芻議綠色建筑給排水設計技術

摘 要：本研究旨在探討綠色建筑給排水設計技術的應用，以提高建筑的可持續性、資源利用效率及環境保護水平。通過文獻綜述和案例分析，對當前綠色建筑給排水設計技術進行系統性梳理，包括節能設備的使用、整體設計優化、循環系統的建立、熱水節能技術的應用、供水加壓技術的改進、雨水收集與利用以及超壓出流控制等方面。研究表明，綠色建筑設計技術的有效應用可顯著降低水資源消耗，提高水的循環利用率。技術的整合與優化不僅提升了建筑的整體性能，也為環境保護做出了貢獻。未來應進一步加強技術的創新和推廣，以實現更廣泛的應用和更大的環保效益。

關鍵詞：綠色建筑；給排水技術；節能控制文章編號：2095-4085（2025）02-0061-03

0 引言

隨著全球對可持續發展和環保意識的增強，綠色建筑作為一種新興的建筑理念日益受到重視。綠色建筑強調在建筑的整個生命周期內，實現資源的高效利用，最大限度地降低對環境的影響。給排水系統作為建筑的重要組成部分，其設計與實施直接關系到建筑的可持續性和資源利用效率。

1 綠色建筑給排水設計技術

1.1 給水設計

在綠色建筑的給排水設計中，給水設計是確保園區內用水安全和高效的重要環節。在此項目中，園區內形成了DN200給水環狀管網，以供應生活用水和消防用水。該管網的設計考慮了供水的穩定性和均勻分布，有助于減少水壓損失，提升水資源利用效率。根據實際需求，環狀管網可以通過多個支管將水均勻送達到各個建筑單元。

考慮到會展中心和綜合文化活動中心的建筑功能及其用水需求的差異，設計方案將其分為兩套獨立的供水系統。這種分系統設計能夠確保在特殊活動期間，如會展和文化活動時，不同建筑之間的水資源互不干擾，提高管理的靈活性與水量的調配效率。為了滿足每一套系統的壓力和流量需求，分別設置了給水加壓泵房及給水加壓設備，確保能夠提供所需的水壓和水量。

在這兩套供水系統中，采用了雙模式供水設備。該設備不僅能夠根據峰值用水需求自動切換至高流量模式，還可以在日常使用中切換至節能模式，從而有效降低能耗［1］。這種設計理念符合綠色建筑的節能環保要求，同時也有助于延長設備的使用壽命。此外，兩個供水系統均設置了獨立的水表進行計量，便于監測用水情況，實現精準管理與費用核算。通過科學的給水設計方案，園區內的供水系統不僅滿足了生活和消防用水的基本需求，同時也考慮到了節能和環保的原則，有助于實現可持續發展的目標。

1.2 中水回用技術

在綠色建筑的給排水系統中，超壓出流控制技術是確保系統高效運作和安全的重要組成部分。其設計主要依據相關規范和標準，通過對管道系統進行合理配置，以應對極端降雨情況下的壓力變化。一般推薦的管道直徑范圍為100mm到300mm，具體選擇取決于建筑的規模和降雨強度。根據《中華人民共和國污水綜合排放標準》（GB8978-1996），設計時需考慮的降雨強度通常取值為10年一遇或20年一遇的降雨量，分別為80mm/h和100mm/h。為了滿足這些條件，管道坡度亦需合理安排，通常推薦的坡度為1%-2%，以保持水流暢通并減少沉積物堆積。

合理常用的超壓出流設備如溢流閥，其開啟水位通常設定在管道滿水狀態（例如50%的設計水位）時自動開啟，以防止管道壓力過高導致的破裂。泄壓閥的設置應確保在管道內部壓力達到0.5MPa時能夠及時釋放壓力。而氣閘的應用，可以有效地隔離管道內外的壓力差，通常設計為在每天運行時監測到的水位變化在0.1m以內，即可實現快速響應［2］。此外，結合雨水收集與再利用系統，也是提升超壓出流控制能力的重要措施。對降雨量較大的區域，可設置雨水儲存罐，容積通常設計為5m3到20m3，具體取決于建筑的使用需求與周邊環境。這樣的設計不僅減輕了排水系統的負擔，也為綠化等建筑的生態功能提供了水源。

