綠色建筑理念下裝配式建筑給排水設(shè)計(jì)與施工

龔金豪 曾勤

中機(jī)中聯(lián)工程有限公司 重慶 400039

隨著裝配式建筑施工技術(shù)逐漸成熟，越來(lái)越多企業(yè)都在積極應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，因此建筑行業(yè)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期[1]。裝配式建筑給排水設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)建筑的運(yùn)行的效果，由于傳統(tǒng)的給排水設(shè)計(jì)方案中缺少綠色理念，所以使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念無(wú)法降低建筑能耗，同時(shí)也會(huì)影響建筑功能地發(fā)揮[2]。綠色建筑理念在裝配式給排水施工作業(yè)中的應(yīng)用能夠有效地提升建筑的環(huán)保效益，對(duì)于裝配式建筑的長(zhǎng)效發(fā)展有著重要意義。

1 綠色建筑理念概述

綠色建筑理念是一種基于生態(tài)保護(hù)為核心的發(fā)展理念，旨在通過(guò)減少建筑能耗和污染實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑內(nèi)容包括優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)能源利用效率的最大化、創(chuàng)新施工材料實(shí)現(xiàn)溫室氣體和污染氣體的零排放、改進(jìn)施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源等。裝配式建筑施工技術(shù)是一種比傳統(tǒng)施工技術(shù)更加節(jié)能和環(huán)保的施工技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)κ┕の廴具M(jìn)行有效控制，降低施工作業(yè)對(duì)周邊環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[3]。裝配式建筑施工技術(shù)并非單單指某一項(xiàng)施工工藝，而是指體系化的施工過(guò)程，涉及到建筑結(jié)構(gòu)組裝、電氣工程、給排水工程等，將綠色建筑理念與裝配式建筑設(shè)計(jì)融合對(duì)于實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)綠色化發(fā)展有著重要意義。

2 裝配式建筑給排水設(shè)計(jì)

裝配式建筑的特點(diǎn)是建筑構(gòu)件在預(yù)制工廠中生產(chǎn)，施工現(xiàn)場(chǎng)主要進(jìn)行建筑構(gòu)件的組裝。相對(duì)于傳統(tǒng)的施工工藝，裝配式施工工藝的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)能環(huán)保。應(yīng)用傳統(tǒng)的施工技術(shù)時(shí)，需要在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝和澆筑建筑構(gòu)件，施工時(shí)導(dǎo)致溫室氣體、污染氣體、污染液體等對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，而應(yīng)用裝配式施工技術(shù)時(shí)無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)制作建筑構(gòu)件，只需要將相關(guān)構(gòu)件安裝在指定位置即可，施工過(guò)程對(duì)周圍的影響非常小[4]。由于裝配式構(gòu)件上存在大量的管道預(yù)留預(yù)埋已經(jīng)完成，因此對(duì)給排水管道的設(shè)置位置、定位、尺寸等有更合理精確的要求；需要在給排水設(shè)計(jì)的早期階段，更深入的與建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行提前對(duì)接，并在施工圖階段充分考慮施工過(guò)程的可行性及合理性。避免造成重新開(kāi)洞、開(kāi)槽等情況，甚至影響結(jié)構(gòu)安全。

2.1 生活給水系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)

生活給水系統(tǒng)包含給水及熱水兩個(gè)系統(tǒng)。但由于目前市場(chǎng)上的建筑交付時(shí)，有清水交付和精裝交付的區(qū)別，對(duì)于不同的交付形式，應(yīng)當(dāng)采用不同的設(shè)計(jì)方式來(lái)分別滿足實(shí)際需求。

