宋润朋
中铁合肥建筑市政工程设计研究院有限公司 230041
摘要：本文介绍了环保材料在屋顶水箱浮球阀、水池与管道、卫生间器具设计中的应用，针对太阳能设备、无负压变频供水设备、中水回收系统与消防贮水池等设备器具的应用价值进行详细分析，围绕控制超压出流、优化给水系统布局、引入BIM技术三方面探讨了绿色工艺在建筑给排水设计中的具体应用，以供参考。
关键词：建筑给排水；环保设计；节能设备
引言：自《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》发布以来，住房城乡建设领域的供给侧结构性改革得到了持续深入发展，绿色建筑成为指导我国建筑行业发展的核心理念。给排水工程作为建筑与市政工程行业的基础要素，应将环保理念融入建筑给排水设计中，围绕材料、设备、工艺技术等层面贯彻节能环保目标。
1节能环保理念下的建筑给排水设计思路分析
1.1材料层面
原材料选取作为建筑给排水设计中的基础性环节，对于给排水系统质量与环保性能具有直接影响。因此在给排水设计环节，需注重关注原材料本身质量、功能用途与环保价值，避免材料在长期使用过程中出现磨损、使用寿命缩短、释放有害物质等问题，为给排水系统质量与运行效能提供保障。
1.2设备层面
在建筑给排水工程中，诸如供水设备、水资源回收设备、污染处理等设备的选取将直接影响到供水质量及排水效果，要求设计人员结合建筑工程的规模化特征与覆盖范围，优先选取环保型节水设备，加强太阳能、风能等可再生能源的利用率，并引入超滤膜技术、反渗透水处理、直饮水等设备进行给排水系统的优化设计，保障提升能源、资源利用价值，收获良好的环保效果。
1.3工艺技术层面
在绿色工艺、现代化技术的具体应用层面，要求设计人员严格秉持水资源节约理念进行给水环节的优化设计，合理调节居民生活用水与污染源的距离，确保污水经由无害化处理后排放，并且积极引入BIM技术手段实现给排水智能化设计，依托BIM技术的可视化、协调性、模拟性优势确保及时查明设计问题与安全隐患，生成最优设计结果，以此减少后续施工环节的变更问题、节约建设成本，有效提升给排水工程的实际应用价值。
2环保材料、设备与工艺在建筑给排水设计中的具体应用探讨
2.1环保材料的应用
2.1.1屋顶水箱浮球阀
浮球阀是屋顶水箱内部的开关阀，当前在给排水工程领域普遍选用配重逆开式浮球阀，该阀件在阀芯上进行了特殊设计，可实现对水流开止的实时调控操作，且不额外增加能耗，有效解决以往浮球阀在使用过程中因开关卡滞、接触不灵引发的溢流问题，实现节水目标。在此基础上，还可以选取双筒浮球阀、液压式浮球阀等新型阀件，此类阀件经由科学设计使其性能与功能得到显著优化，不仅可实现灵活、便捷操作，同时也兼具减压阀、泄压阀、流量控制阀等阀件的功能，借此有效节省给排水系统的用材，抑制溢流问题的发生，达成节水节能与降本增效目标[1]。
2.1.2水池与管道材料
受城市供水体系设计的影响，通常在建筑给排水设计过程中需利用二次加压供水系统保证供水的水压，需增设储水、供水等中间设备，由此极易在供水过程中增加污染几率。在此情况下为有效抑制水质污染问题，设计人员应结合市政管网布局与建设情况进行供水中间环节的精简化处理，如利用水泵与吸水管直接从市政管网吸水，借此有效减少储水池数量、控制水污染问题。然而受建筑工程选址、周边管网布设情况等因素的影响，在多数情况下无法直接从市政管网吸水、仍需建设储水池，对此需针对储水池中水质污染的原因进行综合分析，围绕以下层面选取改进措施：
