淺談永泰梧桐溫泉酒店給排水系統優化設計

曾彩紅

(福建眾合開發建筑設計院 福建福州 350004)

引 言

當前，隨著我國經濟社會的飛速發展，城市化進程的不斷深入，人們對生活環境的舒適性要求也日益提高，對用水水質、水量的要求也愈加嚴格。雖然建筑給排水工程在整個建筑工程中所占的比重不大，但它同樣是人們生活息息相關、不可或缺的。優秀的給排水設計方案和科學的管理是保障給排水系統高效、安全運行的必要條件[1]。本文通過對五星級溫泉酒店給排水系統的優化設計，及對關鍵技術處理的闡述來突出人們對建筑給水排水設計的重視。

1 溫泉酒店概況

永泰梧桐溫泉度假酒店項目建設地址位于福州永泰縣梧桐鎮湯埕村西側、大樟溪北側。此地擁有得天獨厚的自然原脈溫泉，項目規劃設計一棟集溫泉養生、商務會議、度假休閑于一體的五星級酒店。中心酒店總建筑面積26116.5m2，總高度為16.2m，建筑物地上三層，局部四層，以坡屋頂建筑為主，高低錯落有致。酒店俯視圖詳(圖1)。

圖1 酒店平面俯視圖

2 建筑給排水系統組成:

2.1 給水系統

本工程位于山區，離市區較遠，目前尚無市政供水條件，給水水源僅能由大樟溪地表水引入(為天然水源，達到二類水質標準)，經凈水設備處理達標后輸入室外地下生活水池。其給水系統的主要流程為:大樟溪引水→生活處理設備→地下室蓄水池→變頻生活水泵→用水點。

2.2 熱水系統

酒店熱水系統采用集中供熱方式供水。熱水系統流程為:冷水箱→水源熱泵→熱水箱→變頻泵→用水點。

2.3 溫泉水系統

酒店溫泉水源引自自然原脈溫泉，由于溫泉水管輸送距離較長熱損失，引至酒店后需重新加熱供給，溫泉設備均放置于一層冷凍機房。溫泉水系統流程為:天然溫泉水→水源熱泵→溫泉熱水箱→變頻泵→用水點。

2.4 室內消防系統

消防水源引自大樟溪，本項目為多層公建，消防系統不分區，系統管網布置成安全可靠性高的環狀管網。消防系統用水由消防水池、屋面18噸消防水箱、消防主泵和水泵接合器聯合供水。

2.5 中水系統

建筑中水系統由原水收集、處理過程和供水系統三部分組成。本工程將水源熱泵的排出水、冷凝水和雨水加以收集并匯集至室外一個地下水池作為原水，經過處理后通過提升至將水輸入屋面中水水箱，通過上行下給方式供給酒店沖廁用水。

2.6 污水系統

系統采用污廢合流的排放方式。廚房廢水采用成品隔油池處理后，到較好的處理效果，由于設備占地面積小，直接安裝于室內，便于清掏、沖洗。本工程附近暫無市政污水管道，因此生活污水和廢水在一層在檢查井匯總后進入污水處理設備，采用預留地埋式污水處理設備，排水執行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中一級B標準，處理達標后排至大樟溪。

2.7 雨水系統

本工程屋面雨水與陽臺雨水分開排放，陽臺雨水管與空調冷凝水管采用間接排放方式。二層庭院采用排滲結合方式，通過盲溝濾管排至室外雨水檢查井。酒店廣場，道路和露天停車場周邊均設置雨水口，雨水經匯總后排入地下水池，供作中水水源，富余雨水引入酒店景觀水體。

3 設計中采用的技術措施和設計思路:

3.1 減少熱水無效過流，穩定系統供水壓力

現實生活中很多旅客都有過這樣的住宿體驗:去酒店住宿時，無論是打開衛生間的冷熱水龍頭還是淋浴器，往往需要經過一小段時間才能供應熱水。這不僅造成了冷水的浪費，更影響到旅客對酒店的滿意度。為了防止這種情況的發生，本工程根據建筑給排水設計規范和相關資料，熱水系統考慮立管循環。對于支管過長，導致熱水回水不及時造成的冷水浪費，設計采用新的技術及優質的保溫材料，即熱水保溫單管系統，它采用補償熱量損失的電纜，電纜安裝在單根熱水管上根據管道任何一處冷卻的情況對齊按比例進行加熱回溫。如熱水在管道中不停流動時，電纜的功率輸出將下降。熱水龍頭打開的次數越頻繁，需要啟動熱水保溫系統的次數就越少。系統可自動調控發熱并將溫度維持在所需溫度，且用于支管上的溫控器可以更加敏感的反饋溫度情況，從而減少熱損耗。此做法不僅優化了整個熱水系統的設計，更確保酒店用水的質量，同時實現了節約用水的目的。

