孔曝氣管曝氣方式，使蓄水池中雨水的溶解氧含量有效提高，避免雨水長期存放時(shí)出現(xiàn)發(fā)臭問題。

本工程還考慮到雨水的使用（下轉(zhuǎn)170頁）（上接168頁）用途與雨水處理的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，采用多介質(zhì)雨水凈化處理系統(tǒng)，以免對雨水的過度處理。多介質(zhì)雨水凈化處理系統(tǒng)主要處理雨水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)、吸附油等，同時(shí)其能對雨水中微小粒子與細(xì)菌有效去除，保證出水水質(zhì)。

3.3雨水再利用系統(tǒng)

設(shè)計(jì)綠色灌溉管網(wǎng)系統(tǒng)，處理后的雨水進(jìn)入綠色水管網(wǎng)后可作為綠色景觀用水。 綠化澆水系統(tǒng)采用變頻壓力給水裝置，根據(jù)管道內(nèi)壓力調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，間歇性供水，從而起到調(diào)節(jié)水壓力與用水量的作用，使供水裝置能夠在最優(yōu)工況下長期運(yùn)行，提高裝置的使用壽命，同時(shí)也能起到節(jié)電的作用。

3.4雨水控制系統(tǒng)

本工程采用一種新型的雨水回用控制器，由控制器，以及與之連接的雨水供水電磁閥、殺菌組件、雨水處理組件所組成。該裝置能夠不間斷的為用戶提供經(jīng)過殺菌消毒處理的雨水，實(shí)現(xiàn)對雨水處理工序運(yùn)行的有效控制效果。該雨水控制系統(tǒng)的控制范圍廣，供水水質(zhì)安安，能夠?qū)崿F(xiàn)雨水回收再利用的智能化控制。

4、太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

東苑麗寶廣場項(xiàng)目為了更好地體現(xiàn)綠色建筑節(jié)能效果，在熱水熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要選擇太陽能熱水系統(tǒng)，并以電加熱熱水機(jī)組作為輔助熱源，以確保冬季熱水的供應(yīng)充足。太陽能熱水器利用光能轉(zhuǎn)換熱能的原理，將清潔、無污染的太陽能通過相應(yīng)的處理，轉(zhuǎn)化成為熱能將水加熱，為用戶提供生活所需熱水。太陽能是一種可再生能源，取之不盡，使用壽命長，運(yùn)行成本低，環(huán)保節(jié)能，安全和噪音低等諸多優(yōu)點(diǎn)，可取代傳統(tǒng)燃?xì)?，電熱水器，發(fā)揮良好的能源 節(jié)省效果。本工程中，采用30組太陽能集熱器，熱水用水溫度設(shè)置在60攝氏度，需要管道循環(huán)和增壓。

⑴太陽能集熱系統(tǒng)：太陽能集熱系統(tǒng)采用全玻璃真空管，集熱面積228m2； 收集器：太陽能集熱器與罐體之間的溫差，系統(tǒng)為非壓力系統(tǒng)。⑵太陽能控制系統(tǒng)：本工程太陽能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為手動(dòng)控制輔助自動(dòng)控制的形式，實(shí)現(xiàn)對太陽能的全天候控制。⑶太陽能集熱器與水箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：為防止工程樓面防水層被破壞，我們對太陽能集熱器與水箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用預(yù)制水泥支墩與混凝土基礎(chǔ)，其中，集熱器基礎(chǔ)不低于300mm，水箱基礎(chǔ)不低于500mm，找平基礎(chǔ)。

結(jié)語：

重視并做好建筑給排水節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)，在熱水設(shè)計(jì)中合理利用清潔能源，是緩解我國水資源危機(jī)、減少不可再生能源的應(yīng)用、改善環(huán)境污染、促進(jìn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和構(gòu)建一個(gè)可持續(xù)發(fā)展建筑行業(yè)的重要途徑。在綠色建筑節(jié)能方面，排水節(jié)能設(shè)計(jì)潛力巨大。 作為建筑給排水設(shè)計(jì)人員，要充分認(rèn)識(shí)綠色建筑的重要性，考慮到滿足用戶實(shí)際需要的前提下，基于水資源與能源節(jié)約問題，應(yīng)該采用一系列合理、有效、先進(jìn)的設(shè)計(jì)策略，不斷加強(qiáng)綠色建筑的節(jié)水節(jié)能水平，才能進(jìn)一步為造福社會(huì)做出顯著貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)煒.綠色建筑小區(qū)給水排水節(jié)能節(jié)水設(shè)計(jì)探討[J].建筑節(jié)能，2011（7）：37-39.

[2]嚴(yán)煒.綠色建筑小區(qū)中給水排水設(shè)計(jì)的節(jié)水措施[J].中國給水排水，2012，28（20）：136-138.