綠色建筑中給排水的設計與探究

趙香琴

中天建設集團有限公司建筑設計分公司 浙江 杭州 310000

引言

在建筑設計中，給排水系統設計是其非常重要的組成部分，設計應充分考慮到人們的實際需要，明確對給排水的影響因素，做到給排水設計與實際使用有效結合。綠色發展理念對城市建設各項功能要求越來越高，給排水系統作為基礎設施，其設計除了關乎自身性能的發揮，也奠定了建筑的綠色發展基調。

1 我國在節水方面存在的問題

1.1 節水環保水處理技術型人才需求量小，綜合素質較低

隨著人們生活水平的不斷提升，人們對用水需求也越來越大，但是由于我國水資源又比較貧乏，導致缺水問題愈發嚴重，所以必須采取有效的手段來緩解這一狀況。在這種情況下，傳統的水處理技術已經不能滿足現實需要。雖然我國對節水環保水處理技術引進較早，但由于起步較晚，相關人才匱乏，特別是專業的技術人員，如果不能合理處理水源，反而會造成嚴重的環境污染。且水處理是一個復雜的工程，涉及很多方面的內容，如環保處理、應急節水等，這些都要求從事環保處理工作的人員具有較高的綜合素質。這些問題不僅影響了企業的經濟效益，同時也制約著企業的人才管理水平[1]。

1.2 有關部門關注度不高，經費投入金額較小

就現實發展狀況而言，我國缺水現象非常嚴重，不僅限制了社會經濟持續高速發展，也影響了人民群眾正常生活與健康。所以，要想實現可持續發展目標，必須從根本上減少對環境的污染。而對于當前水資源緊缺的現狀來說，節水環保水處理工藝是最有效的方法之一，所以破解這一困局勢在必行。目前，雖然我國在節水環保水處理方面取得了一定的成績，但與發達國家相比還有很大差距。因此，要想進一步提升我國的節水環保水處理水平，必須加大對其研究力度。

2 綠色建筑給排水設計要點

2.1 合理選擇給水方式

建筑給水系統設計時，設計人員需要根據建筑類型、建筑高度、建筑面積及居民生活水平高低等因素進行設計。由于一般城市供水管網壓力難以滿足高層建筑區域供水需求，因此在設計給水系統時，設計人員需要采取分區供水方式，也就是低區直接連接市政給水管網，而高區則采用加壓供水。另外，為了防止高壓損壞給水配件，同時避免過高的供水壓力造成用水的不必要浪費，設計人員可以針對高區實行豎向分區給水方式。當前高層分區供水方式逐漸豐富，例如垂直分區并聯供水、分區減壓或垂直串聯供水等都是常用的給水方式。在此基礎上，設計人員可以根據當地情況、建筑特征、工程造價合理選擇給水方式。

2.2 合理設計熱水系統

隨著人們生活品質的提高，熱水系統應用逐漸廣泛，且對熱水的需求也不斷提高，除了出水溫度要達到要求外，熱水出水時間以及出水溫度穩定性也應滿足。針對不同的建筑應選擇合適的熱水系統，比如選擇集中供應熱水系統或是局部熱水系統，但是無論選擇那種熱水系統，設計人員在設計建筑熱水系統時，需要使熱水溫度達到標準，避免出現無效冷水，減少水資源浪費。同時還需要做好冷熱水壓力平衡和熱水管網布置設計，優化循環熱水供應系統，并在成本和工期基礎上實現循環熱水供應，降低熱損失。

2.3 消防水源節水設計

消防用水與生活用水水箱均以市政自來水為水源，導致水資源一定程度的浪費，要想實現節能減排，可將天然水源，如河流、海洋等作為消防水源；雨水清水池、中水清水池、水景和游泳池等作為備用消防水源。而作為消防水源的前提是水質、水量滿足滅火設施的滅火要求。在水質方面，水源必須滿足《城市污水再生利用－城市雜用水水質》中消防用水的要求，室外消防水質可以差一些，并允許一定的顆粒物存在，但是室內消火栓系統、自動噴水系統對水質要求較嚴，顆粒物不能阻塞噴頭及水槍，水質不能有腐蝕性，防止損壞管道。在水量方面，當采用雨水清水池、中水清水池、水景和游泳池作為消防水源時，由于這些水源具有間歇性或其他使用用途，應保證在任何情況下均能滿足消防系統所需的水量，提高消防給水的可靠性。另外，在寒冷及嚴寒地區，由于消防水池內水平時不流動，且補充水較少，容易被凍導致消防水浪費。因此，對于易結凍地區水池、水箱需要采取防凍措施，可采用保溫、采暖或者埋設在冰凍線以下[2]。

