某民用建筑給排水設計中節(jié)水節(jié)能設計要點

田夢迪

（建設綜合勘察研究設計院有限公司，北京 100007）

1 引言

在民用建筑給排水設計中， 必須充分注重資源的高效利用和環(huán)境的全面保護，將節(jié)能環(huán)保理念融入規(guī)劃設計階段，積極適應自然條件、生態(tài)環(huán)境、基礎設施、規(guī)范標準，從源頭上改變高能耗、高污染的現(xiàn)狀，切實有效地減少日常用水浪費，擴大水資源利用范圍，提高供水系統(tǒng)的運行效率，增加清潔能源運用比重，在保證人們生活品質(zhì)的同時，降低建筑運行造成的負面影響。

2 工程簡介

某項目位于北京市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)亦莊新城， 用地北側(cè)鄰北環(huán)路， 東側(cè)鄰東環(huán)路， 西側(cè)鄰發(fā)展大道， 總建筑面積43 430.9 m2，其中，地上建筑面積29 109.76 m2，本地塊建筑群由研發(fā)檢測樓、1 號生產(chǎn)車間、2 號生產(chǎn)車間、研發(fā)檢測樓、綜合實驗樓組成。 研發(fā)檢測樓為9 層，建筑高度為43.80 m；1 號、2號生產(chǎn)車間均為4 層，建筑高度24 m；綜合實驗樓為7 層，建筑高度24 m，地下建筑面積為14 321.14 m2，主要功能是地下車庫，停車數(shù)量367 個。 根據(jù)設計任務書及相關(guān)資料，嚴格執(zhí)行給排水設計相關(guān)規(guī)范標準， 在給排水設計方案中積極融入節(jié)能環(huán)保理念，實現(xiàn)了不錯的節(jié)水節(jié)能效果。

3 民用建筑給排水設計中節(jié)水設計要點

3.1 控制供水壓力

根據(jù)給排水設計相關(guān)規(guī)范， 對于給水配件及入戶支管壓力都進行了相應的限制，這主要是從安全的角度進行考慮的，沒有考慮到壓力過大造成的水資源浪費的問題， 如果只為了應付規(guī)范要求，那么很容易出現(xiàn)超壓出流的問題，在用水時形成水花飛濺現(xiàn)象，不但會產(chǎn)生大量的用水浪費，而且會產(chǎn)生管道振動和水擊現(xiàn)象，長此以往，對給水管網(wǎng)和相關(guān)配件十分不利，可能會出現(xiàn)漏損問題，縮短了系統(tǒng)的使用壽命。 針對這個問題，必須采取一定的防治措施，不能僅僅從迎合規(guī)范的設計理念出發(fā)，而應該注重節(jié)水設計，控制供水壓力，本項目在給排水設計時，將各用水點供水壓力控制在0.2 MPa 之內(nèi)，如果供水壓力大于0.2 MPa，則會在入口干管上設置減壓閥，保證不出現(xiàn)超壓出流狀態(tài)，在滿足使用需求的情況下，大大減少了出水流量，獲得了不錯的節(jié)水效果[1]。

3.2 中水系統(tǒng)應用

中水系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑給排水設計的重要內(nèi)容之一，對于實現(xiàn)分質(zhì)供水、提高水資源利用率具有重要意義。 中水水源主要來自雜排水、優(yōu)質(zhì)雜排水、綜合生活污水等，但不包括廁所排水和廚房排水， 通過生物處理工藝或膜分離工藝提高水質(zhì)，滿足道路清洗、綠地灌溉、景觀用水、廁所沖刷等方面的要求。 在進行具體設計時。 應該根據(jù)建筑特點和實際需求，選擇合適的中水供應方式，可以通過小區(qū)內(nèi)中水系統(tǒng)規(guī)劃設計來實現(xiàn)，也可以通過市政管網(wǎng)供應供水，本項目與中水公司簽訂供水協(xié)議， 采用市政中水供應小區(qū)住戶沖廁及路面噴灑、綠化噴灌等，在引入管上設置總表計量，如果用水點供水壓力超過0.2 MPa，那么應該在入口干管上設置減壓閥，這樣能夠?qū)⒂盟c供水壓力控制在0.2 MPa 之內(nèi)， 中水管道上不得裝設取水龍頭，當裝有取水接口時，必須采取嚴格的誤用誤飲防護措施，比如，設置警示提示標識，安裝帶鎖裝置，等等。為了保證用水安全， 中水系統(tǒng)管網(wǎng)不能與生活飲用水給水管網(wǎng)相連接，在用于綠地灌溉時，應該采用微灌、滴灌等節(jié)水灌溉方式。