（1）當(dāng)建筑采用清水交付時(shí)，末端的給水系統(tǒng)由二次設(shè)計(jì)的精裝部分完成。此類建筑的給水設(shè)計(jì)僅包含主系統(tǒng)的干管設(shè)計(jì)，其室內(nèi)的的末端用水點(diǎn)，只能按功能或產(chǎn)權(quán)區(qū)分來(lái)考慮預(yù)留一個(gè)給水接口。對(duì)于此種建筑內(nèi)的給水管線，應(yīng)該采用與裝配式結(jié)構(gòu)分離的方式布置，僅給水干管在穿樓板處需要在結(jié)構(gòu)板上預(yù)留孔洞或套管，給水支管只在住宅類建筑中的結(jié)構(gòu)梁上預(yù)留給水引入管的穿梁套管。部分地區(qū)按照當(dāng)?shù)匾?，需要在在梁上預(yù)留所有給水點(diǎn)位路由套管。這種安裝方式與傳統(tǒng)的建筑給排水設(shè)計(jì)和家裝方式基本相同，業(yè)主可以按照需求靈活改動(dòng)用水點(diǎn)位，但給水支管的安裝需要在結(jié)構(gòu)施工完成后直接明裝或在裝配式墻板上開(kāi)槽暗裝。直接明裝影響建筑美觀和使用空間；在結(jié)構(gòu)墻板上開(kāi)槽暗裝，不但影響墻板整體性，也與裝配式建筑所提倡的便捷高效的施工方式和低碳環(huán)保的創(chuàng)新理念不完全契合。

（2）當(dāng)建筑采用精裝交付時(shí)，可根據(jù)裝配式建筑的獨(dú)有特性，采用預(yù)留式和預(yù)埋式的安裝方式。

預(yù)留式即為在裝配式構(gòu)建生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)所提供的所有管線的精確定位尺寸，在裝配式構(gòu)件中預(yù)留出準(zhǔn)確的孔洞和管槽等管道安裝空間，當(dāng)裝配式構(gòu)件運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢后，再將對(duì)應(yīng)的管道安裝在預(yù)留好的孔洞和管槽內(nèi)。此種安裝做法可以滿足裝配式建筑的個(gè)各種優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)裝配式構(gòu)件的前期設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求要更高，不但要求設(shè)計(jì)定位尺寸要精確，產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中不同的批次數(shù)量也會(huì)更多。若出現(xiàn)預(yù)留孔洞和管槽不夠準(zhǔn)確或者出現(xiàn)遺漏的情況，仍需要在結(jié)構(gòu)安裝完畢后現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)槽安裝。

預(yù)埋式相對(duì)于預(yù)留式，區(qū)別在于將裝配式構(gòu)建生產(chǎn)過(guò)程中的預(yù)留管槽用管道預(yù)埋的方式代替，直接將大量的可預(yù)埋管道全部埋在預(yù)制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，留出管道接口，在裝配式構(gòu)件運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢后，直接將衛(wèi)生器具和非暗埋管道與構(gòu)件中的預(yù)埋管道接口相連。采用此種方式更節(jié)約施工現(xiàn)場(chǎng)的流程時(shí)間，但由于裝配式構(gòu)件在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中難免出現(xiàn)預(yù)埋管道的損壞和管材本身質(zhì)量問(wèn)題等情況，若安裝完畢后預(yù)埋管道出現(xiàn)滲漏和堵塞等現(xiàn)象，其修補(bǔ)的可能性極小，替換構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋管道的工序也更加復(fù)雜。同時(shí)，由于預(yù)埋管道的接口已經(jīng)固定，管道和衛(wèi)生器具與預(yù)埋管道接口相連時(shí)精度要求非常高；特別是上下層之間的管道連接，要求工廠預(yù)制及現(xiàn)場(chǎng)施工誤差必須限定在一個(gè)非常小的范圍內(nèi)。

2.2 生活排水系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)

生活排水系統(tǒng)可根據(jù)排水支管與衛(wèi)生間樓板之間關(guān)系分為同層排水和異層排水。選用不同的排水方式，對(duì)裝配式建筑的要求和影響也各不相同。

同層排水一般有降板式同層排水和墻排式同層排水兩種。此兩種同層排水的方式在目前國(guó)內(nèi)建筑給排水設(shè)計(jì)中已經(jīng)使用多年，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)相當(dāng)成熟。并且由于各衛(wèi)生器具的排水支管均在樓層板上接入排水立管，因此采用此種排水方式在裝配式建筑中對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件影響最小，只需要考慮排水管干管穿樓板處與裝配式構(gòu)件之間的預(yù)留預(yù)埋關(guān)系。

