探析绿色节能角度下的建筑给排水设计
2015-01-20王惠
王惠
摘 要：通过分析当前建筑给排水设计过程中存在的问题，提出了基于绿色节能的建筑给排水设计方案，以供参考。
关键词：建筑给排水设计；绿色节能；生活用水；坐便器
中图分类号：TU821 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0085-02
据数据统计，我国人均水资源占有量只有世界平均水平的1/4，排名世界第110位，是世界贫水国之一。因此，我们应做好节水工作。在建筑领域中，给排水设计直接影响着整个社会的用水，因此，如何优化设计方案，提高水资源利用效率，成为了相关部门重要的研究课题之一。
1 建筑给排水设计中存在的问题
在建筑给排水设计规程中，主要问题表现在排水系统、给水系统的设计方面，具体分析如下。
1.1 给水系统的设计问题
目前，在给水系统的设计过程中存在超压现象，这是建筑给水系统设计时常出现的问题。出现该问题的主要原因是设计人员的节能环保意识较差，导致其设计出的给水系统长时间处于超压运行状态，进而造成给水管道渗漏。此外，大多数建筑给水系统所选用卫生器的密封性、耐用性较差，冒水、滴水和漏水现象非常普遍。因此，我们在设计时应重视给水设备的合理选择。
1.2 排水系统的设计问题
在建筑排水系统中，常出现排水系统管道配件连接部位渗漏的问题。其原因是设计人员未能充分考虑建筑项目施工建设现场的实际状况，导致设计不科学、不合理；排水系统所选用的管材存在严重的质量问题。该问题一方面给人们的生产、生活造成了麻烦；另一方面，浪费了大量的水资源。
2 基于绿色节能的建筑给排水设计
2.1 建筑给水系统设计
2.1.1 生活给水系统
在生活给水系统中，厨房和卫生间通常对水质的要求非常高。就水温、水质方面的差异而言，生活用水以下两部分组成：①冷水系统。该系统直接用于自来水的供给，通常将其作为生活用水给水。②饮水系统。在设计该系统的过程中，以降低成本、节约用水的绿色设计要求为前提。以某建筑为例，将其生
活水池布设在地下3层，储水量控制在高峰点用水量的20%.在避难层设6 m3规格的转输水箱，并将水输送至避难层。在规格为20 m3的水箱设计中，泵房内设变频调速水泵，这样可提高用水效率。在设计冷却塔的给水方案时，建议选择单独给水形式，并在地下4层处设置规格为50 m3的给水箱。屋顶上设置的给水泵房需加入压泵设备，从而为屋顶冷却塔供水。在实践过程中，为了能确保水质达标，建议在各功能区域范围内的出水管处设紫外线消毒设备。
2.1.2 热水供应系统
对于水的加热方式，通常情况下可分为直接加热和间接换热。二次加热装置又可以分为全流型容积式、半容积式和半加热式热交换器。半容积式热交换设备的结构如图1所示。
从图1可见，为了能有效改进换热器，提高传热系数，相同容积的换热量相比于传统的容积式换热器而言，新的容积式换热器的换热量提高了5倍以上。对于半容积式换热器而言，它能在贮水部分保存一定量的热水，并可延长保温20 min；被加热水头损失在0.2 m的范围内，因此，设置自动温控阀后，可以保持供水的安全性、供水水压，具有节水、保持水温稳定和用水舒适等优点。在具体设计热水供应系统时，需考虑热水系统设备的安全性、经济性。
2.1.3 建筑消防给水系统
在建筑消防系统的设计过程中，建议采用自动喷淋灭火系统。该灭火系统的喷头安装在建筑物顶板或吊顶位置，这样利于喷头在火灾发生时与热气流接触。此外，还应优选喷头，确保喷头洒水的均匀性，以免出现覆盖死角的现象，尤其不能存在重复覆盖的现象，从而达到节水的目的。
在设计配水管道时，一定要注意配水管入口处压力的均衡性，尤其是高层建筑的火灾危险性非常大，因此，自喷水泵设计时需计算所需的压力，并以此为标准选择合适的喷嘴。在系统设计时，非高压水源供应系统中的消防水泵吸水管至少有2条，这是因为当其中任何一条供水不足时，另一条能够及时供应水源。一般而言，生产、生活中的用水与建筑消防用水为同一个泵房，在设计方案的过程中，应特别注意生产、生活用水量的最大值，确保其能满足建筑，尤其是高层建筑的消防用水需求。
2.2 建筑排水系统的设计思路
2.2.1 生活排水系统
在办公层排水系统中，笔者认为可借助重力流排水系统和降低同层排水技术，尤其是在卫生间管井内，建议设置排水立管、主通气立管，并采用一定的器具通气管在底部设置单独的排水系统。在建筑结构11～25层排水系统及配套设施的设计过程中，需借助重力流排水系统或隐蔽式同层排水技术，卫生间管井内应各设1根排水立管和通气立管。
