綠色建筑給排水系統設計分析

謝志軍

（福州城建設計研究院有限公司 550081）

1 引言

近年來，城市規模不斷擴大的同時，建筑行業也得到了快速的發展。尤其是綠色建筑的應用日漸廣泛，極大的改善了人們的居住環境。給排水節能系統的設計是綠色建筑的重要組成部分，也是提高建筑企業競爭力的關鍵。雖然現階段綠色建筑給排水系統的設計取得了一定的成果，但是在設計過程中還存在一些問題，影響用水的效率，節能效果還有待提高。因此，研究分析綠色建筑給排水系統設計具有重要的現實意義。

2 綠色建筑給排水專業設計概述

對于綠色建筑而言，就是在建筑設計和使用過程中，通過引入一些節能環保的設計和材料，提高建筑資源的綜合利用效率，節約能源的消耗，降低污染物的排放，給人們提供一個舒適、綠色、環保的生活居住空間。在綠色建筑中，給排水系統是建筑設計的重要環節，相比較傳統的給排水系統設計（如圖1所示），它有效的實現了水資源的高效利用和低能量消耗。

圖1 綠色建筑給排水系統設計圖

2.1 節水設計

（1）開源節水：利用雨水收集系統或者中水利用系統的設計，提高水資源的來源渠道；

（2）節流節水：通過對超壓出流進行控制，合理的進行廚衛器具的選擇，可以有效地對水流量進行限制，達到節水的目的；

（3）縮短無效出流時間節水：通過避免較長時間的沖洗，或者優化熱水循環系統，達到節水的目的；

（4）空調冷卻水：針對建筑物的中央空調系統，通過提升冷卻循環水系統的效率，來達到降低排污量的節水目的。

2.2 節能設計

（1）結合綠色建筑物的實際情況，對給水系統以及分區供水方式進行合理的設計，降低能量的消耗，達到節能的目的。

（2）通過高效污水提升泵以及相關節能用電設備的使用，降低污水處理系統的電能消耗。

（3）對于生活熱水系統，可以引入一些新能源實現水的加熱，例如太陽能加熱等，同時對管道做好保溫處理，有效的節約不必要的熱量損失，降低能源消耗。

（4）冷卻循環水系統節能：通過采用具有自動控制功能的冷卻塔或者變頻風機，有效降低冷卻循環水系統的能源消耗，提升工況點的水泵效率。

3 工程概況

某綠色建筑工程，為商業、餐飲及辦公為一體的綜合性建筑，建筑總占地面積為35萬m2，建筑面積約為15萬m2。建筑采用全鋼結構修筑。本文將重點對該建筑物的給排水系統設計進行分析。

3.1 給水系統

（1）生活分區給水系統設計：將本建筑的給水系統分為豎向3區，其中建筑物的5層以下為供水低區，12層以上為高區，6～11層為中區。其中，地區的供水方式采用市政水源進行直接供水，其余2區采用水箱以及變頻供水設備進行供水。

（2）供水水壓控制：本建筑在進行給排水系統的壓力控制設計時，主要壓力控制范圍如表1所示。

表1 供水水壓控制

（3）對于生活區域的各戶，采用單獨水表單獨計量，并將水表集中設置在管道井當中。

（4）給水系統的材料選擇：本工程對于給水系統的管材、管件以及閥門等基礎設施，材料選擇及相關參數要求如表2所示。在進行管道和閥門、水表進行連接時，本工程采用專用轉換管件進行連接，對于與其他管材之間進行連接時則采用專用過渡接頭。對于溝槽式管接頭，應確保其壓力與管道的壓力相匹配，當DN不高于50mm時，應選用銅截止閥；當DN大于50mm時，應選用蝶閥。

表2 給水系統的材料選擇

（5）管道敷設要求：在進行供水管道鋪設過程中，應對熱水管道采取有效的保溫措施，一般選用難燃B1級橡塑海棉板或管殼作為熱水管道的保溫材料。在穿過防火墻兩側2m內的管道，應采用A級不燃燒材料作為管道的保溫材料。