2.4 水泵運行能耗

在平時的設計中，水泵容易出現以下問題：第一，水泵和管道不相匹配，水泵不在正常工況運行；第二，水泵并聯或串聯運行配置不合理；第三，管路因設計、施工或運行原因導致局部阻力偏大；第四，管道漏損、水流旁通，增加水量損耗等，這些問題都會造成水泵運行能耗的浪費。因此設計人員在設計的時候應合理選擇管道直徑。在相同流量下，管道直徑大，水流速度小，阻力小，但管道價格高；而管道直徑小，又會導致阻力損失增大，增加水泵揚程，同時增加電機功率，成本和運行費用都增加，因此應從技術和經濟的角度綜合考慮。水泵應選擇工藝成熟，流量穩定的產品，保證泵運行的高效性。可選擇變頻水泵，變頻水泵可以實現節電20%～40%且運行合理，可以消除水錘效應，電機軸上平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費用，水泵壽命大大提高。還可以采用大小水泵配合使用的方式供水，用水高峰時期主泵啟動供水，用水量減少時采用小泵供水即可滿足要求。水泵應注意維護保養，需定期檢查水泵的磨損情況，一旦發現較大磨損時應及時進行更換。

3 綠色建筑給排水節能降耗措施

3.1 使用節水器具

通過科學合理使用節水器具可以提高整個建筑給排水系統節能性。當前常用節水器具包括衛生器具、配水裝置、水表等。首先，設計人員需要合理配置水表，配置水表時，嚴格控制水表精度，科學統計用戶水資源使用情況，并對水表加強采購和檢定計量管理，保證水表精確度，同時科學使用遠程水表、IC卡水表等；其次，設計人員可在用水量較大的浴室安裝節水型淋浴噴頭。另外，為避免衛生器具漏水，設計人員可以在洗手間安裝智能節水裝置，這類裝置內設感應元件，能夠自動控制水流開關，避免忘記關水龍頭導致的水資源浪費，從而在延長水龍頭使用壽命的同時，有效節約用水。因此在給排水系統設計中，可根據實際情況靈活應用節水閥門、節水坐便器、廁所自動沖洗裝置以及節水龍頭等節水器具，其使用方便，制作精良，可以有效控制冒水、漏水和滴水等現象，有效節約水資源，并幫助居民養成節約用水習慣和意識。

3.2 控制超壓出流

建筑給排水設計時需要重視超壓出流問題。這一問題出現主要是由于管道水壓過高導致的，衛生器具給水配件在較高水壓下流出的水量會大于其額定流量。對于用戶而言，一方面高壓水流會四處飛濺，使用不舒適，另一方面就是浪費水資源。對于管網而言，長期高壓會導致管道配件損壞，管網漏損。因此為避免或減少超壓出流問題，需要合理設計給水系統。設計人員需要在限定供水壓力情況下仔細調查城市給水管網水壓，并科學應用市政給水管網。除此之外，還需要對給水系統進行合理分區，各分區的靜水壓力不宜大于0.45MPa，當設有集中熱水系統的時候，分區的靜水壓力不宜大于0.55MPa。且分區內低層部分可設減壓設施來保證用水點處的工作壓力不大于0.20MPa，為建筑工程提供穩定水壓，保障水資源節能高效應用。工作人員可靈活使用減壓閥和減壓孔板等減壓設施[3]。

