绿色建筑中给排水的设计与探究

赵香琴

中天建设集团有限公司建筑设计分公司 浙江 杭州 310000

引言

在建筑设计中，给排水系统设计是其非常重要的组成部分，设计应充分考虑到人们的实际需要，明确对给排水的影响因素，做到给排水设计与实际使用有效结合。绿色发展理念对城市建设各项功能要求越来越高，给排水系统作为基础设施，其设计除了关乎自身性能的发挥，也奠定了建筑的绿色发展基调。

1 我国在节水方面存在的问题

1.1 节水环保水处理技术型人才需求量小，综合素质较低

随着人们生活水平的不断提升，人们对用水需求也越来越大，但是由于我国水资源又比较贫乏，导致缺水问题愈发严重，所以必须采取有效的手段来缓解这一状况。在这种情况下，传统的水处理技术已经不能满足现实需要。虽然我国对节水环保水处理技术引进较早，但由于起步较晚，相关人才匮乏，特别是专业的技术人员，如果不能合理处理水源，反而会造成严重的环境污染。且水处理是一个复杂的工程，涉及很多方面的内容，如环保处理、应急节水等，这些都要求从事环保处理工作的人员具有较高的综合素质。这些问题不仅影响了企业的经济效益，同时也制约着企业的人才管理水平[1]。

1.2 有关部门关注度不高，经费投入金额较小

就现实发展状况而言，我国缺水现象非常严重，不仅限制了社会经济持续高速发展，也影响了人民群众正常生活与健康。所以，要想实现可持续发展目标，必须从根本上减少对环境的污染。而对于当前水资源紧缺的现状来说，节水环保水处理工艺是最有效的方法之一，所以破解这一困局势在必行。目前，虽然我国在节水环保水处理方面取得了一定的成绩，但与发达国家相比还有很大差距。因此，要想进一步提升我国的节水环保水处理水平，必须加大对其研究力度。

2 绿色建筑给排水设计要点

2.1 合理选择给水方式

建筑给水系统设计时，设计人员需要根据建筑类型、建筑高度、建筑面积及居民生活水平高低等因素进行设计。由于一般城市供水管网压力难以满足高层建筑区域供水需求，因此在设计给水系统时，设计人员需要采取分区供水方式，也就是低区直接连接市政给水管网，而高区则采用加压供水。另外，为了防止高压损坏给水配件，同时避免过高的供水压力造成用水的不必要浪费，设计人员可以针对高区实行竖向分区给水方式。当前高层分区供水方式逐渐丰富，例如垂直分区并联供水、分区减压或垂直串联供水等都是常用的给水方式。在此基础上，设计人员可以根据当地情况、建筑特征、工程造价合理选择给水方式。

2.2 合理设计热水系统

随着人们生活品质的提高，热水系统应用逐渐广泛，且对热水的需求也不断提高，除了出水温度要达到要求外，热水出水时间以及出水温度稳定性也应满足。针对不同的建筑应选择合适的热水系统，比如选择集中供应热水系统或是局部热水系统，但是无论选择那种热水系统，设计人员在设计建筑热水系统时，需要使热水温度达到标准，避免出现无效冷水，减少水资源浪费。同时还需要做好冷热水压力平衡和热水管网布置设计，优化循环热水供应系统，并在成本和工期基础上实现循环热水供应，降低热损失。

2.3 消防水源节水设计

消防用水与生活用水水箱均以市政自来水为水源，导致水资源一定程度的浪费，要想实现节能减排，可将天然水源，如河流、海洋等作为消防水源；雨水清水池、中水清水池、水景和游泳池等作为备用消防水源。而作为消防水源的前提是水质、水量满足灭火设施的灭火要求。在水质方面，水源必须满足《城市污水再生利用－城市杂用水水质》中消防用水的要求，室外消防水质可以差一些，并允许一定的颗粒物存在，但是室内消火栓系统、自动喷水系统对水质要求较严，颗粒物不能阻塞喷头及水枪，水质不能有腐蚀性，防止损坏管道。在水量方面，当采用雨水清水池、中水清水池、水景和游泳池作为消防水源时，由于这些水源具有间歇性或其他使用用途，应保证在任何情况下均能满足消防系统所需的水量，提高消防给水的可靠性。另外，在寒冷及严寒地区，由于消防水池内水平时不流动，且补充水较少，容易被冻导致消防水浪费。因此，对于易结冻地区水池、水箱需要采取防冻措施，可采用保温、采暖或者埋设在冰冻线以下[2]。