3.3 雨水回收利用

雨水回收利用指的是在一定范圍內(nèi)采取適當措施保護和利用雨水資源，具有水質(zhì)較好、簡單易行、應用廣泛等優(yōu)點，有利于實現(xiàn)內(nèi)部供水的自給自足，同時保護了地下水資源，降低了城市洪澇和水土流失發(fā)生的可能。 雨水回收利用系統(tǒng)主要包括雨水收集和雨水滲透兩個方面。 前者需要從各種收集面上將不同水質(zhì)的雨水收集起來，用于不同需求；后者則是利用天然或人工滲透面將雨水有效攔截滲透， 實現(xiàn)雨水的調(diào)蓄凈化，補充地下水源，如低洼綠地、透水性混凝土路面、草皮磚地面、滲透池、滲透管渠等。 本項目建筑屋面是主要的雨水收集面，采用外排水系統(tǒng)設計，通過科學計算，保證屋面排水系統(tǒng)總排水能力能夠滿足相關(guān)要求。 屋面雨水經(jīng)雨水斗、 雨水立管、干管排至室外，回滲地下，用于綠化，同時，至少設置超過室外綠地50%的下凹式綠地以及占室外鋪裝70%的透水鋪裝設施，方便屋面雨水和室外道路雨水順利入滲，入滲之外的雨水通過雨水篦子排入室外雨水管道。 根據(jù)相關(guān)規(guī)定計算雨水調(diào)蓄設施體積，必須滿足綠色設計規(guī)范標準。 雨水控制與利用設施應該與項目主體同時規(guī)劃設計、 同時施工、 同時投入使用，并且采取相應的公共安全防護措施，雨水管道嚴禁與生活飲用水管道連接，雨水入滲場所不能出現(xiàn)地質(zhì)災害問題，雨水存儲設施應該設置溢流或旁通管井并排至室外安全處， 開口部分做好防止回灌處理[2]。

3.4 使用節(jié)水器具

衛(wèi)生器具是給排水設計的終端， 人們通過使用衛(wèi)生器具實現(xiàn)水資源的消耗，它直接決定著水資源利用效率。 充分重視節(jié)水器具的使用，在滿足相同的功能需求情況下，比同類常規(guī)產(chǎn)品能夠減少用水量，在較長時間內(nèi)不用維修，不容易發(fā)生跑冒滴漏等問題。 節(jié)水器具種類繁多，節(jié)水效果各不相同，需要根據(jù)實際需求合理選擇，從實際節(jié)水效果、安裝調(diào)試操作、使用壽命長短、成本費用大小等方面綜合考量。 作為使用頻次最高的衛(wèi)生器具，水龍頭的節(jié)水效果至關(guān)重要。 節(jié)水型水龍頭主要是通過控制出水量、縮短出水時間、改善氣密性等原理實現(xiàn)節(jié)水目的的。 現(xiàn)階段，常用的水龍頭有陶瓷閥芯水龍頭、銅質(zhì)水龍頭、感應式水龍頭、充氣水龍頭，每種類型產(chǎn)品都有自身優(yōu)勢，需要根據(jù)使用場景選用，陶瓷閥芯水龍頭價格較低，密封性較好，不容易出現(xiàn)老化損壞問題，應用范圍相對較廣，銅質(zhì)水龍頭不會產(chǎn)生銹蝕問題，還能夠起到殺菌作用，感應式水龍頭更加衛(wèi)生環(huán)保，在公共場所應用較多，充氣水龍頭能夠充分將水和空氣混合起來，出水時感覺水量很大，但在相同的使用時間內(nèi)出水量比一般龍頭能夠低60%～70%，尤其是在超壓出流的情況下， 節(jié)水效果更加顯著。 除了節(jié)水型水龍頭的應用，節(jié)水型坐便器、節(jié)水型沐浴器、節(jié)水型洗衣機等的應用也能夠獲得不錯的節(jié)水效果， 在給排水設計時應該給予足夠的重視[3]。

3.5 減少管道漏損

管道漏損產(chǎn)生的用水浪費十分嚴重。 隨著建筑使用年限逐漸增加，管道老化日益嚴重，漏損問題則更加突出，需要加強原因分析，從設計的角度出發(fā)，采取行之有效的管道防漏措施。 通過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，斷裂、接口、裂縫、腐蝕是主要的漏失途經(jīng)，與管徑、管材、設計、施工等方面密切相關(guān)。