3.3 海綿城市設計及雨水回收利用

海綿城市作為新一代城市雨洪管理措施，可與雨水回用利用相結合，設置綠色屋面、綠地、花園、可滲透地面等設施，通過下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將續存的水“釋放”利用，既減輕了市政雨水管網的排水壓力，緩解城市熱島效應，也解決了一部分的水資源短缺問題，可以循環使用雨水資源。因此，設計人員在設計給排水系統時可以回收利用雨水資源，提高水資源利用率，達到節能減排目的。在實際設計時，設計人員圍繞雨水收集目的設計雨水池收集池，充分收集雨水資源對其進行處理，使其達到回用水標準，用于綠化澆灌和廁所沖洗等，避免浪費水資源。回收利用過程中，工作人員需要將雨水引入到雨水沉沙池中進行初步凈化，之后流入到蓄水池中進行氯消毒，最后排入到回用管道。雨水回收利用遵循就近原則，該系統包括回收、利用、存儲和匯集，采用良好滲透性材料和儲水設備收集存儲雨水，并進行沉淀過濾雜水，可以減少水資源污染，并保障居民生活質量，降低用水負擔，保護生態環境。除此之外，為了有效回收利用雨水資源，可以采用PLC自動控制技術，該技術能夠使雨水回收利用系統實現自動化控制，輔助人工干預控制能夠提高雨水回收利用效果，并根據水池內液水位作出預警，使雨水回收系統更加可靠。該自動化控制系統應用時，若水池處于低水位，則會自動控制水泵停止供水，并對水池進行補水；若處于中水位，則可以同時實現供水和補水，確保水量平衡；若處于高水位，則可以自動關閉補水獨立供水，并對過高水位情況作出及時預警，方便人工干預。

3.4 應用新型材料

隨著科技發展，節能環保技術逐漸增多，材料市場也發生變化，各種新型材料出現，但是質量差異較大。建筑給排水地下管網縱深大，聯通范圍廣，流通水源多，水質復雜，若是使用的管道質量不符合設計標準，存在缺陷，會使其受到水侵蝕，影響管道使用，導致水資源滲漏，進而造成浪費。對此，設計人員需要提高材料分辨能力，了解更多的新型節能材料，并在給排水施工中選擇輕質高強材料，或是邀請專家評估給排水節能減排能力，及時完善不足之處。另外，施工前需要對新型節能材料進行抗腐蝕、高溫耐受、壓力曲折和結構穩定等功能測試，使其功能符合設計標準，保障給排水系統使用壽命，避免出現質量問題。考慮到自來水長期接觸管道，管材的質量會直接影響水質，因此，設計人員除了要做好管材節水和防腐防滲設計外，還應選用綠色無害的管材，以免在供水過程中，劣質管材中的有害物質溶解到水中而危害居民的身體健康。市面上常用的管材有PE（聚乙烯）管、PVC（聚氯乙烯）管和PP-R（三型聚丙烯樹脂）管等，這些管材與節水閥門和綠色管道搭配使用，既可以保證日常供水，還能有效減少建筑物的運營和維修成本。

3.5 新能源的具體應用

當前社會主要能源包括石油、天然氣、煤炭等，這些屬于不可再生能源，隨著社會發展，能源危機逐漸顯現。新型能源例如太陽能、風能、地熱能等卻是取之不盡，用之不竭的能源，對環境危害小，且取用方便。新能源的開發與可持續利用，對節能減排具有重要意義，在此基礎上，設計人員在設計建筑給排水系統時可以設置太陽能系統或者空氣能系統，可在建筑屋頂設置太陽能集熱器，利用太陽光將水加熱，或者通過空氣能設備吸收空氣中的熱量制造熱水以滿足人們的用水需求，也可將太陽能與空氣能相結合，充分發揮新型能源作用[4]。

4 結束語

采用可再生能源，選用新型材料，進行海綿城市設計、回收利用雨水等都是為了最大限度地節約能源，包括節能、節水、節材等，使建筑在滿足人們基礎的使用需求外，能夠進一步給人們提供一個簡約適度、綠色低碳的生活，最大限度實現人與自然和諧共生的可持續發展目的。設計人員應根據工程實際情況和地理位置科學設計給排水系統，以實現節能降耗等可持續發展目標。