其一是因储水池、水箱本体材质引发的污染问题，例如钢筋混凝土水池中易使微生物与青苔繁殖、钢板水箱易出现锈蚀等，针对此类问题可选用不锈钢、玻璃板作为水箱制作材料，选取防腐、防锈蚀内衬增设在钢筋混凝土水池内，选用防虫网、滤膜等增设在溢流管口位置，防范水污染的发生；其二是因水体在水池内停留时间过长引发的水质下降问题，通常当城市生活用水在水箱内停留超过24h后，水体中的余氯为零，致使水质恶化，对此可选取“第四代”广谱杀菌消毒剂起到杀菌作用，用于抑制水垢、去除异味；其三是因管材锈蚀引发的水质下降问题，对此应推广应钢塑管、聚丙烯管、交联聚乙烯管等新型管材，提升输水管材的防腐、防锈蚀性能，保障水质达标。
2.1.3卫生间器具选型
卫生间是建筑给排水设计中的重点部位，在城市家庭生活用水总量中占据较大份额，其器具、配件的选取承担着重要的节能环保价值。在所有建设项目中，厕所用水量最高，超过总用水量的50％。如何减少厕所用水量是建筑给排水，环保节能设计人员面临的主要问题，也是给排水系统节能环保设计的主要方向。在建筑物的厕所内部，主要有卫生洁具和一系列辅助设备，使设计人员可以适当调整卫生洁具的结构，包括各种辅助设备的内部结构，以节省水资源。传统住宅建筑的卫生间水箱在单次使用时耗水量较大，给水配件的密封性能较差、使用寿命较短，易出现跑、冒、滴、漏问题。对此要求设计人员加强对卫生间器具选型的设计，优先选用感应淋浴器、自动淋浴喷头、漩涡式坐便器、智能坐便器等节水器具，适当减少器具容量与占地空间，借此有效减少水资源消耗量。
2.2节能设备的应用
2.2.1能源资源利用
一方面，应提高可再生能源的利用率，如选用空气源热泵保障夏季供水需求，或安装太阳能集热器，选取楼梯公共区域设置管道井等，利用清洁能源满足集中热水供应系统的能耗需求，实现节能降耗目标。另一方面，应选取屋顶、屋面、地面等位置增设雨水收集装置，结合径流水质差异进行用水设计，将雨水经由处理后作为灌溉、绿化、清洁用水。
2.2.2无负压变频供水设备
选取无负压变频调速设备作为供水设备，利用变频装置调节水量，实现二次供水系统的循环软启动，同时进一步加强对供水设备的减压设计，无需额外增设蓄水箱、储水池等装置，有效提升环保效益，并加强对水质的检测，针对水池、水箱等设施的建设材料进行科学设计，采用虹吸方式从水池、水箱底部出水，借此保障水质达标。
2.2.3中水回收系统
在中水回收系统设计上，选取雨水收集装置布设在建筑外表面与地面位置，将雨水收集处理后用于城市绿化灌溉、车辆清洗领域，同时还可将建筑废水进行专业处理后转化为中水，借此提升水资源利用率，达成雨水循环利用与环保目标。
2.2.4增设消防贮水池
消防贮水池常应用于高层建筑的给排水系统设计中，需针对其水流量进行科学设计，并定期进行消防贮水的彻底更换，确保满足实际应用需求。当建筑两侧给排水系统的贮水量存在较大差距时，可将两侧贮水池进行分别设计，并将贮水池与游泳池等进行连通设置，保障水量的充足供应与循环利用，减少水资源浪费问题。此外，在消防贮水池设计时还需考虑到消防加压问题，结合最大蓄水量进行贮水池容积的设计，并且实行集中管理、减少贮水池数量，借此有效节约系统运行成本与能耗，为后续设备运维工作创设便捷条件。
2.3绿色工艺的应用
2.3.1严格控制超压出流
《建筑给水排水设计标准》（GB50015-2019）于今年3月正式实施，对于建筑给水系统分区问题作出了明确要求，要求设计人员严格依照建筑高度选取垂直分区并联供水或串联供水等方式，实现对建筑分区供水方式的优化，防止因超压出流现象引发水资源浪费问题。
2.3.2优化给水系统布局