異層排水即為最傳統(tǒng)的排水方式，衛(wèi)生器具排水支管直接穿樓板進(jìn)入下層匯合進(jìn)入排水干管中。雖然目前新建項(xiàng)目中應(yīng)用較少，但仍有部分地區(qū)繼續(xù)采用此種方式。在裝配式建筑中，僅精裝交付建筑推薦采用此種方式。根據(jù)潔具等排水點(diǎn)的布置，需要將排水管穿樓板的預(yù)留孔洞或預(yù)埋管件全部在預(yù)制構(gòu)件工廠內(nèi)澆筑完成，在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢結(jié)構(gòu)構(gòu)件以后，直接連接管道和衛(wèi)生潔具。此種排水方式雖然安裝簡(jiǎn)單，成本較低，但對(duì)前期設(shè)計(jì)及裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)精度也會(huì)有較高要求。

2.3 雨水及消防系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)

屋面雨水的排放一般分為傳統(tǒng)重力排水和虹吸排水，對(duì)于目前大部分建筑而言，屋面雨水一般都采用傳統(tǒng)重力排水方式，屋面雨水管道的位置和數(shù)量根據(jù)屋面匯水面積的劃分來(lái)布置，在裝配式建筑中，為盡量減少排水管道對(duì)裝配式構(gòu)件的影響，優(yōu)先考慮將雨水立管設(shè)置于外墻面上，適當(dāng)考慮立面遮擋美化。對(duì)于部分屋面雨水不得不采用虹吸排水的建筑，由于虹吸排水橫管具有管徑較小且不需要坡度的特性，分區(qū)域?qū)⑴潘⒐芤韵鄬?duì)集中的方式布置，把立管設(shè)置于電梯廳或樓梯間的公共水井內(nèi)。

裝配式建筑中的消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的建筑給排水設(shè)計(jì)中的消火栓系統(tǒng)基本相同，均是按要求將消火栓和立管設(shè)置于樓梯間、電梯前室、公共走道等明顯易取的區(qū)域，區(qū)別在于需要對(duì)穿樓板的消火栓立管進(jìn)行準(zhǔn)確定位并在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中提前預(yù)留孔洞或預(yù)埋套管。對(duì)于部分需要暗裝的消火栓箱，需要準(zhǔn)確提供消火栓箱采用類型及定位尺寸，在墻板預(yù)制過(guò)程中預(yù)留孔洞或直接預(yù)埋消火栓箱，甚至需要加大墻板厚度。

3 裝配式建筑給排水管道設(shè)計(jì)的選擇及施工

裝配式建筑給排水管道的設(shè)計(jì)和施工涉及多個(gè)過(guò)程，對(duì)各個(gè)過(guò)程施工的工藝進(jìn)行合理的選擇和控制對(duì)于實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。

3.1 給排水管道設(shè)計(jì)影響因素

裝配式建筑中給排水管道設(shè)計(jì)需要結(jié)合建筑功能進(jìn)行綜合考慮，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)為：第一，管道的設(shè)置應(yīng)簡(jiǎn)單合理并符合建筑功能的基本需求，并且要盡量減少管道在預(yù)制構(gòu)件中的預(yù)埋件和預(yù)留孔洞及管槽；第二，節(jié)約資源，根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的管徑及管材；第三，確保預(yù)埋管道材料的完整性，盡量減少管道的連接口，使用一體化的管道材料，避免管道出現(xiàn)滲漏的問(wèn)題；第四，在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)前，在施工圖階段采用BIM繪圖技術(shù)對(duì)各專業(yè)管線及資料進(jìn)行綜合碰撞檢查，在核對(duì)預(yù)留孔洞位置是否準(zhǔn)確的同時(shí)，也對(duì)管道的安裝操作空間等因素進(jìn)行復(fù)核，減少因施工沖突造成的安裝錯(cuò)誤進(jìn)而造成后期整改浪費(fèi)。

