綠色建筑給排水節能設計

【摘要】建筑給排水與人們生活的舒適性、生態環境保護有著密切的相關性，尤其是在當前我國大力倡導綠色建筑建設的大背景下，重視并做好建筑給排水的節能設計很有必要。文章以上海市東苑麗寶廣場商業辦公樓建筑為研究對象，從給排水節水設計、雨水收集處理與再利用工藝流程、太陽能熱水系統設計等方面，對該綠色建筑所采用的給排水節能設計策略展開分析。

【關鍵詞】綠色建筑；給排水；節水節能；設計策略

所謂綠色建筑，通常是指在建筑物的全壽命周期內，以“保護綠色生態環境，節約能源與材料”為原則，由規劃人員及設計施工人員采取各種合理、有效的措施手段，所建造而成的能與自然和諧相處，擁有健康、高效使用空間的建筑物。在綠色建筑建設中，給排水設計屬于建筑節水節能設計的重要途徑之一。通過對給排水系統的優化設計，對雨水、中水的回收處理再利用，以及各種節水節能設施的合理應用，在保障用戶用水安全、穩定、經濟的同時，有效減少水資源等不可再生能源的應用，是每位給排水設計人員應當關注的重點。

1、工程概況

東苑麗寶廣場位于閔行區莘松路、莘東路口，由四棟綜合辦公樓和商業組成； 本次工程中，規劃用地面積約為14，552 m2（包括城市綠地 114m2），總建筑面積55，876.72m2，工程綠化覆蓋達35%，綠地面積約為5053m2，本工程設計收集屋頂雨水與中水，經處理后回用于綠化澆灌、沖清廁所等方面。同時通過應用變頻調速水泵、真空節水設計、分區供水、應用節水器具等，充分體現出綠色建筑的節水節能效果。

2、給排水節水設計

2.1應用變頻調速水泵供水

傳統的高層建筑給排水設計中，供水方式多是采用水泵聯合水箱的形式，為避免一些用水點超壓還會設計減壓裝置，這種傳統供水模式，極容易引起水資源與電能的浪費。本次工程中，基于綠色建筑的節水節能設計理念，我們應用變頻調速水泵供水，與傳統供水方式相比，其是根據用戶的用水需求量自動調節水泵轉速，節電率約為30～40%左右，在節約用水用電方面具有顯著的效果。

2.2中水回收再利用系統設計

中水大多來源于建筑生活排水，將其通過有效的處理，使水質達到規定標準后（非飲用水），可用于市政、環境、生活等方面。本建筑工程中，通過詳細計算可知商業樓生活廢水約占排水量的80%左右，辦公樓生活廢水約占排水量的40～50%左右，若將這些中水回收再利用，可以有效的提高建筑物的節水率，同時也能減少污水、廢水的排放量。在四棟建筑中均設計中水回收再利用系統，利用污廢分流系統的廢水管網將建筑各樓層的優質廢水（如淋浴水、盥洗水、冷凝水、洗衣機水等）收集到設備層，設備層設置有中水處理系統，對廢水進行集中處理，使其達到回收水質要求后，將其用于本建筑工程中沖廁所、綠化灌溉、洗車等方面（見圖1所示）。

圖1 中水回收再利用系統

2.3合理分區以減少超壓出流

超壓出流通常是指用水器具給供水部件在單位時間發生的出水量超出額定水量的一種情況。建筑給排水系統中存在超壓出流現象，不僅會損壞建筑的供水系統，對配水的正常造成影響，還會產生大量的無效水，從而引起水資源的浪費。在本次綠色建筑供水系統設計中，通過合理分區，選用高效率水泵等措施來達到節水的效果，采取的措施包括：其一，合理分區，對本建筑的地下層，以及地上的一層、二層均采用市政管網直接供水形式；對地上3層及以上采用變頻供水系統二次加壓供水，使市政管網壓力得以充分利用，達到節能效果。其二，選擇高效率的水泵，使本工程所用水泵工況均在高效段運行，同時設計小泵與大泵的合理搭配，以適應本建筑用水量的不同時間段的變化。

2.4真空節水技術應用

在設計排水系統時合理使用真空節水技術，在最少的水的情況下，確保衛生潔具和下水道的沖洗效果。本次工程中每棟建筑均采用真空排水系統設計，其中，商業建筑節水率在40%到50%之間，辦公樓的節水率高達70%。 真空排水系統包括真空衛生潔具（帶特殊吸氣裝置和真空閥），真空泵及收集器，密封管，控制設備等。真空排水系統中，將一大部分水以空氣代替，利用真空負壓（40～50kPa）形成高速氣、水混合物，快速沖洗衛生潔具中的污垢和污水，并將污水混合物排入收集容器，并使用真空泵排入市政下水道。

2.5新型節水器具的應用

基于傳統建筑中普遍應用的鍍鋅鋼管容易生銹、污染水質、滲水漏水的問題，本次工程中均選用用水安全衛生、避免滲漏浪費的新型管材，如PE管、PVC-U管、不銹鋼管、金屬復合管等。同時，所用閥門對水質量、節水效果也有顯著影響，因此本工程中所用閥門以銅芯、陶瓷閥芯的高質量、節水型閥門為主。

