基于节水理念的建筑给排水设计分析

2023-11-07许加洪

工程建设与设计 2023年19期

许加洪

（聿华工程设计（厦门）有限公司，福建厦门 361006）

1 引言

在现代建筑设计过程中，给排水设计属于关键内容。在给排水设计期间，为尽量减少能源及水资源浪费，需要贯彻落实节水理念，在不对正常用水产生影响的前提下减少水资源浪费，促进生态环境保护。建筑给排水设计方需要对节水理念的内涵有深刻理解，认识到设计中渗透节水理念的重要性，结合以往给排水设计常见的问题，探索与创新建筑给排水节水设计措施，促进水资源利用率的提升。

2 节水理念的内涵

节水理念主要指的是在生产力布局合理、生产组织科学的基础上，为实现既定社会经济目标，通过多种举措来合理分配有限的水资源，并优化利用，切实提升水资源利用效率，最大限度缩减水资源的无效损耗[1]。树立节水理念，其根本目的是使人们提升合理用水水平，尽量减少非必要水量排放与新水取用，保证民众生活用水质量的同时切实保护水资源环境。当前全球都面临着严峻的水资源问题，节水是最为便捷也是最可行的一项措施。节水理念体现的是人们对节水的看法、观点与信念，是人们对节水的理性思考和实践中逐渐形成的精神向往、思想观念以及理想追求，节水理念可支配人们的用水行为，并影响着人们对水利及节水的认识与态度。

3 基于节水理念的建筑给排水设计的重要性及存在的问题

3.1 基于节水理念的建筑给排水设计的重要性

城市化进程不断推进过程中衍生出多种问题，比如能源浪费、能源供给不足、用水紧张、生态环境受破坏等，在此背景下，各领域都要积极响应国家号召，努力开发清洁能源，节约有限的资源与能源，加大环境保护力度，尤其要在建筑给排水建设施工中关注节水和节能，以运用更少的能源获得更大的价值，同步保护周边环境，推进社会城市可持续发展。给排水设计在新时期建筑设计中属于重要一环，在给排水设计期间渗透节水理念，可有效节约施工材料，减少水资源和其他能源浪费，促进资源循环利用，使建筑系统整体运行效率以及负荷能力提升，同步提高环保效果[2]。此外，新时期广大民众对生活环境质量提出更高要求，在建筑给排水设计中体现节能理念，可尽量减少对环境的污染，帮助人们改善日常生活，推进社会的可持续发展。

3.2 建筑给排水设计存在的问题

建筑给排水设计目前主要存在以下几点问题。

1）供水压力过大，存在水资源浪费的情况。在城市规模不断扩大过程中，供水压力也持续增加，而在水压升高之后，很多供水设施却并未优化与改进，一些和供水点距离较近的设备会长期保持高压状态，容易出现漏水问题，从而浪费水资源。当前，城镇供水系统当中经常出现因供水压力过大而浪费水资源，特别是经济不发达地区在建筑建设期间未及时树立节水理念，不够关注完善减压设施，导致水资源浪费严重。

2）给排水设施质量欠佳。很多建筑在设计及选用给排水设备过程中，不会深入研究相关给排水设施其使用性能，也不调查设备使用期限以及环境对设备的影响等，造成设备使用过程中经常出现管道腐蚀以及接缝处漏水等情况[3]。同时，给排水设施在长时间使用过程中还经常出现功能丧失、材料老化等问题，从而引发资源浪费。一些城市建设期间因缺乏设计规划，在给排水设备安装点位设计中，未考虑建筑实际情况，主要会将给排水管道埋设于建筑内部或地下，使得施工期间以及后续维护和管理面临较大难度，一旦供水系统发生漏水问题，就会影响建筑物寿命。

3）热循环导致资源浪费。很多建筑物当中的热水供给会受到条件局限，不能使管道内的水全面循环，大多会保持干管循环状态，只在户内安设热水供水支管，所以水龙头打开之后需先将管道内冷水放掉之后才流出热水，而放冷水就会导致资源浪费。同时，现代建筑物大多会建造成小区形式，小区内部有诸多建筑物，一旦热水供给功能异常，在维修过程中可能会要求所有住户均先放掉冷水，由此严重浪费水资源。