2.4 水泵运行能耗

在平时的设计中，水泵容易出现以下问题：第一，水泵和管道不相匹配，水泵不在正常工况运行；第二，水泵并联或串联运行配置不合理；第三，管路因设计、施工或运行原因导致局部阻力偏大；第四，管道漏损、水流旁通，增加水量损耗等，这些问题都会造成水泵运行能耗的浪费。因此设计人员在设计的时候应合理选择管道直径。在相同流量下，管道直径大，水流速度小，阻力小，但管道价格高；而管道直径小，又会导致阻力损失增大，增加水泵扬程，同时增加电机功率，成本和运行费用都增加，因此应从技术和经济的角度综合考虑。水泵应选择工艺成熟，流量稳定的产品，保证泵运行的高效性。可选择变频水泵，变频水泵可以实现节电20%～40%且运行合理，可以消除水锤效应，电机轴上平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，水泵寿命大大提高。还可以采用大小水泵配合使用的方式供水，用水高峰时期主泵启动供水，用水量减少时采用小泵供水即可满足要求。水泵应注意维护保养，需定期检查水泵的磨损情况，一旦发现较大磨损时应及时进行更换。

3 绿色建筑给排水节能降耗措施

3.1 使用节水器具

通过科学合理使用节水器具可以提高整个建筑给排水系统节能性。当前常用节水器具包括卫生器具、配水装置、水表等。首先，设计人员需要合理配置水表，配置水表时，严格控制水表精度，科学统计用户水资源使用情况，并对水表加强采购和检定计量管理，保证水表精确度，同时科学使用远程水表、IC卡水表等；其次，设计人员可在用水量较大的浴室安装节水型淋浴喷头。另外，为避免卫生器具漏水，设计人员可以在洗手间安装智能节水装置，这类装置内设感应元件，能够自动控制水流开关，避免忘记关水龙头导致的水资源浪费，从而在延长水龙头使用寿命的同时，有效节约用水。因此在给排水系统设计中，可根据实际情况灵活应用节水阀门、节水坐便器、厕所自动冲洗装置以及节水龙头等节水器具，其使用方便，制作精良，可以有效控制冒水、漏水和滴水等现象，有效节约水资源，并帮助居民养成节约用水习惯和意识。

3.2 控制超压出流

建筑给排水设计时需要重视超压出流问题。这一问题出现主要是由于管道水压过高导致的，卫生器具给水配件在较高水压下流出的水量会大于其额定流量。对于用户而言，一方面高压水流会四处飞溅，使用不舒适，另一方面就是浪费水资源。对于管网而言，长期高压会导致管道配件损坏，管网漏损。因此为避免或减少超压出流问题，需要合理设计给水系统。设计人员需要在限定供水压力情况下仔细调查城市给水管网水压，并科学应用市政给水管网。除此之外，还需要对给水系统进行合理分区，各分区的静水压力不宜大于0.45MPa，当设有集中热水系统的时候，分区的静水压力不宜大于0.55MPa。且分区内低层部分可设减压设施来保证用水点处的工作压力不大于0.20MPa，为建筑工程提供稳定水压，保障水资源节能高效应用。工作人员可灵活使用减压阀和减压孔板等减压设施[3]。