2.2.2 合理选用节水型用水器具
在条件允许的情况下，水龙头应采用节水型龙头、充气型水龙头等。如果水压相等，则节水水龙头能比普通水龙头节约更多的用水，节水量一般在3%～50%之间。特别是在静压较高时，使用节水龙头的节能效果更加明显。因此，在排水系统的设计过程中，应尽可能地使用节水龙头，从而达到绿色节水的目的。同时，可采用容积较小、水箱较大的坐便器，推荐使用6 L节水型坐便器。此外，可采用两档冲洗水箱，冲小便时的冲水量可控制在4 L以内，而使用坐便器时应保持在9 L以内。现代化自动控制技术是有效的节水手段之一，延时自闭水龙头、光电控制水龙头等是常用的有效节水器具，在排水系统的设计过程中建议多选用此类器具。如果在设计中没有设置调节水箱，则应选择具有节能效果的变速水泵，这样能有效避免因热水系统供应不良而导致的水资源浪费。随着现阶段水泵自控技术以及相应的检测仪表、新型感温材料的推广，可考虑在热水系统相应的水龙头处安装水流指示器，并按照热水配水的情况调控，从而实现节水和节能的目的。
2.2.3 雨水收集系统
从实践中可以看出，屋面雨水受污染的程度较小，且水质较好，因此，可以收集起来二次应用。建筑屋面雨水经室内、外雨水管网收集后，依次进入分流井、雨水弃流控制井和复合流过滤井之中，经过滤处理后将其引入清水池中。此时，应严格消毒处理清水池中的雨水，并利用变频供水装置加压供给卫生间冲厕、园林景观和道路冲洗用水。目前，国内多数建筑均将屋顶的雨水经管道排出，严重浪费了水资源。因此，在排水系统设计的过程中，可充分考虑将雨水引入沉淀池中，经处理后再送至中水管道。以虹吸式压力流雨水排水系统为例，由于裙楼平面位置很难布设过多的立管设备，为了便于隐藏立管，根据《虹吸式屋面雨水排放系统技术规程》，设计选用了虹吸式压力流雨水系统。虹吸式压力流系统根据天沟过水断面基于雨水斗设计流量确定，其中，天沟水深应控制在0.2 m的范围内，且水力坡度取沟纵坡的1%为宜；在设计天沟宽度时，应保证雨水斗能均匀入水，以确保排放量。
2.2.4 同层排水设计
建筑同层排水系统包括降板式地面敷设、隐蔽式沿墙敷设两种类型。
建筑卫生间排水可采用结构降板同层排水设计方案，排水管线建议敷设在沉箱中。如果存在卫生间的空间较大、沉箱中存在梁阻挡、在结构层面上难以降低梁面标高的情况，则应在实际设计过程中预留出一定的穿梁孔洞。在卫生间的内部设计中，通常设置了5个各式的坐便器，自带存水弯蹲式坐便器的高度以360 mm为宜，加上弯头、6 m的排水管线坡降，其总高度应在550 mm左右；蹲式坐便器的台面与地面之间应保持平行，因此，结构降板的深度一般为600 mm。在设计过程中，建议在结构降板内部设置DN50规格的地漏，这样可以有效排出积水，并将排水接至污水立管之中。结构降板同层排水技术的应用实践中需要设置衬墙，以便于管道安装。衬墙的应用有以下两方面：①卫生洁具和配套设备要靠混凝土墙安装，排水管道无法嵌入到墙中暗装；②沉池侧壁隔墙上会安装洗脸盆、或者小便器。在建筑完成面位置，结构梁阻挡使卫生间器具的排水支管难以嵌入墙中安装。此时，应使隔墙内侧与侧壁保持平行，且在卫生洁具后加设一道厚150 mm的衬墙，并将其当作嵌墙敷设排水管。结构降板同层排水技术是我国南方城市常采用的做法，适用于所有卫生洁具。此外，可以在任何需要的位置安装地漏，使业主在卫生洁具招标时具有较大的灵活性。
在隐蔽型沿墙敷设中，排水支管不穿越楼板，而是沿墙走，且在同楼层中与立管相连接。在室内装修设计的过程中，可砌1堵假墙，并将水箱和管道隐藏其中。从应用效果上看，该排水系统相对于传统的排水方式而言，具有很多优点。比如，不会产生上、下楼层间的排水噪声；管道渗漏时，无需跨层修理；楼板上不存在洁具排水小立管预留洞，可有效减少防水工作量；有效解决了排水横管表面滴水等问题。
3 结束语
综上所述，随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，建筑行业也在不断进步。目前，绿色节能成为了建筑给排水设计过程中的重点，因此，应加强对建筑设计思路的创新。然而，从当前国内建筑给排水设计方案及其应用效果看，依然与西方发达国家之间存在较大的差距，因此，我国的建筑给排水设计之路仍然任重而道远。
参考文献
[1]田慧峰，张欢，阮建清，等.绿色超高层建筑研究与探索[J].建设科技，2011（22）.
