綠色建筑設計中給排水設計分析

范碧玉 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

1 引言

當前我國建筑行業已經進入新的發展階段，在建筑設計施工過程中不但要考慮安全性，還要追求節能、綠色、環保、舒適的居住、辦公環境。綠色建筑設計需要各個專業配合，基于整體設計的理念對場地、建筑功能的分析，結合周圍環境、綠色生態的要求，采用適當的技術措施，合理利用各種能源和資源。從規劃設計開始，在施工全過程中，追求節約資源、保護環境、減少污染，從而建造人與自然和諧共生的高質量綠色建筑。給排水專業在綠色建筑設計中占據著重要地位，直接關系著建筑的健康舒適性、節能環保度。因此給排水專業需要認真合理選擇給排水系統。

2 項目概況

某校區教工宿舍（人才周轉房、教師公租房）和留學生公寓建設項目位于合肥市新站區。根據規劃要求以及校方需求，教工宿舍（人才周轉房）設計為2 棟總層數為15 層的建筑，建筑面積為10582.68m2，共有98套90.00m2的套間以及14 套120.00m2的套間；教師公租房為18 層（總層數為20 層）建筑面積為16238.63m2，共有306 套單人間，其中配套設施用房為5466.95m2；留學生公寓為13 層，建筑面積為10855.83m2，共有312 間單人間宿舍。地下建筑面積為9655.91m2，總建筑面積為52800.00 m2。綠色建筑設計級別為二星級。

3 合肥水資源現狀分析

本項目位于合肥市區，合肥東距海洋僅450km，受海洋影響較大且處于冬夏季風必經之地，屬亞熱帶季風性濕潤氣候。由于冷暖空氣活動頻繁，天氣多變，常有災害性天氣發生。氣候具有季風明顯、四季分明、氣候溫和、雨量適中、豐沛等特征。市年平均氣溫四季大致分配為春季2 個月，夏季4 個月，秋季2 個月，冬季4 個月。年均氣溫15～16℃，年平均降水量約1000mm，年日照時間2000h左右，無霜期約230天。

4 健康舒適

為滿足健康舒適的生活環境，本樓給排水采取以下設計。

4.1 給水系統

本工程由學校給水干管上各引入一根進水管，管徑均為DN200。并在地塊四周構成DN200 的環狀供水管網，市政給水管網供水壓力0.30MPa。其各類水質均滿足現行國家標準要求。

4.2 生活泵房

本項目生活泵房位于地下車庫負一層，采用“成品水箱+生活水泵供水”的供水方式。

成品水箱選用滿足《二次供水設施衛生規范》（GB 17051-1997）和《二次供水工程技術規程》（CJJ 140-2010）要求的成品水箱，同時采取保證儲水不變質的措施：儲水設施體形規則，進出水管在設施遠端兩頭分別設置，盡量避免“死水區”的產生；儲水設施的檢查口（人孔）加鎖，溢流管、通氣管口增加防護罩，防止生物進入；生活水箱定期對水質進行檢驗，對儲水和供水設備進行清洗和消毒，且每半年清洗消毒不應少于1次。

生活水泵采用變頻技術。水泵房降噪措施：給水支管的水流速度控制其不超過1.0m/s，并在直線管段設置脹縮裝置，防止水流和管道共振產生噪聲；泵組防噪隔振，泵組采用橡膠隔振墊型水泵隔振基礎，水泵進出水管設置可曲撓橡膠接頭和彈性支吊架，減少噪聲及振動傳遞；水泵出水管止回閥采用靜音式止回閥，減少噪聲、防止水錘。

4.3 排水系統

室內污水排水管道系統設置專用通氣管，改善排水水力條件和衛生間的空氣衛生條件。室內所用排水地漏的水封高度不小于50mm；選用構造內自帶水封的便器，且其水封深度不應小于50mm；冷凝水排水經過水封井后排至污水井。

4.4 設備和管道設置

本工程設備和管道均盡可能設置在便于施工操作處，同時對設備和管線設置清晰、明確、永久性的標識，以利于設備和管道的安裝、維修、改造和更換。最大限度的節約后期設備和管線的維修、改造費用。

①給水管：室內生活冷水管采用鋼塑復合管，溝槽式卡箍或絲扣連接；生活熱水管采用PPR（熱水管）；集中系統熱水管采用304 不銹鋼管；室外埋地生活給水管采用PE管，電熔連接。