为防止城市生活用水发生二次污染问题，要求设计人员注重优化二次供水系统及相关设施的布局。例如针对埋地式水池设计时，应将其与化粪池的净距控制在10m以上，或采用增加水池标高、增设阻隔与防渗漏材料等方式，防止水池被污染；针对水箱、水管的安装位置进行设计，选取通风、采光条件良好的区域布设水箱，将出水管设置在较低位置，选取浮球阀、液压阀等设置在进水管出口位置，将水弯管增设在溢流管处，在溢流管、排水管与污水管间增设空气隔断装置，并选取防虫网安装在通气管口位置，起到防护作用、保障水质[2]。
2.3.3引入BIM技术手段
将BIM技术应用于建筑给排水设计阶段，具有以下几项应用要点：其一是应用于前期准备环节，通过将前期收集到的各项信息参数与设计图纸输入到BIM模型中，可建立管道与给排水系统间的三维信息模型，形成完整的管道体系，便于设计人员直观查看到管道布设存在的缺陷等问题，为给排水设计与改进优化提供参考信息；其二是完善给排水管道工程信息模型，利用以往二维模型中的轴线进行三维模型的完善设计，例如基于BIM技术构建卫生间器具与管道模型，可直接生成不同卫生器具的布设位置与管道布局，获取到具体的安装位置、高度与角度，并实现对各类立管、横管、支管的科学布设，供设计人员及时调整设计偏差与问题，为后续施工与安装作业提供重要指导；其三是利用BIM技术进行管道碰撞检测与分析，自动生成检测报告、标注问题区域，为设计优化与调整创设便捷条件，有效减少后续施工环节的变更几率，节约建筑给排水工程的成本、减少浪费问题。
2.4节能设计要点
2.4.1二次供水设备
在过去的建设项目中，供水方法比较简单，可以有效地结合水泵和水箱。这种供水方法浪费大量的水，并在水域造成很大的污染。传统的二次供水设备正在逐步使用。在这一阶段，应用变频调速供水设备的效果越来越重要。该设备属于新型的二次供水设施。该设备的工作原理相对简单。通过使用变频设备，可以有效地控制和调节水量，并实现循环。变频技术的不断创新和优化，将提高变频调速给水设备的功能，加快设备升级速度，有效提高建筑给排水系统中二次给水设备的运行效率，提高了节能效果。
2.4.2热水供应系统
热水供应系统的节能方法如下。首先，建筑物的给排水的节能设计者可以根据外部环境的温度有效地降低热水的温度，并从物理的角度进行分析。管道中热水的热损失与温度具有恒定的关系，水温控制工作不断减少热水的能耗。其次，为了达到节能目标，我们将适当提高热交换器的转换效率。建筑物给排水的节能设计人员可以从节能的角度进行综合分析，加大新节能产品的研发力度，不断提高节能效果。最后，严格控制管道材料。管道材料的质量与能量损失直接相关。设计人员还需要适当控制建筑物中的排水管的流量，加强水流控制可以减少热量损失。
3.建筑给排水设计现状
目前，中国正在积极推进绿色建筑，建设项目的设计和实施中的环境保护有了很大的提高，但是由于后环境保护的思想和建设资金的缺乏，一些建设项目由于设计和实施过程中的环境保护不足，使用后能耗高,尚未对建筑物特定的建筑项目进行科学分析和研究一系列给排水系统，首先，一些项目使供水和排水系统的可靠性降低，增加了故障率，并在使用寿命内进行了大修，维护成本大幅上升。其次，不强调环保/节能措施和设备选择，不强调建筑给排水设计的环境保护，系统设计和管网设计未优化，导致水电浪费。
结论：建设“节能低碳、绿色生态、集约高效”的建筑用能体系成为建筑与市政工程行业发展的主流趋势，设计人员应注重将绿色、节能与环保理念融入到建筑给排水设计的不同环节，采用环保材料遏制污染问题，依托节能设备降低建筑能耗，配合绿色工艺与智能技术提升给排水设计水平，实现综合效益的全面提升。
参考文献：
[1]胡阔畔.环保节能理念在建筑给排水设计中的应用价值研究[J].居业,2019,(8):71.
[2]袁智慧.论预制装配式住宅给水排水系统设计与应用[J].建筑与装饰,2018,(13):21-22.