4）排水系统和建筑实际不相匹配。这一问题也是浪费水资源的一大因素，而且容易引发二次污染，即所排出废水可能会对供水管道造成污染，影响供水正常使用，从而浪费水资源。所以，建筑给排水设计过程中要基于节水理念优化设计，严禁出现管道误接问题。

4 基于节水理念的建筑给排水设计措施

台商投资区S2020-21 号地块建设项目项目位于台商投资区东园镇，百崎乡，北至规划36 m 的学堂南路，西至规划50 m 的滨湖东路，南至规划50 m 的滨湖南路，东至规划30 m的学堂西路。周边道路环通，交通便捷，客流来向清晰，可达性较强。周边商业配套有宝龙城市广场，教育配套有幼儿园、后海小学、百奇民族中学、泉州台商区小学、湖东实验学园等，医院配套有宏润医院、成功医院、仓前卫生所，公园配套有海丝艺术公园，周边生活、医疗、教育配套设施较为完善。泉州台商投资区惠南片区基本单元规划为商住混合用地，总用地面积10.047 万m2，总建筑面积35.33 万m2。项目给排水工程要求和城市管网衔接，根据项目特点以及规范要求进行规划设计，项目现场既有排水渠需基于规范建设，同时要达到排水要求。在该建筑项目给排水设计中，主要基于节水理念采取以下设计措施。

4.1 增强节水意识

该项目在给排水设计过程中，基于节水理念高度关注节水设计，设计期间从多个角度考虑建筑物结构，全面分析建筑物后期使用中面临的各项不利因素，采用多种程度和方法处理建筑物所用水资源。在给排水设计中通过渗透节水意识，综合配置项目中的水资源，既符合设计方案需求，也满足用户实际要求。此项目通过优化与完善给排水系统各细节，可有效提升给排水系统综合应用质量，也有助于培养用户的节水意识。

4.2 强化循环利用

该项目在给排水设计过程中，通过技术手段循环利用建筑中的生活用水，以实现开源节流，达到节能减排目标，并可有效缓解水资源紧缺现状。此项目在给排水设计中，主要先收集建筑物所产生的废水及污水，之后经过统一处理，对相关水资源实现合理利用，从而有效节约水资源。

此项目在给排水设计中，首先运用了中水回用策略，具体是在回收建筑生活废水及污水之后，经过处理确保水质达标后用于小区绿化、日常生活等，但中水严禁直接用作饮用水。同时，基于不同的使用目的和应用场景，中水水质有不同标准，如回收处理后的中水若要应用在人工湖泊当中，要达到绿化用水标准；若要应用在车辆保养、道路清洗、厕所冲洗等方面，要达到杂用用水标准。因为住宅建筑日常所排放废水当中，厕所用水占22%左右，换洗及沐浴用水占61%左右，直接饮用水所占比率比较低。在项目设计中，通过集中收集生活废水及污水，经过统一处理，应用在道路清洗、绿植浇灌以及厕所冲洗方面。经过深化处理，相关水资源还能代替自来水，由此有效节约建筑用水量。同时，此项目所在城市经过改造污水处理厂，排水系统当中设置有中水管网，能够对中水实现规模化回用，具有突出的经济效益以及节水效果。

其次，该项目在给排水设计中还高度关注重复利用雨水，主要是对地表径流以及雨水入渗等进行调控，资源化地利用雨水。此建筑项目中对硬质道路进行了海绵化改造，雨水渗透率明显提升，所存储雨水经净化处理，能应用在厕所冲洗、绿植浇灌以及道路清洁等方面。同时，此项目当中根据建筑场地设计了雨水利用基础设施，所设计的下凹式绿地整体面积较大，降雨之后能够调蓄流量，引导道路以及屋顶雨水流向生态设备，也能经透水路面下渗至地下，从而补给地下水源。在雨水下渗过程中，经植物根系以及土壤的过滤，可截留小流量雨水，在雨量比较大的情况下，多余雨水则会流向市政排水系统当中，和跨区域调水以及中水回用相比，雨水具有更低的利用成本，此项目中通过雨水利用获得了良好的经济效益。