在選用衛浴設備和配水設備時，嚴格按照“節水型生活用水設備標準”，選擇可限流量，密封性能好的節水龍頭。所用坐便器、小便器水箱容積均在6L以內，并選擇兩檔沖洗型水箱，以便能更好的節約用水。

3、雨水收集處理與再利用工藝流程

⑴雨水PP模塊收集池容積為：45m3；⑵清水池容積為：4m3（為地埋式一體化系統自帶）；⑶地埋式一體化系統處理能力為：10m3/h。

3.1棄流系統

本工程設計雨水棄流系統，將初期雨水（前5min或前2mm降雨量，通常污染較為嚴重）經棄流裝置棄流排至市政雨水污水管網。中后期雨水污染較小，通過建筑各收集口匯聚至雨水井中，經過環保集水裝置、過濾裝置對雨水進行過濾處理后進入蓄水池待用。過濾留下的樹葉等雜物，在下次降雨時可通過排污管清理，也可在日常運行時人工清理。

3.2雨水回收處理系統

本工程雨水收集處理與再利用系統采用再生PP聚丙烯蓄水池，具有超強的承壓能力，同時聚丙烯模塊還具有超強的耐酸性與耐堿性，使用壽命長等優點，而雨水浸泡時也無析出物。同時，通過高溶氧效率的穿孔曝氣管曝氣方式，使蓄水池中雨水的溶解氧含量有效提高，避免雨水長期存放時出現發臭問題。

本工程還考慮到雨水的使用（下轉170頁）（上接168頁）用途與雨水處理的經濟性指標，采用多介質雨水凈化處理系統，以免對雨水的過度處理。多介質雨水凈化處理系統主要處理雨水中的懸浮或膠態雜質、吸附油等，同時其能對雨水中微小粒子與細菌有效去除，保證出水水質。

3.3雨水再利用系統

設計綠色灌溉管網系統，處理后的雨水進入綠色水管網后可作為綠色景觀用水。 綠化澆水系統采用變頻壓力給水裝置，根據管道內壓力調節電機轉速，間歇性供水，從而起到調節水壓力與用水量的作用，使供水裝置能夠在最優工況下長期運行，提高裝置的使用壽命，同時也能起到節電的作用。

3.4雨水控制系統

本工程采用一種新型的雨水回用控制器，由控制器，以及與之連接的雨水供水電磁閥、殺菌組件、雨水處理組件所組成。該裝置能夠不間斷的為用戶提供經過殺菌消毒處理的雨水，實現對雨水處理工序運行的有效控制效果。該雨水控制系統的控制范圍廣，供水水質安安，能夠實現雨水回收再利用的智能化控制。

4、太陽能熱水系統設計

東苑麗寶廣場項目為了更好地體現綠色建筑節能效果，在熱水熱源系統設計中，主要選擇太陽能熱水系統，并以電加熱熱水機組作為輔助熱源，以確保冬季熱水的供應充足。太陽能熱水器利用光能轉換熱能的原理，將清潔、無污染的太陽能通過相應的處理，轉化成為熱能將水加熱，為用戶提供生活所需熱水。太陽能是一種可再生能源，取之不盡，使用壽命長，運行成本低，環保節能，安全和噪音低等諸多優點，可取代傳統燃氣，電熱水器，發揮良好的能源 節省效果。本工程中，采用30組太陽能集熱器，熱水用水溫度設置在60攝氏度，需要管道循環和增壓。

⑴太陽能集熱系統：太陽能集熱系統采用全玻璃真空管，集熱面積228m2； 收集器：太陽能集熱器與罐體之間的溫差，系統為非壓力系統。⑵太陽能控制系統：本工程太陽能控制系統設計為手動控制輔助自動控制的形式，實現對太陽能的全天候控制。⑶太陽能集熱器與水箱基礎設計：為防止工程樓面防水層被破壞，我們對太陽能集熱器與水箱基礎設計采用預制水泥支墩與混凝土基礎，其中，集熱器基礎不低于300mm，水箱基礎不低于500mm，找平基礎。

結語：

重視并做好建筑給排水節水節能設計，在熱水設計中合理利用清潔能源，是緩解我國水資源危機、減少不可再生能源的應用、改善環境污染、促進生態、經濟和構建一個可持續發展建筑行業的重要途徑。在綠色建筑節能方面，排水節能設計潛力巨大。 作為建筑給排水設計人員，要充分認識綠色建筑的重要性，考慮到滿足用戶實際需要的前提下，基于水資源與能源節約問題，應該采用一系列合理、有效、先進的設計策略，不斷加強綠色建筑的節水節能水平，才能進一步為造福社會做出顯著貢獻。

參考文獻：

[1]嚴煒.綠色建筑小區給水排水節能節水設計探討[J].建筑節能，2011（7）：37-39.

[2]嚴煒.綠色建筑小區中給水排水設計的節水措施[J].中國給水排水，2012，28（20）：136-138.