建筑給排水設(shè)計(jì)過程中關(guān)于綠色節(jié)能設(shè)計(jì)探討

蔡昂 徐良斌

（1 浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014；2 中國(guó)聯(lián)合工程有限公司，浙江 杭州 310022）

前言：隨著我國(guó)綠色建筑設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，同時(shí)碳中和概念的進(jìn)一步提出，對(duì)于建筑內(nèi)部給水及排水的設(shè)計(jì)，要求進(jìn)一步落實(shí)綠色節(jié)能的要求及設(shè)計(jì)低碳環(huán)保的綠色建筑，緊密結(jié)合《民用建筑節(jié)能工程質(zhì)量監(jiān)督工作導(dǎo)則》等相關(guān)法律法規(guī)，對(duì)原有的建筑給排水系統(tǒng)作出革新。在建筑管道選擇、給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，使用規(guī)范的市政給水管網(wǎng)、節(jié)水管材、節(jié)能設(shè)備，實(shí)施分質(zhì)供水、綠化節(jié)水，修補(bǔ)與改善漏損管網(wǎng)、限定系統(tǒng)出流水壓，來實(shí)現(xiàn)建筑不同給排水區(qū)域的節(jié)水節(jié)能目標(biāo)。

一、建筑中給排水系統(tǒng)綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的需求和意義

（一）新時(shí)代建筑給排水低碳節(jié)能的需求

當(dāng)前我國(guó)雖然水資源總量巨大，但人均水資源占比較少，東西部水資源分布不均衡，南方地區(qū)雖然水資源較多，但隨著環(huán)境的惡化，可利用水資源逐漸減少。而每個(gè)單體建筑又是構(gòu)成社會(huì)整體的一個(gè)重要單元，若能做到每個(gè)單體建筑綠色節(jié)能，對(duì)整個(gè)社會(huì)的貢獻(xiàn)價(jià)值將不可估量。給排水系統(tǒng)在建筑中對(duì)節(jié)約水資源，合理利用回用水系統(tǒng)有著重要的意義，這對(duì)整個(gè)建筑的綠色節(jié)能有著不可估量的作用。建筑給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步針對(duì)內(nèi)部管道的腐化銹蝕、供水壓力大小問題及可回用水源等問題，制定出更加完善，節(jié)能，合理的的給排水設(shè)計(jì)方案，才能滿足不同社會(huì)居民、工業(yè)制造企業(yè)的輸水與排水需求及節(jié)能減排綠色建筑的要求。

從當(dāng)下不同建筑的生活給水及排水、生產(chǎn)給水及排水等系統(tǒng)來看，通常存在著缺乏完整的專業(yè)給排水體系，以及內(nèi)部給排水管道流水溫度、壓力、水質(zhì)等處理的不達(dá)標(biāo)問題。特別在新時(shí)期多種給排水、通氣技術(shù)快速發(fā)展的形勢(shì)下，傳統(tǒng)給排水系統(tǒng)的管材漏損、生活用水二次污染，使得排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行、水量供應(yīng)難以順利進(jìn)行。因此，面對(duì)社會(huì)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、居民生活的綠色發(fā)展趨勢(shì)，建筑給排水管材系統(tǒng)、管道系統(tǒng)與節(jié)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以有效解決內(nèi)部給排水通道的管道破裂，以及水源輸送、排水串味等問題。

（二）建筑給排水綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的重要意義

建筑給排水設(shè)計(jì)的綠色節(jié)能理念，對(duì)社會(huì)不同建筑結(jié)構(gòu)完善、產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展意義重大，面對(duì)社會(huì)環(huán)保型建筑的建設(shè)要求，利用多種節(jié)能管材、系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方案，可以保證既定給排水節(jié)能減排效果的實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)不同區(qū)域建筑結(jié)構(gòu)開展給排水綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)，通常具有以下幾方面的意義：

1.改進(jìn)與完善原有建筑給排水結(jié)構(gòu)的硬件組成、節(jié)能方式。由于部分建筑建成的時(shí)間較長(zhǎng)，其內(nèi)部給排水管道分布、零件結(jié)構(gòu)，可能會(huì)存在管道滲漏，以及水質(zhì)、溫度、壓力等的問題，這屬于給排水工程施工的遺留問題。而通過深入到建筑內(nèi)容，進(jìn)行給排水系統(tǒng)設(shè)備、管道結(jié)構(gòu)、節(jié)能方案的改革創(chuàng)新，有助于從輸水管網(wǎng)、污廢水處理、雨水收集等方面著手，對(duì)建筑室內(nèi)、陽(yáng)臺(tái)、衛(wèi)生間、地下室的區(qū)域，作出相關(guān)管網(wǎng)破損修理、節(jié)能設(shè)備更換、分質(zhì)供水，保障日常供水排水工作的順利進(jìn)行。