4.3 优化设备选择

此项目在建筑给排水设计过程中，还高度关注优化选择给排水设备，确保阀门以及钢材质量达标，以防给排水工程的水阀连接部位在实际应用期间发生渗水、漏水等情况，从而严重浪费水资源。此项目给排水设计过程中，主要选用PVC-U管道、钢塑复合管道等新型建材管道，此类管道具有防火、耐腐蚀、耐高温等优点，可有效避免管道应用中水资源泄漏。同时，此项目在给排水设计期间还选用节能节水型器具，比如所选用的给水水嘴是陶瓷芯材质，此类节水水嘴可控制流率，具有良好的密封性能，而且节水性能佳，在保持0.1 MPa 的给水压力，同时管径是DN15 情况下，节水水嘴最大流量不超过0.15 L/s，而且在同等条件下，相比于普通水嘴，节能水嘴有约5%～50%的节水量，大多数能达到25%左右的节水率。在静压不断升高过程中，会获得更好的节水效果，所以此项目中主要应用节水龙头，尤其在水压超标配水点，所有水龙头都选择节水龙头，由此有效减少水资源浪费。另外，此项目公共场所所应用的水嘴和便器冲洗阀具备感应互动功能，即人体靠近之后能够感应出水。此建筑项目在设计给排水系统过程中，主要应用新型管材，如在室内采用PPR 管，给水管道采用球墨铸铁管等，并采取管道覆盖以及基础处理措施，使管道埋深得到优化，从而有效规避发生管道破损渗漏问题。该项目管道阀门也选择节水管阀，相比于闸阀、蝶阀，截止阀具有更好的密封性，更有利于节水环保，所以此项目主要应用截止阀，可有效避免配件连接部位破损渗漏。

4.4 控制供水压力

通常情况下，市政管网的供水压力可达到多层建筑供水要求，却很难满足高层建筑供水要求，而本项目就包含高层建筑。以往很多建筑在给排水设计过程中，主要先把水引到蓄水池当中，之后对蓄水池内水实现二次增压，以供高层用户用水，不过这种方式会导致市政水压可用水头白白浪费，尤其在建筑物地下层设置蓄水池时，需要先将市政供水压力转成负压，之后再消耗能量实现增压，这将浪费大量能量。所以，此项目为渗透节能理念，在高层建筑供水方案优化中，遵循了因地制宜原则，并考虑对原市政管网水压加以利用，促进节能减耗。本项目主要选择经济性好、方便可行的分区供水方式，也就是基于不同的建筑楼层实现分区供水，对于3 层以下的楼层，通过市政水压供水，而高于3 层的楼层则利用变频设备，通过叠压方式或者是二次增压形式供水，在对市政管网水压实现充分利用基础上，尽量缩减低楼层所消耗的能量，促进节能目标的实现。按照有关规范，套内分户用水点保持0.05 MPa及以上的给水压力，而入户管要有0.35 MPa 及以上的给水压力。此项目建筑层高是2.89 m，也就是楼层超过9 层时给水压力就不能达到要求，所以需分区供水。

另为防止出现超压流水情况，该项目在设计给排水系统过程中还综合考虑多项因素设定给水系统限定配水点水压，按照GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》当中相关规定，住宅入户管运行压力保持在0.15～0.20 MPa 区间，同时静水压力在0.35 MPa 以下。此项目通过合理分区，并配套安装减压装置，使水压控制在标准区间内，可规避流量过大造成水资源浪费的现象。并且在设计中通过对比节流塞、减压阀、减压孔板等装置，发现减压阀具有更好的效果，可满足多工况提出的减压要求，所以选择应用减压阀。