3.2 給排水管道影響下的結(jié)構(gòu)預(yù)制

裝配式建筑的建筑構(gòu)件在預(yù)制工廠中生產(chǎn)，然后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行建筑構(gòu)件的組裝。雖然在構(gòu)件的預(yù)制過(guò)程中，已經(jīng)根據(jù)設(shè)計(jì)所提供的所有管線的精確定位尺寸，在裝配式構(gòu)件中預(yù)留出準(zhǔn)確的孔洞和管槽或者直接在構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋管道或管件。但現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中仍不可避免會(huì)產(chǎn)生施工誤差，且構(gòu)件的精度要求越高，收到施工誤差的影響就越大，為避免因?yàn)槭┕ふ`差而造成管道無(wú)法連接，進(jìn)而需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大規(guī)模拆改。推薦采用預(yù)留孔洞和管槽的方式生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，使得管道在安裝過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)微調(diào)整，減小或消除施誤差帶來(lái)的影響。

3.3 給排水管道安裝

安裝給排水管道時(shí)也應(yīng)將綠色理念融入。首先，應(yīng)合理規(guī)劃安裝方法，確保安裝的效率同時(shí)減少能源的消耗；其次，應(yīng)做好給排水管道保護(hù)工作，防止安裝時(shí)對(duì)給排水管道結(jié)構(gòu)造成損傷，從而出現(xiàn)材料浪費(fèi)問(wèn)題；最后，應(yīng)認(rèn)真地檢查給排水管道部件是否完整，避免施工時(shí)因?yàn)槿鄙倌承?gòu)建出現(xiàn)等待，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。運(yùn)輸過(guò)程非常重要，如果運(yùn)輸時(shí)出現(xiàn)以上問(wèn)題，安裝作業(yè)將無(wú)法有序進(jìn)行，機(jī)械損耗、電能損耗等都會(huì)增加，不利于可持續(xù)發(fā)展理念的落實(shí)。除此之外，安裝時(shí)應(yīng)該合理選擇安裝工具，盡量不適用高能耗的安裝工具，使用一些新能源的安裝工具，如電動(dòng)安裝工具，這樣能夠減少燃油消耗，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

3.4 給排水管道系統(tǒng)檢查及維護(hù)

現(xiàn)場(chǎng)完成安裝作業(yè)后需要對(duì)給排水管道系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其能夠正常工作。管道檢查時(shí)應(yīng)該仔細(xì)核對(duì)管道的安裝與設(shè)計(jì)方案是否形成一致，如果安裝位置等存在一定的差異，應(yīng)分析這種差異形成的原因，并判斷能否對(duì)相關(guān)部位進(jìn)行調(diào)整，防止管道因安裝不當(dāng)，造成管道施工過(guò)程中不能滿足原設(shè)計(jì)意圖及使用要求。同是還應(yīng)檢查管道是否有滲漏堵塞，特別是預(yù)埋在裝配式構(gòu)件中的管道，更應(yīng)該是檢查的重點(diǎn)。檢查維護(hù)過(guò)程中也要注意避免因采用不恰當(dāng)?shù)姆绞綄?dǎo)致管道受到損傷，造成需要重新進(jìn)行施工的后果，這不僅增加了材料能源的消耗，也帶來(lái)了大量的時(shí)間浪費(fèi)。只有有效地做好維護(hù)工作才能確保管道有序運(yùn)行，更好地實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，因此施工人員應(yīng)該切實(shí)強(qiáng)化對(duì)維護(hù)作業(yè)的控制，確保維護(hù)作業(yè)能夠有序進(jìn)行。

4 裝配式建筑給排水管道安裝質(zhì)量控制措施

裝配式建筑給排水管道施工質(zhì)量直接關(guān)系著建筑功能的發(fā)揮，因此必須采取措施對(duì)各項(xiàng)施工工藝進(jìn)行控制，提升給排水管道的施工質(zhì)量。

