基于節(jié)水理念的建筑給排水設(shè)計(jì)分析

許加洪

（聿華工程設(shè)計(jì)（廈門）有限公司，福建 廈門 361006）

1 引言

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)過程中，給排水設(shè)計(jì)屬于關(guān)鍵內(nèi)容。在給排水設(shè)計(jì)期間，為盡量減少能源及水資源浪費(fèi)，需要貫徹落實(shí)節(jié)水理念，在不對(duì)正常用水產(chǎn)生影響的前提下減少水資源浪費(fèi)，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。建筑給排水設(shè)計(jì)方需要對(duì)節(jié)水理念的內(nèi)涵有深刻理解，認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)中滲透節(jié)水理念的重要性，結(jié)合以往給排水設(shè)計(jì)常見的問題，探索與創(chuàng)新建筑給排水節(jié)水設(shè)計(jì)措施，促進(jìn)水資源利用率的提升。

2 節(jié)水理念的內(nèi)涵

節(jié)水理念主要指的是在生產(chǎn)力布局合理、生產(chǎn)組織科學(xué)的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)既定社會(huì)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，通過多種舉措來合理分配有限的水資源，并優(yōu)化利用，切實(shí)提升水資源利用效率，最大限度縮減水資源的無效損耗[1]。樹立節(jié)水理念，其根本目的是使人們提升合理用水水平，盡量減少非必要水量排放與新水取用，保證民眾生活用水質(zhì)量的同時(shí)切實(shí)保護(hù)水資源環(huán)境。當(dāng)前全球都面臨著嚴(yán)峻的水資源問題，節(jié)水是最為便捷也是最可行的一項(xiàng)措施。節(jié)水理念體現(xiàn)的是人們對(duì)節(jié)水的看法、觀點(diǎn)與信念，是人們對(duì)節(jié)水的理性思考和實(shí)踐中逐漸形成的精神向往、思想觀念以及理想追求，節(jié)水理念可支配人們的用水行為，并影響著人們對(duì)水利及節(jié)水的認(rèn)識(shí)與態(tài)度。

3 基于節(jié)水理念的建筑給排水設(shè)計(jì)的重要性及存在的問題

3.1 基于節(jié)水理念的建筑給排水設(shè)計(jì)的重要性

城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)過程中衍生出多種問題，比如能源浪費(fèi)、能源供給不足、用水緊張、生態(tài)環(huán)境受破壞等，在此背景下，各領(lǐng)域都要積極響應(yīng)國家號(hào)召，努力開發(fā)清潔能源，節(jié)約有限的資源與能源，加大環(huán)境保護(hù)力度，尤其要在建筑給排水建設(shè)施工中關(guān)注節(jié)水和節(jié)能，以運(yùn)用更少的能源獲得更大的價(jià)值，同步保護(hù)周邊環(huán)境，推進(jìn)社會(huì)城市可持續(xù)發(fā)展。給排水設(shè)計(jì)在新時(shí)期建筑設(shè)計(jì)中屬于重要一環(huán)，在給排水設(shè)計(jì)期間滲透節(jié)水理念，可有效節(jié)約施工材料，減少水資源和其他能源浪費(fèi)，促進(jìn)資源循環(huán)利用，使建筑系統(tǒng)整體運(yùn)行效率以及負(fù)荷能力提升，同步提高環(huán)保效果[2]。此外，新時(shí)期廣大民眾對(duì)生活環(huán)境質(zhì)量提出更高要求，在建筑給排水設(shè)計(jì)中體現(xiàn)節(jié)能理念，可盡量減少對(duì)環(huán)境的污染，幫助人們改善日常生活，推進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 建筑給排水設(shè)計(jì)存在的問題

建筑給排水設(shè)計(jì)目前主要存在以下幾點(diǎn)問題。

1）供水壓力過大，存在水資源浪費(fèi)的情況。在城市規(guī)模不斷擴(kuò)大過程中，供水壓力也持續(xù)增加，而在水壓升高之后，很多供水設(shè)施卻并未優(yōu)化與改進(jìn)，一些和供水點(diǎn)距離較近的設(shè)備會(huì)長期保持高壓狀態(tài)，容易出現(xiàn)漏水問題，從而浪費(fèi)水資源。當(dāng)前，城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)因供水壓力過大而浪費(fèi)水資源，特別是經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)在建筑建設(shè)期間未及時(shí)樹立節(jié)水理念，不夠關(guān)注完善減壓設(shè)施，導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

