某民用建筑給排水設計中節水節能設計要點

田夢迪

（建設綜合勘察研究設計院有限公司，北京 100007）

1 引言

在民用建筑給排水設計中， 必須充分注重資源的高效利用和環境的全面保護，將節能環保理念融入規劃設計階段，積極適應自然條件、生態環境、基礎設施、規范標準，從源頭上改變高能耗、高污染的現狀，切實有效地減少日常用水浪費，擴大水資源利用范圍，提高供水系統的運行效率，增加清潔能源運用比重，在保證人們生活品質的同時，降低建筑運行造成的負面影響。

2 工程簡介

某項目位于北京市經濟技術開發區亦莊新城， 用地北側鄰北環路， 東側鄰東環路， 西側鄰發展大道， 總建筑面積43 430.9 m2，其中，地上建筑面積29 109.76 m2，本地塊建筑群由研發檢測樓、1 號生產車間、2 號生產車間、研發檢測樓、綜合實驗樓組成。 研發檢測樓為9 層，建筑高度為43.80 m；1 號、2號生產車間均為4 層，建筑高度24 m；綜合實驗樓為7 層，建筑高度24 m，地下建筑面積為14 321.14 m2，主要功能是地下車庫，停車數量367 個。 根據設計任務書及相關資料，嚴格執行給排水設計相關規范標準， 在給排水設計方案中積極融入節能環保理念，實現了不錯的節水節能效果。

3 民用建筑給排水設計中節水設計要點

3.1 控制供水壓力

根據給排水設計相關規范， 對于給水配件及入戶支管壓力都進行了相應的限制，這主要是從安全的角度進行考慮的，沒有考慮到壓力過大造成的水資源浪費的問題， 如果只為了應付規范要求，那么很容易出現超壓出流的問題，在用水時形成水花飛濺現象，不但會產生大量的用水浪費，而且會產生管道振動和水擊現象，長此以往，對給水管網和相關配件十分不利，可能會出現漏損問題，縮短了系統的使用壽命。 針對這個問題，必須采取一定的防治措施，不能僅僅從迎合規范的設計理念出發，而應該注重節水設計，控制供水壓力，本項目在給排水設計時，將各用水點供水壓力控制在0.2 MPa 之內，如果供水壓力大于0.2 MPa，則會在入口干管上設置減壓閥，保證不出現超壓出流狀態，在滿足使用需求的情況下，大大減少了出水流量，獲得了不錯的節水效果[1]。

3.2 中水系統應用

中水系統已經成為現代建筑給排水設計的重要內容之一，對于實現分質供水、提高水資源利用率具有重要意義。 中水水源主要來自雜排水、優質雜排水、綜合生活污水等，但不包括廁所排水和廚房排水， 通過生物處理工藝或膜分離工藝提高水質，滿足道路清洗、綠地灌溉、景觀用水、廁所沖刷等方面的要求。 在進行具體設計時。 應該根據建筑特點和實際需求，選擇合適的中水供應方式，可以通過小區內中水系統規劃設計來實現，也可以通過市政管網供應供水，本項目與中水公司簽訂供水協議， 采用市政中水供應小區住戶沖廁及路面噴灑、綠化噴灌等，在引入管上設置總表計量，如果用水點供水壓力超過0.2 MPa，那么應該在入口干管上設置減壓閥，這樣能夠將用水點供水壓力控制在0.2 MPa 之內， 中水管道上不得裝設取水龍頭，當裝有取水接口時，必須采取嚴格的誤用誤飲防護措施，比如，設置警示提示標識，安裝帶鎖裝置，等等。為了保證用水安全， 中水系統管網不能與生活飲用水給水管網相連接，在用于綠地灌溉時，應該采用微灌、滴灌等節水灌溉方式。

3.3 雨水回收利用

雨水回收利用指的是在一定范圍內采取適當措施保護和利用雨水資源，具有水質較好、簡單易行、應用廣泛等優點，有利于實現內部供水的自給自足，同時保護了地下水資源，降低了城市洪澇和水土流失發生的可能。 雨水回收利用系統主要包括雨水收集和雨水滲透兩個方面。 前者需要從各種收集面上將不同水質的雨水收集起來，用于不同需求；后者則是利用天然或人工滲透面將雨水有效攔截滲透， 實現雨水的調蓄凈化，補充地下水源，如低洼綠地、透水性混凝土路面、草皮磚地面、滲透池、滲透管渠等。 本項目建筑屋面是主要的雨水收集面，采用外排水系統設計，通過科學計算，保證屋面排水系統總排水能力能夠滿足相關要求。 屋面雨水經雨水斗、 雨水立管、干管排至室外，回滲地下，用于綠化，同時，至少設置超過室外綠地50%的下凹式綠地以及占室外鋪裝70%的透水鋪裝設施，方便屋面雨水和室外道路雨水順利入滲，入滲之外的雨水通過雨水篦子排入室外雨水管道。 根據相關規定計算雨水調蓄設施體積，必須滿足綠色設計規范標準。 雨水控制與利用設施應該與項目主體同時規劃設計、 同時施工、 同時投入使用，并且采取相應的公共安全防護措施，雨水管道嚴禁與生活飲用水管道連接，雨水入滲場所不能出現地質災害問題，雨水存儲設施應該設置溢流或旁通管井并排至室外安全處， 開口部分做好防止回灌處理[2]。