②消防管：室內消防管、噴淋管DN＜50 時采用熱鍍鋅鋼管絲接，DN≥50 時采用熱鍍鋅鋼管，卡箍連接；埋地消防管采用鋼絲網PE復合管，電熱熔連接。

③排水管：辦公衛生間排水立管采用PVC-U 內螺旋消音管，商業衛生間采用PVC-U排水管承插粘接，酒店采用柔性鑄鐵管；雨水管重力排水時采用防紫外線承壓PVC-U 排水管承插粘接，虹吸排水時采用HDPE管電熔連接。

5 資源節約

制定水資源利用方案，統籌利用各種水資源，本工程設計如下。

5.1 節水器具與節水措施

本工程用水分戶計量，同時按使用用途付費或管理單元，分別設置用水計量裝置，對公共衛生間用水、綠化灌溉用水、道路沖洗用水等分別設置用水計量裝置，統計用水量，可更好的實現節水行為。本工程計量水表設置詳見表1。

表1 計量水表主要信息

表2 可收集雨水量表

本項目生活給水系統分為三個區，1-4 層為市政直供區，5-13 層為加壓1區，14-21 層為加壓2 區。各分區最低層入戶管給水支管壓力超過0.20MPa時設置支管減壓閥，在水管井內增設減壓閥，減壓至0.20MPa。減少無效出水量，避免浪費水資源。

項目所有用水器具滿足《節水型衛生潔具》（GB/T 31436-2015）及《節水型產品通用技術條件》（GB/T 18870-2011）的要求，且節水器具用水效率等級不低于《水嘴水效限定值及水效等級》（GB 25501-2019）、《小便器水效限定值及水效等級》（GB 28377-2019）、《淋浴器水效限定值及水效等級》（GB 28378-2019）和《坐便器用水效率限定值及用水效率等級》（GB 25502-2017）中的2級，具體數據如下所示。

①節水型水嘴：在0.1MPa 動壓下，流量不大于0.100L/s；

②節水型坐便器：平均用水量不大于4.0L，雙沖坐便器全沖用水量不大于5.0L，半沖平均用水量不大于其全沖用水量最大限定值的70%；

③節水型小便器：沖洗水量不大于2.0L；

④節水型淋浴器：在0.1MPa 動壓下，流量不大于0.08L/s；

⑤節水型沖洗閥：大便器沖洗閥沖洗水量不大于4.0L，小便器沖洗閥沖洗水量不大于2.0L。同時水嘴采用壽命超出現行國家標準《陶瓷片密封水嘴》（GB 18145-2014）標準壽命要求1.2 倍的產品，閥門采用壽命超出現行相應產品標準壽命要求1.5倍的產品。

5.2 避免管網漏損措施

給排水管網漏損不僅是造成資源浪費的主要原因之一，還污染環境。為避免管網漏損措施，在管材、管件的安裝、計量上采取一定的措施。選用并推廣新型管材、管件，比如球墨鑄鐵管和各類給水塑料管材，耐腐蝕性和耐久性性能更好；選用密閉性能好的閥門，同時合理設置以便檢修更換，減少停水范圍和泄水量；安裝分級計量水表，減少不必要的水資源浪費，使用高靈敏度的水表產品，實現精確計量以防止始動流量的流失；合理設置供水壓力，避免供水持續高壓或壓力驟變；室外管道施工時，做好管道基礎處理，管道基礎平整，遇到軟地基時，要回填砂石夯實基礎，嚴格控制管道埋深，嚴格把關施工質量。

