既有建筑的綠色改造給排水設計探討

馬 梅

（甘肅省建筑設計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

關鍵字：既有建筑綠色改造；三星級；節水節能；智能灌溉；節水器具

為減少建筑資源的浪費及對周邊環境造成的污染，綠色建筑的理念逐漸被設計人員重視。綠色建筑是協調人、建筑和自然環境的和諧發展，以減少對自然環境的破壞，維持人類與自然的可持續發展[1]。本文以既有辦公建筑為案例，系統地介紹了給排水專業的設計要點。為響應國家節水節能的原則，對于已建建筑進行綠色改造，利用原有建筑空間和結構資源來提升使用功能，以達到經濟效益和生態效率[2]。為同行業的項目提供參考依據，促進省內既有建筑綠色改造工作的開展。

1 工程概況

本建筑為建研大廈綠色智慧科研綜合樓改造工程，建設地點位于蘭州市安寧區北濱河路與寶石花路交界處。地下兩層，地上十二層，地下為地下車庫及設備用房，地上為辦公、會議室等輔助用房。總建筑面積：18035.78m2，地下室面積：3079.08m2。地上建筑面積：14674.25m2。建筑高度為48.81m，建筑定性為二類高層公共建筑。用地規劃容積率為3.50，綠地率31.2%。既有建筑2011 年建成并投入使用，2018 年由甘肅省建筑科學研究院購置，為提高用戶舒適度及達到節水節能、綠色低碳的效果，故對原有的建筑進行綠色建改造，以充分展現企業的精神及形象。項目定位為國家綠色建筑三星標識、甘肅省首個既有建筑綠色改造三星標識、全省建筑科技工程示范，如圖1 所示。

圖1 項目實景及綠建標識

2 綠色建筑評價體系及達標內容

2.1 綠色建筑評價體系

《既有建筑綠色改造評價標準》 DBT51141-2015 中第7 章給水排水中有四類指標，分別為：節水系統、節水器具與設備、非傳統水源利用、改造效果。而每類指標主要包括控制項和評分項，綠色建筑的以控制項為基本，以評分項為判斷星級的標準[3]；根據 《既有建筑綠色改造評價標準》 DBT51141-2015 中3.2.8 條規定既有建筑綠色改造的評價結果分三個星級，分別為一星級、二星級、三星級。一星級需達到50 分，二星級需達到60 分，三星級需達到80 分[4]。

2.2 項目達標內容

根據建筑性質、室內外環境和項目用水條件，并考慮項目造價和投資成本。給排水專業評分項達標內容和得分詳見表1。

表1 給排水專業評分項達標內容和得分

給排水專業自評分為77 分，權重得分為10.01分，規劃與建筑權重得分為17.62 分，結構與材料權重得分為19 分，暖通空調權重得分為18.39 分，電氣權重得分為18.98 分，評分項與加分項的分值為總計為88.98 分，經中國城市科學研究會評定，達到三星級要求。

3 綠色建筑給排水設計

給排水設計中，管材、閥門及配件種類繁多，如選用的管材及閥門附件不達標、出水點超壓出流、給水分區不合理、熱水循環方式不當，將造成大量的水資源浪費。針對上述問題，在設計上，提出了相應的措施。

3.1 節水系統

（1）給水系統無超壓出流現象。生活水源為市政自來水，由北濱河路與寶石花路兩路引入，引入管徑DN200，在小區內形成環狀管網，供水壓力為0.15MPa。市政自來水供地下一、二層和室外綠化，在小區地下車庫設高低區兩套變頻加壓供水設備和一座辦公生活水箱為本棟樓用水。生活給水系統豎向分為2 個區，1～6F 為1 區，7～12F 為2 區，均由各個區數字全變頻設備供給。系統1～3 層、7～9 層各用水點處，水壓大于0.2MPa，配水支管設置可調式減壓閥，閥后壓力控制為0.2MPa。

（2）避免管網漏損的措施。室內冷水管采用食品級不銹鋼管，雙卡壓雙密封連接。管道安裝完畢后對管道進行強度、嚴密性實驗。生活給水采用變頻供水系統，給水水泵采用變頻調速裝置，保證水泵在滿足設計揚程時在高效區內能安全穩定運行。水池、水箱設置溢流報警和進水閥門采用液壓水位控制。根據水平衡測試的要求安裝分級計量水表。