[2]李洋.超限高层建筑给排水系统设计的特点[J].给水排水，2010，36（01）.
[3]黄金超，陈岩.试论建筑给排水设计中的节能减排[J].科技致富向导，2013（35）.
[4]肖雨露，杨河.试论建筑给排水设计中的节能减排[J].科技创新与应用，2013（08）.
[5]郭红丽.浅析建筑给排水设计中的节能减排设计[J].山东工业技术，2013（13）.
〔编辑：张思楠〕
2.2.3 雨水收集系统
从实践中可以看出，屋面雨水受污染的程度较小，且水质较好，因此，可以收集起来二次应用。建筑屋面雨水经室内、外雨水管网收集后，依次进入分流井、雨水弃流控制井和复合流过滤井之中，经过滤处理后将其引入清水池中。此时，应严格消毒处理清水池中的雨水，并利用变频供水装置加压供给卫生间冲厕、园林景观和道路冲洗用水。目前，国内多数建筑均将屋顶的雨水经管道排出，严重浪费了水资源。因此，在排水系统设计的过程中，可充分考虑将雨水引入沉淀池中，经处理后再送至中水管道。以虹吸式压力流雨水排水系统为例，由于裙楼平面位置很难布设过多的立管设备，为了便于隐藏立管，根据《虹吸式屋面雨水排放系统技术规程》，设计选用了虹吸式压力流雨水系统。虹吸式压力流系统根据天沟过水断面基于雨水斗设计流量确定，其中，天沟水深应控制在0.2 m的范围内，且水力坡度取沟纵坡的1%为宜；在设计天沟宽度时，应保证雨水斗能均匀入水，以确保排放量。
2.2.4 同层排水设计
建筑同层排水系统包括降板式地面敷设、隐蔽式沿墙敷设两种类型。
建筑卫生间排水可采用结构降板同层排水设计方案，排水管线建议敷设在沉箱中。如果存在卫生间的空间较大、沉箱中存在梁阻挡、在结构层面上难以降低梁面标高的情况，则应在实际设计过程中预留出一定的穿梁孔洞。在卫生间的内部设计中，通常设置了5个各式的坐便器，自带存水弯蹲式坐便器的高度以360 mm为宜，加上弯头、6 m的排水管线坡降，其总高度应在550 mm左右；蹲式坐便器的台面与地面之间应保持平行，因此，结构降板的深度一般为600 mm。在设计过程中，建议在结构降板内部设置DN50规格的地漏，这样可以有效排出积水，并将排水接至污水立管之中。结构降板同层排水技术的应用实践中需要设置衬墙，以便于管道安装。衬墙的应用有以下两方面：①卫生洁具和配套设备要靠混凝土墙安装，排水管道无法嵌入到墙中暗装；②沉池侧壁隔墙上会安装洗脸盆、或者小便器。在建筑完成面位置，结构梁阻挡使卫生间器具的排水支管难以嵌入墙中安装。此时，应使隔墙内侧与侧壁保持平行，且在卫生洁具后加设一道厚150 mm的衬墙，并将其当作嵌墙敷设排水管。结构降板同层排水技术是我国南方城市常采用的做法，适用于所有卫生洁具。此外，可以在任何需要的位置安装地漏，使业主在卫生洁具招标时具有较大的灵活性。
在隐蔽型沿墙敷设中，排水支管不穿越楼板，而是沿墙走，且在同楼层中与立管相连接。在室内装修设计的过程中，可砌1堵假墙，并将水箱和管道隐藏其中。从应用效果上看，该排水系统相对于传统的排水方式而言，具有很多优点。比如，不会产生上、下楼层间的排水噪声；管道渗漏时，无需跨层修理；楼板上不存在洁具排水小立管预留洞，可有效减少防水工作量；有效解决了排水横管表面滴水等问题。
3 结束语
综上所述，随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，建筑行业也在不断进步。目前，绿色节能成为了建筑给排水设计过程中的重点，因此，应加强对建筑设计思路的创新。然而，从当前国内建筑给排水设计方案及其应用效果看，依然与西方发达国家之间存在较大的差距，因此，我国的建筑给排水设计之路仍然任重而道远。
参考文献
[1]田慧峰，张欢，阮建清，等.绿色超高层建筑研究与探索[J].建设科技，2011（22）.
