侯馬公路樞紐貨運中心綜合樓給排水節能設計

毛曉娟

(山西路晟交通建筑設計有限公司，山西太原 030006)

1 節能設計的意義

水是生命之源，不僅和人們的生活息息相連，也對社會經濟發展和社會進步起著重要作用。近年來我國水資源嚴重匱乏，能源危機也不斷加劇，人們越來越重視水資源的保護及利用。在工程設計建設中貫徹節能、節水、節材和環境保護是一項長久的國策，節水設計的前提是在滿足使用者對水質、水量、水壓的前提下提高水資源的利用率。在建筑領域給排水的設計中如何能達到節能與水資源的充分利用也成為檢驗建筑物是否節能的重要尺度，因此做好給排水節能設計很有必要，搞好建筑給排水節能設計具有深遠的意義。

2 給排水設計中的節能措施

1)充分利用市政自來水給水管網的水壓，從而采取分區供水方式。

2012年我公司完成的侯馬公路樞紐貨運中心建設項目，選址位于大運高速公路侯馬出口1 km處，緊鄰侯馬高速公路收費站與城市連接線，距侯馬市區5 km，在侯馬市城市供水管網的服務范圍內。由于本項目位于城市自來水供水管網的邊緣，市政供水管網壓力僅能保證在0.12 MPa～0.15 MPa之間。

侯馬公路樞紐貨運中心業務綜合樓為本項目的最高建筑物，該建筑物總建筑面積為5 690 m2，為地下1層地上5層建筑物。地下1層為車庫及設備間，地面1層設有接待及業務大廳;2層為樞紐中心辦公、物業及網絡維護、信息發布中心;3層～5層均為物流企業、貨貸公司、快遞公司、運輸企業等辦公用房。總建筑高度為19.35 m，其中地下1層層高3.60 m，地上1層層高4.20 m，2層～5層層高均為3.60 m。

根據市政給水管網壓力在0.12 MPa～0.15 MPa之間的客觀條件。結合侯馬公路樞紐貨運中心業務綜合樓的實際情況，我們在設計中為了節約能源，減少生活飲用水水質污染，采用了分區供水方式。市政管網壓力為0.12 MPa，2層及以下樓層利用市政管網的水壓直接供水，3層及以上各樓層采用管網疊壓無負壓供水設備供水，直接連接到市政供水管網供水上，采用穩流補償和真空抑制技術全密閉供水，有效利用原有壓力，對管網不產生負壓且能穩定和調節流量的供水。這樣既不浪費市政管網余壓又不至于使低樓層管網壓力過高，造成能耗及水量浪費，同時可減少二次污染。

由于市政給水管網供水水壓難以完全滿足侯馬公路樞紐貨運中心業務綜合樓的供水要求，因此3層及以上建筑給水系統設計中采用了管網疊壓無負壓供水設備供水。設計中考慮充分利用市政給水管網提供的水壓，2層及以下幾層直接采用市政給水管網供水，上部采用管網疊壓無負壓供水設備供水。為確保下部用水安全，設計中考慮將上下部分管網用常閉閥門及倒流防止器等進行連接，平時分區供水，當市政管網發生事故時，將常閉閥門打開，由無負壓供水設備系統中的小水罐供水，在節能的同時可以兼顧供水的安全性。倒流防止器保證下部水不能進入上部系統，以防止上部供水設備發生倒轉。

2)屋頂設太陽能熱水系統，節約電能和天然氣。

太陽能是取之不盡、用之不竭的能源，近年來太陽能的利用已有很大發展，使其成為節能設計的首選。現代的太陽能光熱技術，是將太陽能轉為熱能，滿足人們生活熱水的需求。侯馬公路樞紐貨運中心業務綜合樓設計上采用太陽能熱水器取代傳統高能耗的燃氣熱水鍋爐。

太陽能熱水系統是以太陽能轉換為熱能進行加熱水的裝置。包括太陽能集熱器、貯集熱器、貯水箱、泵、連接管道、支架、控制系統和必要時配合使用的輔助能源。采用太陽能熱水器取代傳統高能耗的燃氣熱水鍋爐有五大優點:

a.方便。

能夠實現全年洗浴及生活熱水使用。因為有貯水箱的存在，熱水管道中熱水隨時可以取用，且方便、經濟，這是其他熱水器所不可具有的優點，也是太陽能應用的重大技術突破。

b.環保。

太陽能供暖系統的污染物排放為零排放，明顯低于燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐的污染物排放量，不需要審批，在同等供熱情況下日常運行污染物排放量大大低于燃氣、燃油、燃煤鍋爐。實現居住環境空氣的自我凈化，本系統安全干凈無污染，為打造健康舒適溫馨享受的新生活奠定了良好的物質基礎。

c.經濟。

太陽能供暖系統采用天然可再生、無污染能源，不需要使用煤、油，可以每天24 h供應熱水，不用像使用燃氣、燃煤及燃油鍋爐等擔心費用高而只能每天定時供應熱水，從而使人們對熱水的使用更方便、舒適、快捷。

d.安全。

太陽能與電伴熱相結合，在熱水儲水箱內增加電伴熱裝置，在陰天、雨天、雪天等不利氣候條件下，均能實現一年內全天候24 h不間斷供熱。該系統是十分安全的提供熱水方式。

e.廣泛。

太陽能熱水系統的使用范圍十分廣泛，適用于全國大部分地區的氣候情況，且使用者不分家庭、單位、平房、樓房等。太陽能供熱系統具有十分方便的可自由組合性，為該系統的廣泛使用提供了良好的物質保證。