3.3 海绵城市设计及雨水回收利用

海绵城市作为新一代城市雨洪管理措施，可与雨水回用利用相结合，设置绿色屋面、绿地、花园、可渗透地面等设施，通过下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将续存的水“释放”利用，既减轻了市政雨水管网的排水压力，缓解城市热岛效应，也解决了一部分的水资源短缺问题，可以循环使用雨水资源。因此，设计人员在设计给排水系统时可以回收利用雨水资源，提高水资源利用率，达到节能减排目的。在实际设计时，设计人员围绕雨水收集目的设计雨水池收集池，充分收集雨水资源对其进行处理，使其达到回用水标准，用于绿化浇灌和厕所冲洗等，避免浪费水资源。回收利用过程中，工作人员需要将雨水引入到雨水沉沙池中进行初步净化，之后流入到蓄水池中进行氯消毒，最后排入到回用管道。雨水回收利用遵循就近原则，该系统包括回收、利用、存储和汇集，采用良好渗透性材料和储水设备收集存储雨水，并进行沉淀过滤杂水，可以减少水资源污染，并保障居民生活质量，降低用水负担，保护生态环境。除此之外，为了有效回收利用雨水资源，可以采用PLC自动控制技术，该技术能够使雨水回收利用系统实现自动化控制，辅助人工干预控制能够提高雨水回收利用效果，并根据水池内液水位作出预警，使雨水回收系统更加可靠。该自动化控制系统应用时，若水池处于低水位，则会自动控制水泵停止供水，并对水池进行补水；若处于中水位，则可以同时实现供水和补水，确保水量平衡；若处于高水位，则可以自动关闭补水独立供水，并对过高水位情况作出及时预警，方便人工干预。

3.4 应用新型材料

随着科技发展，节能环保技术逐渐增多，材料市场也发生变化，各种新型材料出现，但是质量差异较大。建筑给排水地下管网纵深大，联通范围广，流通水源多，水质复杂，若是使用的管道质量不符合设计标准，存在缺陷，会使其受到水侵蚀，影响管道使用，导致水资源渗漏，进而造成浪费。对此，设计人员需要提高材料分辨能力，了解更多的新型节能材料，并在给排水施工中选择轻质高强材料，或是邀请专家评估给排水节能减排能力，及时完善不足之处。另外，施工前需要对新型节能材料进行抗腐蚀、高温耐受、压力曲折和结构稳定等功能测试，使其功能符合设计标准，保障给排水系统使用寿命，避免出现质量问题。考虑到自来水长期接触管道，管材的质量会直接影响水质，因此，设计人员除了要做好管材节水和防腐防渗设计外，还应选用绿色无害的管材，以免在供水过程中，劣质管材中的有害物质溶解到水中而危害居民的身体健康。市面上常用的管材有PE（聚乙烯）管、PVC（聚氯乙烯）管和PP-R（三型聚丙烯树脂）管等，这些管材与节水阀门和绿色管道搭配使用，既可以保证日常供水，还能有效减少建筑物的运营和维修成本。

3.5 新能源的具体应用

当前社会主要能源包括石油、天然气、煤炭等，这些属于不可再生能源，随着社会发展，能源危机逐渐显现。新型能源例如太阳能、风能、地热能等却是取之不尽，用之不竭的能源，对环境危害小，且取用方便。新能源的开发与可持续利用，对节能减排具有重要意义，在此基础上，设计人员在设计建筑给排水系统时可以设置太阳能系统或者空气能系统，可在建筑屋顶设置太阳能集热器，利用太阳光将水加热，或者通过空气能设备吸收空气中的热量制造热水以满足人们的用水需求，也可将太阳能与空气能相结合，充分发挥新型能源作用[4]。

4 结束语

采用可再生能源，选用新型材料，进行海绵城市设计、回收利用雨水等都是为了最大限度地节约能源，包括节能、节水、节材等，使建筑在满足人们基础的使用需求外，能够进一步给人们提供一个简约适度、绿色低碳的生活，最大限度实现人与自然和谐共生的可持续发展目的。设计人员应根据工程实际情况和地理位置科学设计给排水系统，以实现节能降耗等可持续发展目标。