（3）用水按用途或付費單元設置計量裝置。水表采用遠傳式無線水表，接線接至總控制系統，水表按不同用途分別計量，見表2。

表2 不同用途用水計量水表安裝位置

（4）熱水系統采取合理的節水節能措施。在一層至十二層公共衛生間洗手盆、四層員工休息室設置集中生活熱水供應，熱水系統豎向分為兩個區，供水形式與冷水系統相同，保證出水管處壓力相等。采用全日制集中式太陽能熱水供應系統，供水溫度為60°C，采用上供下回式，干、立管全循環的同程式供水方式，屋面設置太陽能集熱板，換熱器設十二層熱水機房內，采用板式換熱器溫度傳感器T2，淋浴器采用自動調水溫控制閥。對熱水耗熱量進行分析，耗熱量為1789406kj/h。生活熱水可再生能源利用率為83.3%。若采用電加熱時，耗電量為523Kw。可再生能源的利用為本建筑減少了能耗。

3.2 節水器具與設備

（1）選用高效率等級的節水潔具。選用節水型潔具的用水效率等級為1 級。洗手盆采用帶自閉式水嘴的龍頭（流量為0.10L/s），蹲便器采用延時自閉沖洗閥大便器（用水量為4.0L），小便器采用感應式小便器（用水量為2.0L），給水龍頭（流量為0.10L/s）均采用陶瓷等密封耐用、性能優良的水嘴，公共衛生間洗手盆采用感應式控制，坐便器采用雙檔坐便器（流量為4.5L/3.0L）。淋浴器采用雙管成品淋浴器（流量為0.08 L/s）。

（2）綠化灌溉采用節水灌溉方式。室外綠化給水接自市政自來水，在接管處設置電磁閥、水表、倒流防止器、綠化布水控制器，控制器采用土壤濕度傳感器來自動控制澆灑系統的啟停，控制器設置雨天自動關閉裝置。屋頂綠化根據灌溉區域及形式分設兩條支路，另一路分散的盆栽花卉由專業養護人員接軟管人工澆灑。室外植池采用滴灌，種植草坪采用滲灌。種植屋面綠化灌溉系統如圖2 所示：

圖2 種植屋面綠化灌溉系統

3.3 分析非傳統水源的利用

非傳統水源有中水和雨水。由于辦公最高日用水量為12.77m3/d，廢水收集量為2.8 m3/d，優質雜排水量較少，經濟效益小，且后期運行及維護需專人管理，增加了費用，故未采用雜排水作為非傳統水源。蘭州年均降雨量為337mm，降雨量較小，且雨水回用造價成本較高，故設置下凹式了綠地及透水鋪裝來達到雨水調蓄及入滲的目的，也可達到削減雨水洪峰流量的目的，故未采用雨水作為非傳統雨水。

3.4 改造效果

（1）選用高效率等級的節水潔具，提高節水效率增量，具體見表3。

表3 改造前后節水效率增量

節水效率增量RWEI=(100%-30%-)×8%=5.6%，在0＜RWEI≤10%之間。

（2）對室外場地進行改造，根據不同使用功能設置雨水利用措施，降低雨水綜合徑流系數。場地設置綠色雨水基礎，屋面設置屋頂綠化，室外設置下凹式綠地，人行道鋪裝滲水磚、植草磚。具體如圖3，圖4 所示：

圖3 室外場地各匯水面積布置圖

圖4 屋面各匯水面積布置圖

各個區域匯水面積見表4。

表4 改造前后場地各匯水面積及徑流系數

改造后的徑流系數，比改造前徑流系數降低幅度：（0.86-0.54）/0.86=37.2%。

（3）采用云服務建筑綜合能控系統。通過采集和監測每天的環境參數、用電統計、用水統計、供熱統計及費用統計等參數，實現多方位多維度精細化能耗管控。可方便后期物業部門及時發現漏水、斷電等問題，掌握建筑各個區域的用能情況，實現建筑能耗的優化管理。后期通過對運行數據的采集分析，對于照明空調系統，可結合人員數量，以及光照、溫度等環境因素，制定個性化自動控制方案。對于節水控制系統，通過對數據的處理和分析后找出規律，可實現無人自動關閉閥門等措施，減少水資源浪費，如圖5 所示。

圖5 監測系統主頁面

4 結語

從節能環保的角度出發，在盡量減少投資和改動的前提下，最大限度的提高建筑的功能性。通過優化給水系統、熱水循環系統及其管材，選用高效率節水器具、智能節水灌溉系統，設計室外下凹式綠地及透水鋪裝，極大的減少了水資源的浪費，確保水資源穩定健康發展。同時為進一步推廣既有建筑的綠色改造提供了技術儲備。