3.2 中水水源的選擇、水量平衡圖及工藝流程

3.2.1 中水水源選擇

中水水源的選擇直接影響處理工藝的流程和整個運行成本。中水原水應優先選擇水量充足、供水穩定、污染物濃度低、處理工藝簡單、水質相對較好的水源。目前中水有兩種處理方式:

1)將原水處理到飲用水的要求，實現水資源直接循環利用，該方式適用于我國中西部等水資源匱乏區域，原因在于處理方式前期投資成本大，工藝復雜，長期運行費用高;

2)將原水進行簡易處理，主要用于不與人體直接接觸的用水，如建筑沖廁用水，室外景觀綠化澆灑等方面，此處理方式成本較低，工藝簡單，適用范圍廣泛。

考慮到用水和成本方面的因素，本工程僅將中水用于酒店沖廁及景觀綠化用水，因此只要處理到一般用水的程度即可。本工程可供選擇的中水水源有:酒店生活廢水、客房生活污水、空調冷凝水、水源熱泵排出水、雨水等。綜合分析比較后，選取水源熱泵排出水、空調冷凝水和雨水為中水水源，主要考慮到以下四個因素:

1)由于溫泉酒店地處山區，此地降雨量充足，年平均降雨量約1400-2000mm，足以確保中水水源充裕;

2)本工程屋頂為坡屋面，設有檐溝，坡屋面為不上人屋面，屋面較干凈;五星酒店的周邊環境衛生良好，收集的雨水水質較有保障;

3)水源熱泵為日常運行設備，熱泵從生活水箱等進水，水質干凈，水量穩定，經熱泵排出水的水質屬于優質雜排水。

4)空調冷卻水水量不大，但是水質良好，且設計時，空調冷卻水均納入雨水系統，因此可作為中水水源;

綜上，本工程選擇水源熱泵排出水、空調冷卻水和雨水為中水水源，水源熱泵排出水和空調冷卻水屬于優質雜排水，雨水不僅為天然水源而且雨量充沛，保證了中水原水的供應量，簡化處理工藝，節約運行成本，適合酒店的長期發展。

3.2.2 中水水量平衡圖繪制

本工程中水供水方式采用變頻泵—水箱聯合供水，供水箱的調節容積按中水系統最大小時用水量的50%計，經計算確定供水箱容積為8噸，并設于屋頂。中水系統設計進行了水量平衡計算，設置調節池[5]。根據要求調節池容積當有排水量的逐時變化曲線時，調節池容積應為原水量逐時變化曲線及處理量變化曲線所圍面積的最大值。由建筑中水設計規范可知，當缺乏資料難以計算時，可按日處理水量的百分數計算。

1)在連續運行時，原水調節池容量按日處理水量的35%～50%計算。

2)在間歇運行時，原水調節池按處理設施運行周期計算，如式(3.1):

式中:W1——原水調節池有效容積(m3);t1——處理設施設計運行時間(h);

Qy1——中水原水平均小時進水量(m3/h);

1.5 ——系數

本工程對中水需求量、原水供應量以及自來水補給量等進行了計算和調整，使其達到平衡，并把計算和調整的結果用簡圖的方式表達出來(即水量平衡圖)。從圖中能直觀地看出各種水量變化及其相互關系，水源的合理分配及綜合利用情況。水量平衡圖如(圖2)所示:

圖2 水量平衡圖

圖中:V1——原水調節池水量;

V2——屋頂中水箱調節水量;

q6——中水處理水量;

q0～q2自來水總進水量及分項用水量，q0=q1+q2;

q3～q5原水分項進水量及匯總水量，q5=q3+q4;

q6～q10中水供水量及分項水量，q6=q7=q8+q9;

q11～q13污水排放分項水量及匯總水量，

q13=q11+q12;

由圖2中可知，當q7小于q5時，表示需求量小于供應量，需要減少原水收集量，或者通過調節池溢流設施進行排放多余用水;當q7大于q5時，表示需求量大于供應量，原水量不足，中水水箱需要自來水進行補充。最后將計算成果反應在水量平衡圖上，即完成了水量平衡設計工作。水量平衡計算就是原水和用水量增減調整的過程。