1.3 熱水設計

在綠色建筑給排水設計中，熱水供應系統的合理設計對于實現能效和用戶舒適度至關重要。集中供應熱水系統和不同區域單獨配置的熱水系統相結合，能夠有效提高能源利用效率，滿足不同使用需求。

集中供應熱水系統通常采用高效的鍋爐、熱泵或太陽能集熱系統等設備，通過集中加熱，為整個建筑提供穩定的熱水供應。例如，采用高效燃氣鍋爐的系統，其熱效率可達到90%至95%，相比傳統鍋爐大幅降低燃氣消耗，同時減少二氧化碳排放。當建筑面積達到10，000m2時，合理配置熱水設備可以在需求高峰時段（如早上6點到9點）提供每小時3m3的熱水，達到60℃的供水溫度，以確保滿足居民日常生活的熱水需求。此外，采用保溫管道技術，可以將熱損失控制在10%以下，進一步提高整個系統的能效。

在區域單獨配置熱水方面，可以根據不同功能區的使用特點來優化熱水供應。例如，廚房和衛生間等用水量大的區域可以配置即時熱水器，這些設備通常能夠在短時間內提供每分鐘約0.005～0.015m3的熱水，極大地滿足高峰期的使用需求。通過對各區域的熱水負荷進行詳細分析，對熱水需求進行分區管理，可以有效避免整體系統的過載，提高系統的靈活性和響應速度。

結合可再生能源的應用也能很大程度上提升熱水供應的可持續性。例如，安裝太陽能熱水系統時，通過集熱器可以在陽光充足的情況下，每平方米集熱面積每日提供約0.004～0.006m3的熱水。假設建筑屋頂面積為200m2，晴天時可產生0.8～1.2m3的熱水，有效降低了對傳統熱源的依賴。因此，綜合使用這些技術，綠色建筑的熱水系統不僅優化了資源利用，還能顯著降低運營費用和環境影響。

1.4 排水設計

在綠色建筑給排水設計中，排水系統的合理規劃對資源的高效利用、環境保護和建筑的可持續性起著關鍵作用。采用室內污廢合流和室外雨污分流的排水機制，是一種綜合性的設計方式，能夠有效減少污水處理負擔，優化雨水資源利用。首先，室內污廢合流設計是指將生活污水和廢水（如廚房、洗衣間排水等）統一排放到污水管道系統中。這種設計適用于建筑物內各個生活區的水流情況，可以減少管道的建設和維護成本，并確保污水和廢水的集中處理。通過設置適當的截污井和污水提升設備，能夠確保污水管道的正常運行。在數據方面，假設一座中型綠色建筑的日常用水量為10，000m3，其中生活污水占比約為70%（即7，000m3）。通過合流設計，能夠確保污水的集中輸送，避免了過度分流可能帶來的管道復雜性和施工難度。

在室外排水系統方面，雨污分流設計是另一種重要的技術應用。雨污分流系統通過將建筑內的生活污水與雨水分開排放，分別進入不同的管道并處理。這種設計能夠有效防止暴雨期間污水管道溢流，減少對城市排水系統的壓力，提高污水處理效率。根據不同地區的降水量，雨水分流管道的設計流量通常需要達到每小時每平方米0.05～0.1m3的承載能力。以某一地區年降水量1，200mm為例，假設該地區的建筑項目地面積為5，000m2，設計的雨水排水系統能夠應對每年約60，000m3的雨水流量。這部分雨水可以通過儲水池和滲透系統進行回收和再利用，用于景觀灌溉或綠化帶澆灌，從而減少對自來水的依賴，進一步實現水資源的循環利用。