在管材選擇上，不同類型管材特點不同，適用環(huán)境不同，需要根據(jù)管道安裝位置和水質(zhì)水溫選擇合適材質(zhì)的管道，減少漏損問題的發(fā)生。 比如，鑄鐵管強度較低，易腐蝕，容易引發(fā)漏水；不銹鋼管強度較高，密封性較好，發(fā)生漏水的概率比較低，但是容易產(chǎn)生電化學腐蝕，從而引發(fā)局部穿孔漏水，甚至出現(xiàn)爆管現(xiàn)象；塑料管質(zhì)量輕，耐腐蝕性好，流動損失小，在給排水系統(tǒng)中應用相對廣泛，但是存在不耐溫度變化的問題，高溫易變形，低溫易脆裂。 從管徑上看，小口徑管道更容易發(fā)生漏損，要根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟等方面的綜合需求科學確定。

本項目生活給水管道采用了鋼塑復合管， 結(jié)合了金屬管材和塑料管材的雙重優(yōu)勢，中水管道為熱浸鍍鋅鋼管，重力排水管道采用了機制鑄鐵管， 壓力排水管采用了內(nèi)外壁熱浸鍍鋅鋼管，在管網(wǎng)設計時，嚴格控制管道和配水點的水壓，避免因水壓過高導致管漏損壞，并且根據(jù)管材、管徑、應用場所選擇合適的連接方式，保證接口的牢固性和密封性，同時，根據(jù)地質(zhì)條件，做好基礎設計，防止因不均勻沉降導致管道漏水[4]。

4 民用建筑給排水設計中節(jié)能設計要點

4.1 優(yōu)化供水方式

本項目大多為高層建筑， 市政管網(wǎng)的供水壓力并不能滿足高層部分的水壓要求，所以要合理分區(qū)。 在低區(qū)，主要由市政給水管網(wǎng)直接供水，在中區(qū)及高區(qū)，通過水箱和變頻調(diào)速供水設備供水。 傳統(tǒng)的恒壓給水不能充分利用市政管網(wǎng)水壓，容易造成無效耗能問題。 本項目采用了疊壓變頻給水系統(tǒng)，主要由變頻水泵機組、倒流防止器、壓力傳感器、穩(wěn)流罐、負壓補償裝置等部分組成，市政水進入穩(wěn)流灌后，由變頻水泵機組加壓送至用戶，該系統(tǒng)借助壓力傳感器檢測管網(wǎng)壓力，然后由穩(wěn)流罐調(diào)節(jié)供水壓力，保證市政管網(wǎng)正常供水，既充分利用了市政管網(wǎng)壓力，又能夠有效消除負壓，可以根據(jù)實際運行情況變頻調(diào)速，從而達到節(jié)能效果。 穩(wěn)流罐在該系統(tǒng)的作用非常重要，直接影響到管網(wǎng)壓力和供水安全，通過設置泄水閥、調(diào)整出水管和進水管數(shù)量、高程設置、容積調(diào)節(jié)等多種方式，充分發(fā)揮穩(wěn)流罐的作用，保證供水水質(zhì)，同時，要科學選配水泵機組，計算分析相同型號及不同型號變頻泵組合工作效果， 通過優(yōu)化設計，提高整體運行效率，降低二次供水系統(tǒng)能源消耗，面對用水低峰期的小流量供水問題， 不能僅僅依靠變頻泵調(diào)速來調(diào)節(jié)流量，可以采用輔泵或氣壓罐進行解決。

4.2 清潔能源利用

給排水系統(tǒng)設計中，熱水系統(tǒng)也是重要的組成部分，常規(guī)的民用建筑生活熱水熱源主要來自電、燃氣、太陽能，其中，作為可再生能源，太陽能技術(shù)成熟，來源廣泛，不會產(chǎn)生任何污染，成為民用建筑熱水熱源的首要選擇。 本項目采用了太陽能熱水系統(tǒng)，并且設置了燃氣壁掛爐作為輔助熱源，以應對在不同季節(jié)天氣情況下太陽能不足的問題。 太陽能集熱器集中設置在建筑屋頂上，同時針對住戶較多、屋頂面積不夠的情況，在低層區(qū)域設計了外掛式太陽能板，并做好保護性設計，防止集熱器損壞墜落傷人。 完善熱水管線設計，選擇合適的管材，具有良好的防凍、防過熱等效果，保證太陽能熱水系統(tǒng)的安全性和可靠性[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，民用建筑在建筑工程中占據(jù)著相當大的比重，必須充分認識節(jié)水節(jié)能設計的必要性，通過技術(shù)手段的應用，潛移默化地影響人們的用水習慣，形成更好的節(jié)水節(jié)能效果。傳統(tǒng)的給排水設計理念因循守舊， 更加注重設計方案能否滿足強制性規(guī)范要求，沒有體現(xiàn)綠色環(huán)保的建設理念，必須加強改革創(chuàng)新，引入先進理念和技術(shù)，兼顧功能性、環(huán)保性、經(jīng)濟性等多重需求，實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。