3.2.3 中水工藝流程選擇

中水工藝流程的選擇與中水投資成本、運行費用有關，為了合理的選擇中水工藝流程，本工程專門對常見中水處理工藝的投資及運行費用進行調查分析，如(表1)所示。

表1 常見的中水工藝設備投資指標及運行成本對比表

從(表1)可知，在中水的各種處理方式中，物理化學處理法的投資成本費用較低，運行維護費用少，但是對原水水質要求高。本工程由中水原水的水質、水量及使用要求，及實際工程中水的投資情況、經技術經濟比較后確定中水處理工藝流程，工藝流程圖如(圖3)所示:

圖3 工藝流程圖

原水處理后的中水水質符合了下列基本要求:

1)衛生上安全可靠，不含有害物質;

2)外觀上無明顯沉淀物和異味;

3)使用過程中不能引起設備、管道等嚴重腐蝕;

本工程采用中水回用系統，提高酒店供水的可靠性，特別是采用雨水作為中水水源，充分利用水資源，不僅提高地基的保水能力，更優化了整個工程的排水系統[2]。

3.3 合理選擇和布置管線，減低滲損方便維護

給排水管道發生滲漏是當前建筑給排水系統最常見的問題。就如同城市的市政給水管網，建筑給水自來水管的閥門、連接處也容易出現滲漏現象;很多酒店環境相對潮濕通風差，地下室的管道易腐蝕，導致地下室滲漏現象嚴重;此外污水管道一旦堵塞，清掏困難，往往需要“傷筋動骨”的維修。這些問題和工程設計方案、施工工藝選擇不當也有著間接的關系。因此建筑給排水設計要結合建筑工程的實際情況優化給排水管道系統敷設設計思路，盡量避免出現上述情況。

本工程雖未設置地下室，但酒店管道多且雜，互相交錯縱橫。在一層平面如何處理敷設管線以及協調管線匯總，是保證各個管道系統正常運行的關鍵。根據工程實際情況，傳統處理這些管線的方法有兩種:

1)管道敷設于地梁與地面之間的覆土層中，覆土厚度根據工程實際情況而定(本工程覆土厚度為600mm)。此方案的優點:管道可以檢修;缺點:結構荷載增加，管線較雜，不利于后期維修，維修時須把地板挖開，影響酒店的正常運行。

2)管道敷設于地梁之下，此方案的優點:土建挖方量減少，節約成本;缺點:加大管道起點埋深，由于結構沉降問題，容易造成管道斷裂，同時造成管道檢修困難。

綜上，建筑的給排水管線敷設須與土建專業、建筑專業等密切配合，具有一定的復雜性、系統性。本工程為打造溫馨舒適的五星級溫泉度假酒店，如采用傳統方法，則檢修、維修較困難，不利于酒店的穩定使用和長期運營。為此經過多方商議協調后，提出在一層酒店公共過道下方建立管廊，作為專用檢修通道，所有管道均敷設于檢修通道內，且同時兼顧到酒店兩側客房衛生間給排水管道。為節約造價成本，檢修通道的設計高度為1m，維修人員可通過樓梯下至檢修通道。檢修通道的范圍局部如(圖4)所示:

圖4 檢修通道局部區域

設立檢修道后，一層管道安裝設為明裝，減輕了施工難度，且管道敷設整齊合理，每種管材均設置了標記，最大限度的提高了空間利用率，也便于后期維護。檢修通道內的排水則通過排水溝排至集水坑，再由潛污泵提升排至室外污水檢查井。檢修通道中給排水管線局部敷設如(圖5):

圖5 檢修通道內管道敷設局部平面圖

圖6 檢修通道內管道剖面圖

4 結語

隨著科技的發展，建筑給排水的設計需要日趨人性化、合理化，因此在設計時，我們應正確合理地選擇系統和方案，逐步調整和完善整個設計，其過程歸根到底就是一個逐漸優化的過程[3]。同時在工程的給排水設計中，作為建筑的組成部分，需要我們與建筑等其他專業的相互配合、探討，將更好的給排水設計思路融入到實際工程的應用中，不僅需要考慮整體布局的整潔和美觀性，更需要考慮到實用性和合理性。用人性化的設計，讓用戶體驗到現代建筑技術帶來的居住舒適性，滿足生活需求。

[1]宋前峰.淺議高層建筑給排水及室外綜合管線施工管理[M].門窗.2013(04).278.

[2]路樹生.高層建筑給排水工程設計及施工技術[M].中華建設.2012(08).270-273.

[3]楊杰.綠色建筑住區雨水收集與處理工藝集成研究-以深圳為例[D].西南科技大學.學位論文.2012.

[4]GB 50015-2003，建筑給排水設計規范[S].

[5]GB 50336-2002，建筑中水設計規范[S].