在實際設計過程中，為了實現雨污分流和污廢合流的高效運作，系統的管道設計必須科學合理。管道的直徑、坡度、材料選擇等因素都需要根據建筑的規模、使用需求以及氣候條件進行優化。例如，管道直徑通常在100mm至600mm之間，坡度一般控制在0.5%至2%之間，以確保污水和雨水的流動性。同時，采用防滲漏管道和節能水泵等設備，進一步提高整個排水系統的可靠性和能源效率。

1.5 熱水節能技術

在綠色建筑的給排水系統中，熱水節能技術是實現節能減排的重要措施之一。這項技術旨在通過優化熱水供應系統、提高熱水使用效率以及利用可再生能源，降低建筑內熱水的能耗。常見的熱水供應方式包括集中供熱和分散供熱。在集中供熱系統中，熱水鍋爐的選擇至關重要，鍋爐的效率通常應達到80%以上，并建議使用高效節能型鍋爐，如燃氣鍋爐或熱泵鍋爐。鍋爐容量的設計也需要根據建筑的熱水需求進行合理配置，通常按照每戶日均熱水使用量為0.08～0.1m3計算，且需考慮用水高峰期的需求，如采用0.2m3的鍋爐可滿足多戶同時用水的需求［3］。

對于熱水輸送管道，建議采用厚度為20mm至50mm的保溫材料（如聚氨酯或玻璃棉）進行包覆，以使管道外表溫度保持在規定范圍內，減少熱水在輸送過程中的熱量損失。在長距離輸送的情況下，熱損失率應控制在每100m不超過2℃，這樣可以有效提高系統的整體熱水利用效率。為了提升熱水的使用效率，可以引入智能控制系統，比如熱水循環系統。設置循環泵，并通過定時控制和溫度傳感器，實現循環加熱，確保用戶在打開水龍頭時即可獲得熱水，減少等待時間。循環系統的流量一般設定在0.0005-0.001m3/s之間，同時可結合變頻器控制，根據實際需要調節循環泵的工作狀態，以降低能耗。

在熱水節能方面，太陽能熱水系統的應用尤為重要。太陽能集熱器的日均熱水產量通?？蛇_到0.3～0.4m3/m2，結合儲水箱使用，通常建議儲水箱容積為2-3倍的日均熱水使用量，以保證在陰雨天氣下的正常供水。此外，建筑內的水龍頭、淋浴噴頭及其他用水設施也應采用節水型設備，以減少熱水的消耗。節水型淋浴噴頭的流量應控制在0.006～0.009m3/min之間，同時安裝自動關閉閥門，避免無效用水。

2 綠色建筑給排水設計技術的應用

2.1 循環系統

循環冷卻系統在建筑的空調及制冷過程中起著關鍵作用。該系統通常采用冷卻塔或地源熱泵等設備，通過循環水將建筑內部產生的熱量有效帶走，保持室內溫度的舒適性。在設計時，應根據建筑的冷負荷進行合理的流量計算，一般推薦的循環水流量為每平方米空調面積0.00025-0.0004m3/s，同時需考慮系統的揚程和壓力損失，以選擇合適的泵型。冷卻系統的水溫保持在7℃至12℃之間，可以有效提高系統的能效比（EER），從而降低能耗。熱水循環系統的設計能夠在用戶使用熱水時提供即時熱水，減少等待時間和水的浪費［4］。該系統通過循環泵將熱水儲存罐中的熱水循環到用水點，確保用水時即開即熱。在熱水循環設計中，循環管道的流速一般設定在0.5～1.0m/s，管道應做好絕熱處理，以降低熱損失。熱水的回流溫度通常應控制在60℃以上，以防止細菌滋生，同時結合溫控閥的使用，確保溫水供應的安全性。