5.3 非傳統水源利用

5.3.1 雨水利用

為合理利用雨水資源，本工程設置雨水回用系統，回收工程內雨水。回收的雨水經過雨水回用設施處理，可用于室外綠化灌溉、道路沖洗、地庫沖洗。

雨水收集量計算依據雨水管線圖和場地豎向設計雨水回收系統，該地塊收集整個項目的屋面、室外地面雨水，用于綠化澆灌、道路沖洗和地庫沖洗，富余部分經處理后排入市政管網。

雨水收集利用系統雨水總收集量為2825.91m3/a。其他損失水量按收集量的10%來計算。年用水量計算如下所示。

①綠化灌溉用水量計算

綠地面積為5076.99m2，綠化灌溉的年均灌溉用水定額取0.28m3/m2·a，日均澆水定額取2L/（m2·d）。澆灑月份為4-11月，其他月份不需要澆灑。

綠化灌溉日用水量Q1=0.001×2×5076.99=10.15m3/d；

綠化灌溉年用水量Q綠化=0.28×5076.99=1421.56m3/a。

②道路沖洗用水量計算

澆灑道路用水定額取0.5L/（m2·次），年澆灑次數按30 次計，道路澆灑面積為5789.10m2。

道路沖洗日用水量Q2=0.5×5789.10÷1000=2.89m3/次；

道路沖洗年用水量Q道路=Q2×30=86.84m3/a。

③地庫沖洗用水量

地下車庫沖洗用水定額取2L/（m2·次），年沖洗次數按30 次計，地下車庫面積為9655.91m2。

地下車庫沖洗日用水量Q3=2×9655.91÷1000=19.31m3/次；

地下車庫沖洗年用水量Q車庫沖洗=Q3×30=579.35m3/a。

年用水量=綠化灌溉用水量+道路沖洗用水量+地庫沖洗用水量+其他損失用水量=1421.56+86.84+579.35+282.59=2370.34m3/a。

從以上等式分析可以得出，理論計算收集的雨水量大于本工程總用水量，收集的雨水可滿足室外綠化澆灌、地庫沖洗和道路沖洗。

雨水回用池容積計算：一次雨水收集量可供3-7 天用水量，考慮到實際降雨頻率及持續干旱時間的間隔，雨水回用池有效容積按5d 的回用雨水用量計算。則本項目雨水回用池取綠化灌溉、道路沖洗、地庫沖洗5d 用水量：V=5×32.36=161.80m3，則設計回用池體積為165m3。

雨水回用系統的用水安全保障措施：雨水回收系統中的雨水在儲存、輸配等過程中采取有效的消毒殺菌措施，以保障水質安全。為了保證雨水回用管與其他生活用水管道嚴格區分，其管道、設備、接口處設置明確的永久性標識。同時在取水口設置鎖具，防止錯誤接用。雨水回用系統的供水系統設有防回流措施，防止雨水回灌入給水管道，同時設有備用水源、溢流裝置等，以保障水量安全。雨水在整個處理、儲存、輸配等環節中采取一定的安全防護和監（檢）測控制措施，設計中嚴格按照《污水再生利用工程設計規范》（GB 50335）及《建筑中水設計規范》（GB 50336）的相關要求實施，以保障衛生安全。采用管材和設備的防腐措施，廢棄的雨水經過處理后排放，以免對環境造成污染。

5.3.2 中水系統設計

該項目內部無游泳池、公共浴室、空調冷卻水等中水水源，結合中水水源及后期處理成本，本項目空調冷凝水就近排入雨水管網中收集利用，公共衛生間沖廁污水、廚房廢水等中水水源處理難度較大且成本較高，因此本項目可適宜收集利用的中水主要有盥洗排水。

本工程設有618 套標準公寓和112套人才周轉用房，人才周轉用房每套按3.2 人計，共977 人。根據《民用建筑節水設計標準》（GB 50555-2010）中表3.1.2的規定，用水指標為120L/人·d，根據《建筑中水設計標準》（GB 50336-2018）中表3.1.4 的規定，人才周轉用房盥洗排水按建筑用水量的6%計，教師公租房和留學生公寓盥洗排水按建筑用水量的14%計，中水回用量計算如表3 所示。

表3 中水回用量計算

本工程在地下一層車庫內設置中水處理設備，清水池容積設置為30m3（按2天收集量考慮），中水機房末端設置計量水表計量中水回用量，中水與雨水共同作為綠化澆灌、道路沖洗、地庫沖洗等的補水水源。

5.3.3 節水灌溉

90%以上的綠地采用節水灌溉方式，同時設置土壤濕度感應器、雨天自動關閉裝置等節水控制措施。

室外地面綠地建議采用微噴灌方式澆灑，如圖1 所示。微噴灌的霧化程度高、對植物的打擊強度小、均勻度好、其組合噴灌強度小于土壤的入滲能力，因此不會造成表面徑流，更節水。

圖1 微噴灌

6 總結

本文從健康舒適、節約能源兩個方向分析闡述給排水在綠色建筑設計中的設計思路和過程。給排水專業是綠色建筑設計中重要組成部分，其系統的選擇等都影響著綠色建筑的等級、后期使用的安全舒適性，因此需要我們認真對待。