2.提高建筑給排水的資源利用質(zhì)量、社會(huì)生產(chǎn)生活水平。對(duì)于不同用途建筑的給排水設(shè)計(jì)，特別是建筑排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，在減小環(huán)境污染、維持正常生產(chǎn)生活活動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方面，起到重要的輔助支持作用。因而圍繞建筑給排水系統(tǒng)的節(jié)能減排設(shè)計(jì)，開展一系列給排水節(jié)能材料、水流管道的科學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能夠在促進(jìn)水資源合理應(yīng)用，降低水資源輸送能源消耗的情況下，提高全社會(huì)成員的生產(chǎn)生活質(zhì)量。

二、目前不同建筑給排水設(shè)計(jì)存在的問題

（一）建筑給排水節(jié)能材料、管道的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

當(dāng)下商業(yè)住宅、工業(yè)生產(chǎn)建筑所使用的給排水材料，通常包括室內(nèi)自來水管、水池補(bǔ)水管、水龍頭、衛(wèi)生間坐便等，但在建筑設(shè)計(jì)與施工初期，往往缺乏對(duì)節(jié)水型、節(jié)能型材料的考慮，而是出于整個(gè)建筑施工成本的考量，選用質(zhì)量較差的給排水材料，造成節(jié)能材料、管道線路的質(zhì)量不過關(guān)。對(duì)于不同建筑給排水管材要求不同，室內(nèi)生活給水管常用管材有不銹鋼管、銅管、塑料給水管、鋼塑復(fù)合管等，對(duì)早期設(shè)計(jì)的建筑通常還采用給水球墨鑄鐵管等管材；室內(nèi)重力流排水管通?？刹捎盟芰吓潘?，柔性接口的鑄鐵排水管等，對(duì)于有壓排水管可采用耐壓塑料管，金屬管或者鋼塑復(fù)合管等，對(duì)于連續(xù)排水溫度大于40℃的排水可采用金屬排水管或者耐熱塑料管等。針對(duì)不同建筑，由于對(duì)給水及排水的要求不同，因此需要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇管材，而管材的選擇往往關(guān)系到建筑的漏水情況，對(duì)節(jié)約水資源有著重要意義。因此在設(shè)計(jì)過程中在選擇合理經(jīng)濟(jì)的管材的前提下，還需要考慮管材的性能，在施工過程中，需要嚴(yán)格監(jiān)管施工質(zhì)量，以避免出現(xiàn)因?yàn)槭┕べ|(zhì)量差的情況而造成不必要的漏水及反工。

（二）建筑給排水管道腐化銹蝕、節(jié)點(diǎn)連接的問題

部分建筑給排水系統(tǒng)由于年久失修，其本身會(huì)出現(xiàn)腐化銹蝕，以及管道之間不同節(jié)點(diǎn)連接的密封性問題，導(dǎo)致給水管漏水，排水管道發(fā)生雨污合流、污水泄漏等問題。一般建筑給排水管道設(shè)置在地下，若管道結(jié)構(gòu)、管材絲扣的連接產(chǎn)生破壞，那么將對(duì)雨水回收、污水處理與排放等造成嚴(yán)重影響。

同時(shí)在建筑給排水管道輸水的過程中，通常采取PE、PPR、HDPE 等材質(zhì)的給排水管，進(jìn)行雨水、中水、污水的輸運(yùn)處理，而其中機(jī)會(huì)使用到熱熔、承插、粘接的節(jié)點(diǎn)連接方式，一旦管道連接處出現(xiàn)密封不嚴(yán)、泄露的情況，則會(huì)導(dǎo)致給排水管道發(fā)生區(qū)域環(huán)境污染、污水泄漏的問題，使得給排水系統(tǒng)的使用年限、節(jié)能效果大打折扣。

（三）建筑給排水雨水回收、廢水處理系統(tǒng)不完善

不同地區(qū)給排水的設(shè)計(jì)中，缺乏全面性的建筑排水管網(wǎng)、管道結(jié)構(gòu)規(guī)劃，也很少根據(jù)雨水流量、污水排量進(jìn)行系統(tǒng)性計(jì)算，往往是給水量、排水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管線流量，使得雨水收集、污水排放系統(tǒng)不暢通。而且部分建筑沒有雨水回收利用、污廢水處理系統(tǒng)，排放的雨水或污水在短時(shí)間內(nèi)不能得到有效處理，造成排入地下的水資源產(chǎn)生污染，對(duì)雨水資源、廢水循環(huán)的利用效率不高。

