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浅析绿色建筑给排水设计要点

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：尹宜斌王娟

[导读] 摘要：绿色建筑给排水设计包含节能、节水、可再生能源利用、非传统水源利用等多个设计要点，本着因地制宜的原则，结合当地气候、环境、资源、经济及文化等特点，贯彻执行节约资源和保护环境的国家技术经济政策，推进可持续发展，提倡和完善绿色建筑设计是未来的必行之路。

        石泉县水利水电勘测设计院石泉县城乡供水管理中心
        摘要：绿色建筑给排水设计包含节能、节水、可再生能源利用、非传统水源利用等多个设计要点，本着因地制宜的原则，结合当地气候、环境、资源、经济及文化等特点，贯彻执行节约资源和保护环境的国家技术经济政策，推进可持续发展，提倡和完善绿色建筑设计是未来的必行之路。本文结合陕西省安康市部分实际工程项目经验，谈谈自己对绿色建筑给排水设计要点的理解。
        关键词：绿色建筑；给排水；节水
        一、绿色建筑给排水设计——节能
        陕西省安康市太阳能资源丰富，其他水利资源也相对丰富，但随着人口的逐渐增加，经济发展和人民生活水平的提高日益加速，人均的能源消耗量也在逐年增加，多年以后将会面临能源不足甚是短缺的问题，这也是目前全国上下将面临的重大问题。因此，在新建建筑设施或者改建已建建筑时，应以节约能源、提高能源利用效率、增加经济效益、优化使用效果为解决能源紧缺问题的基本策略和方针，这也是当下新一代专业设计工作人员必须承担的艰巨而紧迫的责任和任务。
        建筑能耗在节能大军的汹涌浪势下，必将成为众多社会节能工作的将领，而建筑给排水是建筑节能必不可少的一份子，扮演着极其重要的角色，下面我根据《陕西省居住建筑节能设计标准》对建筑节能的给排水设计原则谈谈自己的理解。
        1.充分利用市政自来水的供水压力。
        每一座城市均存在地势高低不同问题，市政给水管网的不同管段也存在压力不同的状况，不同供水时段的水压情况也是不断变化的，在实际工程给水系统设计时，应准确的掌握市政给水管网的水压、水量等资料，做到低层尽量充分利用市政自来水的供水压力直接供水，同时也减少二次加压供水带来的能源消耗和水质污染问题。
        2.在保证安全供水的前提下，尽量减少提升能耗，合理确定高层建筑给水系统的竖向分区，并按规范规定选取用水定额，合理确定提升流量。
        高层建筑生活给水系统竖向应分区，各分区最低卫生器具配水点处的静压力不宜大于0.45MPa；静水压力大于0.35MPa的入户管或配水横管，宜设减压或调压措施；各分区最不利点的水压应满足用水器具的水压要求。综合以上规范要求及规定，建筑分区一般为低层直接由市政给水管网供给，市政管网水压不能到达的楼层采用二次加压供水，或是变频供水，或是叠压供水，或是无负压供水，后面两者需征得当地自来水公司的同意方可实施，以免造成整个管网的水量及水压不平衡倒是供水不畅。加压供水的楼层以不大于9层为宜，9层的建筑高度为27米，家用淋浴器的水头不小于5米，满足了静水压小于0.35MPa的规范要求。但不满足节水标准要求的“分区内低层部分应保证各用水点处供水压力不大于0.20MPa”的规定，故分区部分楼层用水点供水压力大于0.20MPa时应采取减压措施，但应尽可能少用减压供水，从而避免水量浪费、供水设备选型扬程过高以及因此而带来的水锤、噪声和震动等弊端。
        3.区域集中布置的供水泵站，宜设在供水范围内居中或靠近用水大户的位置。
        供水泵站居中避免了水量在管网中传输不均衡、损失较大等问题，均匀供水以保证各用水点的水量及水压要求，同时保证人们的日常生活用水或是工业工厂的生产用水需求。
        4.合理选用给水加压设备。
        生活用水加压供水方式主要分为四种：水泵+高位水箱恒压供水、气压水管供水、变频调速供水、叠压供水。变频调速供水在目前工程设计中使用较为频繁，而叠压供水则是近几年才逐渐在工程中使用的，需经得当地自来水公司同意的条件下，方可选用管网叠压供水利用市政水管网的余压，以节约能源消耗。为了不影响整个市政管网的水量和水压平衡，应尽量采用水泵+高位水箱供水方式，这种方式有供水可靠、水压稳定、各配水点的压力波动很小的优点。
        5.充分合理使用太阳能热水系统。
        陕西省安康市大部分为太阳能资源富足地区，应充分利用太阳能资源，在有热水使用需求的建筑内首先选用太阳能作为热水热源，最大程度地充分利用屋面或是建筑外墙增压太阳能集热器面积，少用或不用或备用电力作为热水热源。
        6.屋面雨水统一收集处理后用于道路或绿化浇洒。
        此部分理解详见非传统水源利用部分内容。
        二、绿色建筑给排水设计——节水
        人民生活水平的提高和经济技术的飞速发展，让水资源紧缺问题日益突出，“以水为净”的国民生活意识让水资源浪费成为了生活行为常态，因此，节水必将成为提高国民意识、从建筑设计根源解决水资源短缺问题的关键因素。
        节水占据了整个绿色建筑设计的核心内容，作为评定绿色建筑等级的一项重要指标，节水设计不容忽视。在满足用户对水质、水量、水压和水温要求的前提下，提高水资源利用率。建筑给排水的节水设计系统在经济上应设计合理，在实际中应有实施的可能，同时在使用时应便于管理和维护。下面我根据实际工程就节水设计内容谈谈自己的做法。
        1.采取减压限流的节水措施，各供水分区的底层采用减压供水，保证入户管表前供水压力不大于0.2MPa。
        水分区压力不超过0.35MPa，并应尽量避免采用减压供水的方式。
        2.采取有效措施避免管网漏损。
        管材的选用应合理，室外给水管网采用钢丝骨架复合给水管，室内给水管网分户水表前采用钢塑复合管，热熔连接，分户水表后采用PP-R给水管，热熔连接；选用高性能、零泄漏的阀门；合理设计供水系统，避免供水压力过高或压力大幅波动，可有效避免管网渗漏。