4.1 強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理工作

現(xiàn)場(chǎng)管理工作非常重要，其直接關(guān)系到安裝質(zhì)量。首先，現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)該按照要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡差，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)糾正，避免技術(shù)問(wèn)題一直存在，影響施工的質(zhì)量；其次，強(qiáng)化管理制度研究，通過(guò)嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)管理制度對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行管理，防止其出現(xiàn)錯(cuò)誤操作，對(duì)于屢次出現(xiàn)技術(shù)性錯(cuò)誤的人員應(yīng)該加大批評(píng)和懲罰；最后，通過(guò)BIM管理系統(tǒng)進(jìn)行管理，動(dòng)態(tài)地掌握現(xiàn)場(chǎng)的施工情況?，F(xiàn)場(chǎng)管理工作的落實(shí)對(duì)于推進(jìn)綠色建筑理念在裝配式建筑給排水系統(tǒng)施工中的融入發(fā)揮著重要的作用，管理人員應(yīng)制定更多嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)管理方案，推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)管理工作有序進(jìn)行?，F(xiàn)場(chǎng)管理工作的優(yōu)化對(duì)于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念有著重要的意義，因此應(yīng)持續(xù)強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理工作，提升施工質(zhì)量。

4.2 強(qiáng)化人員技術(shù)培訓(xùn)

裝配式建筑施工技術(shù)是一種新型的施工技術(shù)，目前我國(guó)很多施工人員對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的了解程度較低，因此施工效果并不理想。想要提升施工質(zhì)量，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)人員技術(shù)進(jìn)行培養(yǎng)，提升技術(shù)人員技術(shù)水準(zhǔn)。首先，做好崗前培訓(xùn)，將給排水施工過(guò)程中應(yīng)用的技術(shù)教給施工人員，使施工人員能夠按照技術(shù)要求進(jìn)行操作，從而確保施工作業(yè)有序進(jìn)行；其次，最好現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，能夠減少施工人員技術(shù)失誤，保障施工質(zhì)量；最后，招聘技術(shù)人員，企業(yè)應(yīng)該加大技術(shù)人員招聘，通過(guò)良好的薪資待遇吸引更多技術(shù)能力較強(qiáng)的人員。施工人員技術(shù)水平的提升能夠確保施工作業(yè)有序開(kāi)展，這對(duì)于落實(shí)綠色建筑理念發(fā)揮著重要的意義，施工單位應(yīng)重視這項(xiàng)工作，切實(shí)做好技術(shù)培訓(xùn)工作。

4.3 強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新工作

技術(shù)創(chuàng)新對(duì)于給排水施工作業(yè)質(zhì)量提升也很關(guān)鍵，綠色建筑理念注重節(jié)能降耗，所以可以從整個(gè)給排水施工作業(yè)過(guò)程對(duì)能耗進(jìn)行控制。首先，應(yīng)該BIM技術(shù)建模，對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使各類材料的應(yīng)用效率提升，減少能源消耗；其次，研發(fā)新型的給排水管道材料，要求新材料輕度高，并且不會(huì)帶來(lái)污染，與可持續(xù)發(fā)展理念相符；最后，優(yōu)化施工技術(shù)，施工過(guò)程中需要使用多種機(jī)械設(shè)備，機(jī)械設(shè)備消耗燃油和電能，從而帶來(lái)污染問(wèn)題，如果能夠?qū)@些設(shè)備進(jìn)行控制，則能夠減少能源的消耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。想要更好地將綠色建筑理念融入其中，應(yīng)該重視技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)節(jié)能環(huán)保理念的融入，從而更好地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著建筑行業(yè)發(fā)展，裝配式建筑技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，裝配式建筑給排水設(shè)計(jì)應(yīng)該融入綠色建筑理念，切實(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行控制，盡最大努力減少能源損耗，提升給排水設(shè)計(jì)方案的綠色環(huán)保性，從而更好地推動(dòng)綠色建筑經(jīng)濟(jì)發(fā)展。施工單位應(yīng)重視綠色建筑理念在給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不斷地改進(jìn)施工技術(shù)和優(yōu)化施工方案，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的發(fā)展目標(biāo)。