三、建筑給排水中綠色節(jié)能設(shè)計(jì)的創(chuàng)新策略研究

（一）引入節(jié)水型管材、節(jié)水器具的服務(wù)硬件設(shè)施

對(duì)于建筑給排水的水資源輸送、節(jié)水控制，需要采用優(yōu)質(zhì)節(jié)水型管材、節(jié)水器具，進(jìn)行原有建筑內(nèi)部管材、節(jié)能組件的創(chuàng)新。首先傳統(tǒng)鍍鋅鋼、鐵質(zhì)管材容易在長(zhǎng)時(shí)間浸水中，產(chǎn)生腐化、銹蝕的問題?，F(xiàn)行規(guī)范生活給水管已不允許使用鍍鋅鋼管，同時(shí)給水鑄鐵管也逐漸淘汰，若利用以上管材進(jìn)行生活用水供給，則很大可能會(huì)出現(xiàn)鐵銹污染從而影響水質(zhì)。因此現(xiàn)階段設(shè)計(jì)需要根據(jù)不同功能的建筑合理選擇給水管管材，高層建筑立管和供水支管可采用鋼塑復(fù)合管，不銹鋼管等金屬管材，而入戶支管經(jīng)過減壓后可采用PPR等塑料給水管。以上立管干管采用金屬管道，由于高層建筑二次加壓，供水壓力較大，對(duì)立管和干管需要采用強(qiáng)度高，供水安全性能高的管材，而入戶支管根據(jù)節(jié)能規(guī)范要求，入戶壓力不大于0.20Mpa,因此往往通過加壓，減壓后的管材可采用PPR 等給水塑料管。一方面可以最大程度減少輸水管道、管材接頭處的銹蝕問題，二是做好管材連接處的粘結(jié)工作，能夠解決管道供水、排水過程中的滲漏情況。

其次，在建筑給排水節(jié)水器具的選擇方面，生活用水器具選型應(yīng)滿足《節(jié)水型生活用水器具》GJ/T164-2014 的規(guī)定，若綠建要求3 星的建筑，可采用用水效率等級(jí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1 級(jí)，大便器采用沖洗水箱小于4 L 的節(jié)水型大便器，龍頭采用陶瓷閥芯節(jié)水型龍頭，其中公共衛(wèi)生間洗臉盆、小便器采用感應(yīng)式龍頭，蹲便器采用延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥。

（二）優(yōu)化給水系統(tǒng)供水壓力

傳統(tǒng)建筑管道輸水、加壓供水業(yè)務(wù)的執(zhí)行，通常選取加壓泵、高位水箱、變頻水泵等設(shè)備，進(jìn)行市政水池、管網(wǎng)處的供水壓力和水量控制，以上給排水方式雖然有一定的節(jié)水效果，但仍然會(huì)造成水資源二次污染、能源浪費(fèi)等問題。

針對(duì)二次加壓系統(tǒng)壓力過高，容易造成爆管等情況，需要在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)不同高度的建筑進(jìn)行分區(qū)，做到各區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)靜水壓力均小于0.45MPa，且分區(qū)內(nèi)低層部分設(shè)支管限流或減壓措施保證用水點(diǎn)處供水壓力不大于0.20MPa，且不小于用水器具要求的最低壓力。

（三）建筑給排水雨水回收、廢水處理設(shè)備的應(yīng)用

2014 年，中央正式提出“海綿城市”的概念，海綿城市是指通過加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理，充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對(duì)雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。海綿城市是從源頭控制徑流系數(shù)、緩解城市內(nèi)澇、削減城市徑流污染負(fù)荷、節(jié)約水資源、保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境的有效措施，是新型的城市雨洪管理理念，是城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。在新建小區(qū)內(nèi)調(diào)蓄設(shè)施優(yōu)先考慮下凹綠地和滲透地面，其次考慮雨水調(diào)蓄水池。屋面雨水通過雨水斗收集并采用斷接方式分散排至下凹綠地等設(shè)施，同時(shí)道路雨水通過雨水篦子收集后排入下凹綠地等設(shè)施；通過入滲、調(diào)蓄等措施，本工程年徑流總量控制率滿足不小于75%要求，且外排雨水峰值流量不大于市政管網(wǎng)接納能力。一般項(xiàng)目建議采用雨水綜合利用設(shè)施，用于綠化澆灌及景觀水用水。雨水綜合利用設(shè)施由安全分流井、雨水棄流控制器井、復(fù)合流過濾器井、塑料模塊組合水池池體、雨水深度凈化設(shè)備及水池出水井組成，雨水收集系統(tǒng)清水池及凈水設(shè)備均設(shè)置在室外地下。雨水收集池根據(jù)3 日綠地及道路澆灑的水量計(jì)算。

結(jié)語

綜上所述，建筑給排水結(jié)構(gòu)的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，要注重對(duì)原有給排水管材、管道結(jié)構(gòu)、節(jié)水器具進(jìn)行改革創(chuàng)新，引入多種新型綠色節(jié)能設(shè)備、節(jié)能實(shí)施方案，可以有效解決管道腐化銹蝕、節(jié)點(diǎn)連接松動(dòng)，以及給排水雨水回收、污廢水處理與使用的缺陷問題。根據(jù)以上建筑給排水綠色節(jié)能的創(chuàng)新實(shí)施方案，并且結(jié)合海綿城市設(shè)計(jì)，可以得出利用節(jié)水型器具或管材、雨水回收設(shè)備、廢水處理設(shè)備，可以在給排水水資源節(jié)約、電源節(jié)能的同時(shí)，保證系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)功能的穩(wěn)定進(jìn)行。