[2]李洋.超限高层建筑给排水系统设计的特点[J].给水排水，2010，36（01）.
[3]黄金超，陈岩.试论建筑给排水设计中的节能减排[J].科技致富向导，2013（35）.
[4]肖雨露，杨河.试论建筑给排水设计中的节能减排[J].科技创新与应用，2013（08）.
[5]郭红丽.浅析建筑给排水设计中的节能减排设计[J].山东工业技术，2013（13）.
〔编辑：张思楠〕
2.2.3 雨水收集系统
从实践中可以看出，屋面雨水受污染的程度较小，且水质较好，因此，可以收集起来二次应用。建筑屋面雨水经室内、外雨水管网收集后，依次进入分流井、雨水弃流控制井和复合流过滤井之中，经过滤处理后将其引入清水池中。此时，应严格消毒处理清水池中的雨水，并利用变频供水装置加压供给卫生间冲厕、园林景观和道路冲洗用水。目前，国内多数建筑均将屋顶的雨水经管道排出，严重浪费了水资源。因此，在排水系统设计的过程中，可充分考虑将雨水引入沉淀池中，经处理后再送至中水管道。以虹吸式压力流雨水排水系统为例，由于裙楼平面位置很难布设过多的立管设备，为了便于隐藏立管，根据《虹吸式屋面雨水排放系统技术规程》，设计选用了虹吸式压力流雨水系统。虹吸式压力流系统根据天沟过水断面基于雨水斗设计流量确定，其中，天沟水深应控制在0.2 m的范围内，且水力坡度取沟纵坡的1%为宜；在设计天沟宽度时，应保证雨水斗能均匀入水，以确保排放量。
2.2.4 同层排水设计
建筑同层排水系统包括降板式地面敷设、隐蔽式沿墙敷设两种类型。
建筑卫生间排水可采用结构降板同层排水设计方案，排水管线建议敷设在沉箱中。如果存在卫生间的空间较大、沉箱中存在梁阻挡、在结构层面上难以降低梁面标高的情况，则应在实际设计过程中预留出一定的穿梁孔洞。在卫生间的内部设计中，通常设置了5个各式的坐便器，自带存水弯蹲式坐便器的高度以360 mm为宜，加上弯头、6 m的排水管线坡降，其总高度应在550 mm左右；蹲式坐便器的台面与地面之间应保持平行，因此，结构降板的深度一般为600 mm。在设计过程中，建议在结构降板内部设置DN50规格的地漏，这样可以有效排出积水，并将排水接至污水立管之中。结构降板同层排水技术的应用实践中需要设置衬墙，以便于管道安装。衬墙的应用有以下两方面：①卫生洁具和配套设备要靠混凝土墙安装，排水管道无法嵌入到墙中暗装；②沉池侧壁隔墙上会安装洗脸盆、或者小便器。在建筑完成面位置，结构梁阻挡使卫生间器具的排水支管难以嵌入墙中安装。此时，应使隔墙内侧与侧壁保持平行，且在卫生洁具后加设一道厚150 mm的衬墙，并将其当作嵌墙敷设排水管。结构降板同层排水技术是我国南方城市常采用的做法，适用于所有卫生洁具。此外，可以在任何需要的位置安装地漏，使业主在卫生洁具招标时具有较大的灵活性。
在隐蔽型沿墙敷设中，排水支管不穿越楼板，而是沿墙走，且在同楼层中与立管相连接。在室内装修设计的过程中，可砌1堵假墙，并将水箱和管道隐藏其中。从应用效果上看，该排水系统相对于传统的排水方式而言，具有很多优点。比如，不会产生上、下楼层间的排水噪声；管道渗漏时，无需跨层修理；楼板上不存在洁具排水小立管预留洞，可有效减少防水工作量；有效解决了排水横管表面滴水等问题。
3 结束语
综上所述，随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，建筑行业也在不断进步。目前，绿色节能成为了建筑给排水设计过程中的重点，因此，应加强对建筑设计思路的创新。然而，从当前国内建筑给排水设计方案及其应用效果看，依然与西方发达国家之间存在较大的差距，因此，我国的建筑给排水设计之路仍然任重而道远。
参考文献
[1]田慧峰，张欢，阮建清，等.绿色超高层建筑研究与探索[J].建设科技，2011（22）.
[2]李洋.超限高层建筑给排水系统设计的特点[J].给水排水，2010，36（01）.
[3]黄金超，陈岩.试论建筑给排水设计中的节能减排[J].科技致富向导，2013（35）.
[4]肖雨露，杨河.试论建筑给排水设计中的节能减排[J].科技创新与应用，2013（08）.
[5]郭红丽.浅析建筑给排水设计中的节能减排设计[J].山东工业技术，2013（13）.
〔编辑：张思楠〕