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        3.分质供水系统，冲厕、绿化、景观、冲洗等非饮用用水应尽量采用再生水、雨水等非传统水源。
        对于经济困难或是投资有限的项目也应做到分质供水，最起码做到室外道路及绿化浇洒用水采用再生水、雨水等非传统水源。
        4.设有集中热水系统的建筑，应设置完善的热水强制循环系统，减少管路中的热水滞留。
        5.用水量应计量。
        用水量应按用水使用功能按建筑类别和使用功能分别计量，并应选用高精度的计量设备分级计量，做到用水有量，以达到节水的目的。
        6.采用节水器具和设备。
        大便器应采用两档式冲洗水箱，最大冲水量不得大于6L，洗脸盆、洗涤盆等水龙头应为节水型龙头；公共建筑内的小便器、洗手龙头等应采用红外感应式水龙头，各用水器具应按照用水等级选择产品，并应满足节水要求。
        7.绿化灌溉应采用喷灌、微灌、渗灌等高效节水灌溉方式，采用湿度传感器或根据气候变化的调节控制器，针对不同的植物类型采取不同的灌溉设备。
        8.根据当地暴雨强度合理计算雨水收集调蓄、处理及利用。
        雨水利用包括雨水入渗和雨水回用。
        建筑屋面和室外地面设置雨水管道（沟），将收集的雨水引至小区绿地或主道路下雨水渗透管（沟）和渗透井内，使设计重现期内的降雨量全部下渗，超重现期部分的雨水溢流排入市政雨水管道，这叫雨水入渗。
        设置雨水初期弃流装置和雨水收集调蓄池，收集利用系统可与景观水体设计相结合。处理后的雨水水质应达到相应用途的水质标准，可用于绿化、景观用水及道路冲洗等用水。
        三、绿色建筑给排水设计——可再生能源利用
        可再生能源利用在绿色建筑设计中最直接的体现就是太阳能光热的利用。太阳能光热作为清洁能源，取之不尽，用之不竭，是节约能源应选择的重要途径之一。对于民用建筑，利用太阳能可以为住户或其他用水对象提供生活热水，从而减少电能的消耗。
        公共建筑主张采用集中太阳能热水系统，充分利用屋面或是建筑外墙布置太阳能集热器，整个系统应合理设置热水循环系统，并尽量减少热水在热水管网系统中的滞留量，以减少能耗。
        住宅建筑主张采用分户式太阳能热水系统，因为集中太阳能热水系统计量及管理维护较为复杂，不建议采用。屋顶设置分户太阳能集热器，尽量做到一户一块太阳能集热器，屋顶不能满足的住户采用建筑外墙的壁挂式太阳能系统，而整个住户朝北向布置的建筑可采用家用节能型空气源热水系统。
        四、绿色建筑给排水设计——非传统水源利用
        绿色建筑给排水设计中的非传统水源利用是节水设计的重要组成部分，应因地制宜采取措施综合利用雨水、中水等非传统水源，合理确定供水水质指标，并应符合国家现行有关标准的规定。
        民用建筑采用非传统水源时，处理出水必须保障用水终端的日常供水水质安全可靠，严禁对人体健康和室内卫生环境产生负面影响。
        在陕西省非传统水源利用较多的为雨水和中水，可用于景观用水、绿化用水、汽车冲洗用水、路面地面冲洗用水、冲厕用水、消防用水等非人身接触的生活用水，雨水还可用于建筑空调循环冷却系统的补水，但不得用于生活饮用水及游泳池等用水。
        在《绿色建筑评价标准》中，合理使用非传统水源评分项的评分总分值为15分，不同建筑类型的评分规则不相同，除住宅、商店、办公、旅馆类建筑外，其他类型建筑的非传统水源用水量占总用水量的比例均可按评分标准要求得到相应的分值，从而以评定该建筑的绿色建筑等级。但作为一名专业的设计人员，应以节能为己任，充分利用一切可利用的天然资源，节能设计指导节能施工，从而达到使用上的真正节能。
        对于缺水和降雨量少的地区应慎重采用景观水体，景观水体的蒸发量和补给量应平衡设计，当非传统水源水量不能满足时可考虑不设置景观水体。
        非传统水源的利用量应经过计算确定，道路、绿化、冲厕等非传统水源的年利用量应根据规范要求选取相应的用水定额计算，最终确定整年的非传统水源利用率，在合理增加建设成本的基础上，达到长期有效的节约水资源和能耗的目的。
        五、结语
        新能源、新技术的研究和开发给建筑节能、节水、水资源的开发利用、非传统水源利用开辟了一条新的绿色节能道路，绿色建筑已成为建筑发展的必然趋势，建筑给排水工程设计在建筑节水、节能方面前景可观，在满足用户用水需求的同时，充分考虑水资源和能源的节约是给排水工程师们必须重视和提高的关键专业技能。
        参考文献：
        [1]《建筑给水排水设计规范》GB50015-2019；
        [2]《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015；
        [3]《民用建筑节能设计标准》GB50555-2010；
        [4]《民用建筑绿色设计规范》JGJ/T229-2010；
        [5]《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019；
        [6]《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》GB50400-2016；
        [7]《全国民用建筑工程设计技术措施•给水排水》2009年版。