侯馬地處東經 111°23'5″～111°41'1″，北緯 35°24'2″～35°52'9″。東鄰曲沃縣，西接新絳縣，南有紫金山為屏與聞喜縣、絳縣接壤，北以汾河為界與襄汾縣隔河相望，屬晉南盆地。自然地理條件優越，紫金山綿亙正南，汾河水環繞西北，澮河水橫貫東西。境內具有丘陵、谷地、平原三種地貌類型。平原面積廣闊，約占全市總面積的89%，地勢平坦，海拔一般450 m左右。整個地形自東向西南傾斜，最高的紫金山海拔為1 120 m，最低處是汾河河谷，海拔392 m～398 m，高差約728 m。城市綠化覆蓋率40%，人均綠地面積12.3 m2，空氣質量持續保持優級。侯馬光熱條件較好，全市年日照時數2 271.42 h，年平均氣溫12.7℃，無霜期為197 d。侯馬地區日照時間較長，適宜推廣使用太陽能。太陽能熱水器設在屋頂，并設置熱水箱，為用戶提供穩定的熱水水源。

太陽能是我國重點發展的清潔能源。侯馬公路樞紐貨運中心業務綜合樓采用太陽能，每年可節水約10.0 t，每年可節能約4.0 t標準煤，相應減排二氧化碳10.5 t。如果本項目二期全部使用太陽能供熱水，年可節水約100 t，年可節能約20 t標準煤，減排二氧化碳 58.4 萬 t。

3)使用節水型生活用水器具。

建筑給排水系統中采用的衛生器具、水嘴、淋浴器等作為水的最終使用單元其節水性能直接影響著建筑節水工作的成效，因此在滿足其使用功能的前提下應盡量選用節水節能型衛生器具，具體措施主要包括使用坐便器宜采用設有大、小便分檔的沖洗箱。目前，我國普遍采用沖水量不小于11 L的坐便器，耗水量大。侯馬公路樞紐貨運中心業務綜合樓全部使用沖水量不大于6 L的馬桶，可節水27%。對于淋浴、洗臉盆等用水器具的節水則主要從改善給水配件的性能來實現，如采用充氣水龍頭、腳踏開關淋浴器、節水延時自閉閥等，公共場所的洗臉盆采用感應式水嘴，小便器采用延時自閉感應式沖洗閥，蹲式大便器采用延時自閉腳踏沖洗閥。該類配件均能在不同程度上起到節水節能的功效，并且節能效果和建筑高度成正比，即建筑物越高其節能的效果就會越明顯。

4)在建筑物的生活給水引入管上均設有水表以控制用水量。

公共建筑根據不同使用性質及計費標準分類分別設計量水表。產品應該符合國家現行標準GB/T 778.1～3封閉滿管道中水流量的測量飲用冷水水表和熱水水表、CJ/T 133 IC卡冷水水表、CJ/T 224電子遠傳水表、JJG 162冷水水表檢定規程和CJ 266飲用水冷水水表安全規則的規定;口徑DN15～DN25的水表，使用期限不得超過6年;口徑大于DN25的水表，其使用期限不可以超過4年。

此外，侯馬公路樞紐貨運中心業務綜合樓在設計過程中還根據當地及該建筑物的具體情況針對性地采取一系列措施，如利用低阻力管道閥門和低阻力倒流防止器等器具來減少管道的局部水頭損失;因塑料管材具有成本低廉、安裝方便、內壁光滑、耐腐蝕、不結垢、污染小及價格便宜等優點，同時還有導熱系數小的特點，因此在設計中尤其是在熱水管道設計中首先采用塑料管材以代替金屬管材等。

5)雨水回收利用。

侯馬市地處黃土高原，屬北溫帶大陸性季風性氣候，四季分明，冬夏風向更替明顯。冬季多風少雪，寒冷干燥，夏季暖熱，雨量集中，春秋短暫，春季風沙大，蒸發量大，易干旱，秋季雨水較少，氣候涼爽。年平均降水量為516.8 mm;降水多集中于7月、8月、9月三個月，占全年降水量的63.54%。歷年蒸發量為2 118.4 mm，蒸發量是降水量的5.16倍。侯馬屬缺水性地區，對雨水的收集和回用具有十分重要的經濟意義和戰略意義。

本設計采取雨水入滲收集、收集回用等雨水利用措施。部分雨水散入地面后流入綠地滲到地下補充地下水源;同時場區內設有雨水口、雨水管網及雨水檢查井將屋面雨水、場區路面雨水收集起來排至自建雨水蓄水池，經初期沉淀用于綠化、澆灑馬路或用于水景補水。

3 結語

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對能源的依賴必將日益加劇，資源的過度使用，同時又加重環境的污染，人們一方面濫用能源，一方面又要加大治理環境的投入，造成大多數不可再生的資源雙重浪費。水作為不可再生的資源，越來越受到人們重視，節水、節能已經成為人們生活、工作中的共識，我們在侯馬公路樞紐貨運中心業務綜合樓設計過程中堅持節能減排對節水工作是有益的嘗試。

［1］GB 50555-2010，民用建筑節水設計標準［S］.

［2］GB 50364-2005，民用建筑太陽能熱水系統應用技術規范［S］.