在循環系統中，可以設置保溫水箱，通過控制水箱的水位和溫度，確保循環水溫在合理范圍內，防止因溫度過低導致水質問題。此外，循環系統還可以與智能控制系統相結合，通過溫度傳感器實時監測水溫，自動調節循環泵的工作狀態，達到節能的效果。

雨水循環利用系統也是綠色建筑中循環系統的一個重要組成部分。將收集到的雨水經過過濾和消毒后，輸送至建筑內的非飲用水用途，如沖廁、澆灌綠化等，其設計流量應按建筑用水需求進行配置，通?？烧冀ㄖ傆盟康?0%。該系統不僅減輕了市政供水的壓力，也有效改善了雨水資源的利用率。

2.2 整體設計

供水系統應根據建筑實際用水需求進行合理設計，通常情況下，每戶日均用水量應按0.08～0.1m3計算，同時結合高峰用水時段的流量需求，選擇合適的水泵及管道布局。此外，供水系統的管網設計應確保水壓穩定，建議設置壓力調節閥以適應不同樓層的需求，保持供水壓力在0.3～0.5MPa之間，以確保用戶能夠獲得良好的用水體驗［5］。

在排水系統的設計中，應充分考慮雨水和污水的收集與處理。雨水排水設計需遵循《城鎮內澇防治技術規范》（GB 51222-2017），確保降雨后水流順暢，通常設計的排水管道直徑為100mm至300mm，根據區域的降雨強度和建筑規模進行調整。同時，污水處理系統應配備有效的處理設備，如沉淀池、厭氧反應器等，處理后污水可達到道路清洗、綠化灌溉等非飲用水用途。整體設計中常采用分流制，即對雨水和污水進行分開處理，減少對市政污水處理系統的壓力。

在系統的整體設計中，還應引入智能水務管理系統，通過物聯網和大數據技術，對用水情況進行實時監控和分析。安裝水表和傳感器可以收集用水數據，幫助管理者及時發現漏水問題或不正常用水情況，同時實現對水泵、閥門的自動調節。這種智能化管理不僅提高了給排水系統的運行效率，也大幅降低了維護成本。

2.3 使用節能設備

高效水泵是節能設備中的關鍵組成部分。傳統水泵的能效水平通常較低，而高效水泵系統的設計可以根據實際流量和揚程需求合理選型，這樣可以使水泵的運行效率達到80%至90%以上。選擇變頻驅動（VFD）的水泵可以根據用水需求智能調節轉速，以減少不必要的能耗。在設計中，水泵的流量應與系統需求相匹配，例如，對于一棟30層的建筑，其水泵的流量通常設定在0.005-0.01m3/s，以確保出水穩定。

使用節水器具也是促進給排水系統節能的有效方式。安裝低流量水龍頭和淋浴噴頭，可以將水流量控制在0.006～0.008m3/min，相比傳統設備可節約30%-50%的水資源。此外，廁所沖洗的節水型馬桶可采用雙檔沖水設計，分別為0.003m3和0.006m3沖水功能，明顯降低了用水量。研究表明，采用節水設備的建筑可減少總用水量的20%-30%。

3 結語

綜上所述，綠色建筑給排水設計技術在推動建筑可持續發展、提高資源利用效率和減少環境影響方面發揮著重要作用。隨著城市化進程的加快和生態環境問題的日益嚴重，傳統的給排水系統已無法滿足現代建筑對資源節約和環保的需求。因此，采用先進的綠色給排水技術顯得尤為必要。

參考文獻：

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［2］許其冉.綠色建筑給排水技術及具體應用研究［J］.新城建科技，2024，33（8）：77-79.

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［4］李云杰.綠色建筑給排水技術應用［J］.城市建筑空間，2024，31（S1）：167-168.

［5］葉建志.基于綠色建筑的給排水技術與應用分析［J］.中國建筑金屬結構，2023，22（12）：66-68.