3.2 排水系統

（1）本工程在進行排水系統設計時，采用室外雨、污水實行分流制進行設計。

（2）對于建筑內生活產生的污水則在經過處理后，排入到市政污水管網當中。

4 綠色建筑給排水系統節水節能設計

4.1 雨水系統設計

本工程項目的綠化總面積約為10555m2，需要綠化用水數量大約為31.6m3/d，為了有效的降低綠化用水對水資源的消耗，本工程計劃通過雨水收集處理系統的設計，將其轉化為綠化用水。

本項目可以實現雨水收集的路面和屋面面積大約為6000m2，按照徑流系統為0.65，最大降雨量為65mm計算，可獲得的最大降雨總量約為253.5m3/d。按照雨水收集系統的收集率大約為60%，則年可回收利用的雨水量大約為134.1m3/d，基本滿足了本工程的綠化用水。

（1）雨水處理流程：雨水首先經過棄流裝置的初步攔截之后，隨著徑流流入到雨水收集池當中，一方面對水中的泥沙等無機顆粒進行沉淀去除，另外一方面對雨水的徑流進行調整，避免影響雨水的回收處理效果。然后通過原水經泵將雨水經過已經添加了指定混凝劑用量的過濾器，經過其機械篩分作用，將水中的有機物等污染物等進行截留去除。最后借助余壓的作用，過濾后的雨水進入到清水池中，并經過消毒處理，經檢測滿足水質要求后，便可被應用到綠化和水景補水等用途。

（2）本工程對雨水處理之后的水質要求為：COD不高于30mg/L，SS不高于10mg/L。

4.2 雨水系統各單元說明

（1）初期雨水棄流池：本工程采用混凝土結構進行雨水棄流池的設計施工，并在其內部設置了水力篩、流向切換裝置和排空裝置，其主要作用是對較大的雨水漂浮物進行攔截，確保收集的雨水滿足水質要求。

（2）棄流泵：本工程總共使用了兩臺潛水離心泵，主要是對儲存池當中的雨水進行提升到后續處理裝置。

（3）混凝劑投加系統：利用混凝劑，將其調配成一定濃度的溶液，可以利用絮凝作用，將雨水中的有機物和顆粒物進行富集，提升雨水的水質。

（4）管道混合器：本工程采用的靜態管道混合器型號為DN40，主要設置在提升泵的出口位置，可以實現雨水和混凝劑快速的混合，提升雨水的去污效果。

（5）過濾設備：本工程采用的過濾設備為DN600石英砂過濾器，設置在設備間中，可以利用其機械的篩分作用，對經過混凝劑投加系統和管道混合器的雨水中的絮體等顆粒物質進行攔截，有效的降低雨水中的有機物和懸浮固體含量。

（6）清水池和消毒系統：前者的主要作用是為消毒提供場所，并對成品的回收雨水提供暫時儲存的場所；后者主要是通過定期投加消毒藥片的方式，對回收的雨水進行消毒處理，提高回收雨水的水質。

4.3 優化熱水供應循環系統設計

在進行綠色建筑給排水系統設計過程中，本工程還對熱水供應循環系統的設計，確保熱水系統的水資源的高效利用和節能效果：

（1）應設置熱水供應循環系統，通過設計支管或者立管的方式，可以有效的避免無效冷水的出現。

（2）在設計過程中，通過應用雙管供水的管道形式，并通過恒溫控制傳感器，可以在進行熱水供應過程中，對水的溫度進行實時控制，并將其控制在合理的范圍內。

4.4 給排水配件的設計

（1）在進行公共區域水閥、水龍頭或者某些衛生器具的選擇過程中，應選擇具有節能效果的器材。例如感應式節水龍頭，可以有效的避免水資源的浪費，提升綠色建筑的節能效果。

（2）在選擇水龍頭方面，不僅要考慮其實用功能和經濟性，而且應重視其節能性能的選擇，例如充氣水龍頭、瓷芯水龍頭的選擇。

5 結束語

綜上所述，隨著人們生活水平的提高，對建筑的要求也越來越高。在綠色節能的環保理念下，綠色建筑得到了迅猛的發展。本文結合實例分析了綠色建筑當中給排水系統設計的要點，從給排水系統設計、雨水回收系統設計、熱水供應循環系統優化以及相關給排水配件的選擇等方面進行了分析研究，有效的達到了節水節能的效果。相關工作者應當積極提升自身專業技能，學習先進的科學知識，將新技術、新材料等應用到綠色建筑的設計當中，推動我國建筑行業的可持續發展。