3.4 使用節水器具

衛生器具是給排水設計的終端， 人們通過使用衛生器具實現水資源的消耗，它直接決定著水資源利用效率。 充分重視節水器具的使用，在滿足相同的功能需求情況下，比同類常規產品能夠減少用水量，在較長時間內不用維修，不容易發生跑冒滴漏等問題。 節水器具種類繁多，節水效果各不相同，需要根據實際需求合理選擇，從實際節水效果、安裝調試操作、使用壽命長短、成本費用大小等方面綜合考量。 作為使用頻次最高的衛生器具，水龍頭的節水效果至關重要。 節水型水龍頭主要是通過控制出水量、縮短出水時間、改善氣密性等原理實現節水目的的。 現階段，常用的水龍頭有陶瓷閥芯水龍頭、銅質水龍頭、感應式水龍頭、充氣水龍頭，每種類型產品都有自身優勢，需要根據使用場景選用，陶瓷閥芯水龍頭價格較低，密封性較好，不容易出現老化損壞問題，應用范圍相對較廣，銅質水龍頭不會產生銹蝕問題，還能夠起到殺菌作用，感應式水龍頭更加衛生環保，在公共場所應用較多，充氣水龍頭能夠充分將水和空氣混合起來，出水時感覺水量很大，但在相同的使用時間內出水量比一般龍頭能夠低60%～70%，尤其是在超壓出流的情況下， 節水效果更加顯著。 除了節水型水龍頭的應用，節水型坐便器、節水型沐浴器、節水型洗衣機等的應用也能夠獲得不錯的節水效果， 在給排水設計時應該給予足夠的重視[3]。

3.5 減少管道漏損

管道漏損產生的用水浪費十分嚴重。 隨著建筑使用年限逐漸增加，管道老化日益嚴重，漏損問題則更加突出，需要加強原因分析，從設計的角度出發，采取行之有效的管道防漏措施。 通過統計分析發現，斷裂、接口、裂縫、腐蝕是主要的漏失途經，與管徑、管材、設計、施工等方面密切相關。

在管材選擇上，不同類型管材特點不同，適用環境不同，需要根據管道安裝位置和水質水溫選擇合適材質的管道，減少漏損問題的發生。 比如，鑄鐵管強度較低，易腐蝕，容易引發漏水；不銹鋼管強度較高，密封性較好，發生漏水的概率比較低，但是容易產生電化學腐蝕，從而引發局部穿孔漏水，甚至出現爆管現象；塑料管質量輕，耐腐蝕性好，流動損失小，在給排水系統中應用相對廣泛，但是存在不耐溫度變化的問題，高溫易變形，低溫易脆裂。 從管徑上看，小口徑管道更容易發生漏損，要根據技術、經濟等方面的綜合需求科學確定。

本項目生活給水管道采用了鋼塑復合管， 結合了金屬管材和塑料管材的雙重優勢，中水管道為熱浸鍍鋅鋼管，重力排水管道采用了機制鑄鐵管， 壓力排水管采用了內外壁熱浸鍍鋅鋼管，在管網設計時，嚴格控制管道和配水點的水壓，避免因水壓過高導致管漏損壞，并且根據管材、管徑、應用場所選擇合適的連接方式，保證接口的牢固性和密封性，同時，根據地質條件，做好基礎設計，防止因不均勻沉降導致管道漏水[4]。

4 民用建筑給排水設計中節能設計要點

4.1 優化供水方式

本項目大多為高層建筑， 市政管網的供水壓力并不能滿足高層部分的水壓要求，所以要合理分區。 在低區，主要由市政給水管網直接供水，在中區及高區，通過水箱和變頻調速供水設備供水。 傳統的恒壓給水不能充分利用市政管網水壓，容易造成無效耗能問題。 本項目采用了疊壓變頻給水系統，主要由變頻水泵機組、倒流防止器、壓力傳感器、穩流罐、負壓補償裝置等部分組成，市政水進入穩流灌后，由變頻水泵機組加壓送至用戶，該系統借助壓力傳感器檢測管網壓力，然后由穩流罐調節供水壓力，保證市政管網正常供水，既充分利用了市政管網壓力，又能夠有效消除負壓，可以根據實際運行情況變頻調速，從而達到節能效果。 穩流罐在該系統的作用非常重要，直接影響到管網壓力和供水安全，通過設置泄水閥、調整出水管和進水管數量、高程設置、容積調節等多種方式，充分發揮穩流罐的作用，保證供水水質，同時，要科學選配水泵機組，計算分析相同型號及不同型號變頻泵組合工作效果， 通過優化設計，提高整體運行效率，降低二次供水系統能源消耗，面對用水低峰期的小流量供水問題， 不能僅僅依靠變頻泵調速來調節流量，可以采用輔泵或氣壓罐進行解決。

4.2 清潔能源利用

給排水系統設計中，熱水系統也是重要的組成部分，常規的民用建筑生活熱水熱源主要來自電、燃氣、太陽能，其中，作為可再生能源，太陽能技術成熟，來源廣泛，不會產生任何污染，成為民用建筑熱水熱源的首要選擇。 本項目采用了太陽能熱水系統，并且設置了燃氣壁掛爐作為輔助熱源，以應對在不同季節天氣情況下太陽能不足的問題。 太陽能集熱器集中設置在建筑屋頂上，同時針對住戶較多、屋頂面積不夠的情況，在低層區域設計了外掛式太陽能板，并做好保護性設計，防止集熱器損壞墜落傷人。 完善熱水管線設計，選擇合適的管材，具有良好的防凍、防過熱等效果，保證太陽能熱水系統的安全性和可靠性[5]。

5 結語

綜上所述，民用建筑在建筑工程中占據著相當大的比重，必須充分認識節水節能設計的必要性，通過技術手段的應用，潛移默化地影響人們的用水習慣，形成更好的節水節能效果。傳統的給排水設計理念因循守舊， 更加注重設計方案能否滿足強制性規范要求，沒有體現綠色環保的建設理念，必須加強改革創新，引入先進理念和技術，兼顧功能性、環保性、經濟性等多重需求，實現健康可持續發展。