2）給排水設(shè)施質(zhì)量欠佳。很多建筑在設(shè)計(jì)及選用給排水設(shè)備過程中，不會(huì)深入研究相關(guān)給排水設(shè)施其使用性能，也不調(diào)查設(shè)備使用期限以及環(huán)境對(duì)設(shè)備的影響等，造成設(shè)備使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)管道腐蝕以及接縫處漏水等情況[3]。同時(shí)，給排水設(shè)施在長時(shí)間使用過程中還經(jīng)常出現(xiàn)功能喪失、材料老化等問題，從而引發(fā)資源浪費(fèi)。一些城市建設(shè)期間因缺乏設(shè)計(jì)規(guī)劃，在給排水設(shè)備安裝點(diǎn)位設(shè)計(jì)中，未考慮建筑實(shí)際情況，主要會(huì)將給排水管道埋設(shè)于建筑內(nèi)部或地下，使得施工期間以及后續(xù)維護(hù)和管理面臨較大難度，一旦供水系統(tǒng)發(fā)生漏水問題，就會(huì)影響建筑物壽命。

3）熱循環(huán)導(dǎo)致資源浪費(fèi)。很多建筑物當(dāng)中的熱水供給會(huì)受到條件局限，不能使管道內(nèi)的水全面循環(huán)，大多會(huì)保持干管循環(huán)狀態(tài)，只在戶內(nèi)安設(shè)熱水供水支管，所以水龍頭打開之后需先將管道內(nèi)冷水放掉之后才流出熱水，而放冷水就會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)。同時(shí)，現(xiàn)代建筑物大多會(huì)建造成小區(qū)形式，小區(qū)內(nèi)部有諸多建筑物，一旦熱水供給功能異常，在維修過程中可能會(huì)要求所有住戶均先放掉冷水，由此嚴(yán)重浪費(fèi)水資源。

4）排水系統(tǒng)和建筑實(shí)際不相匹配。這一問題也是浪費(fèi)水資源的一大因素，而且容易引發(fā)二次污染，即所排出廢水可能會(huì)對(duì)供水管道造成污染，影響供水正常使用，從而浪費(fèi)水資源。所以，建筑給排水設(shè)計(jì)過程中要基于節(jié)水理念優(yōu)化設(shè)計(jì)，嚴(yán)禁出現(xiàn)管道誤接問題。

4 基于節(jié)水理念的建筑給排水設(shè)計(jì)措施

臺(tái)商投資區(qū)S2020-21 號(hào)地塊建設(shè)項(xiàng)目項(xiàng)目位于臺(tái)商投資區(qū)東園鎮(zhèn)，百崎鄉(xiāng)，北至規(guī)劃36 m 的學(xué)堂南路，西至規(guī)劃50 m 的濱湖東路，南至規(guī)劃50 m 的濱湖南路，東至規(guī)劃30 m的學(xué)堂西路。周邊道路環(huán)通，交通便捷，客流來向清晰，可達(dá)性較強(qiáng)。周邊商業(yè)配套有寶龍城市廣場(chǎng)，教育配套有幼兒園、后海小學(xué)、百奇民族中學(xué)、泉州臺(tái)商區(qū)小學(xué)、湖東實(shí)驗(yàn)學(xué)園等，醫(yī)院配套有宏潤醫(yī)院、成功醫(yī)院、倉前衛(wèi)生所，公園配套有海絲藝術(shù)公園，周邊生活、醫(yī)療、教育配套設(shè)施較為完善。泉州臺(tái)商投資區(qū)惠南片區(qū)基本單元規(guī)劃為商住混合用地，總用地面積10.047 萬m2，總建筑面積35.33 萬m2。項(xiàng)目給排水工程要求和城市管網(wǎng)銜接，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)以及規(guī)范要求進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)既有排水渠需基于規(guī)范建設(shè)，同時(shí)要達(dá)到排水要求。在該建筑項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)中，主要基于節(jié)水理念采取以下設(shè)計(jì)措施。

4.1 增強(qiáng)節(jié)水意識(shí)

該項(xiàng)目在給排水設(shè)計(jì)過程中，基于節(jié)水理念高度關(guān)注節(jié)水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)期間從多個(gè)角度考慮建筑物結(jié)構(gòu)，全面分析建筑物后期使用中面臨的各項(xiàng)不利因素，采用多種程度和方法處理建筑物所用水資源。在給排水設(shè)計(jì)中通過滲透節(jié)水意識(shí)，綜合配置項(xiàng)目中的水資源，既符合設(shè)計(jì)方案需求，也滿足用戶實(shí)際要求。此項(xiàng)目通過優(yōu)化與完善給排水系統(tǒng)各細(xì)節(jié)，可有效提升給排水系統(tǒng)綜合應(yīng)用質(zhì)量，也有助于培養(yǎng)用戶的節(jié)水意識(shí)。

4.2 強(qiáng)化循環(huán)利用

該項(xiàng)目在給排水設(shè)計(jì)過程中，通過技術(shù)手段循環(huán)利用建筑中的生活用水，以實(shí)現(xiàn)開源節(jié)流，達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)，并可有效緩解水資源緊缺現(xiàn)狀。此項(xiàng)目在給排水設(shè)計(jì)中，主要先收集建筑物所產(chǎn)生的廢水及污水，之后經(jīng)過統(tǒng)一處理，對(duì)相關(guān)水資源實(shí)現(xiàn)合理利用，從而有效節(jié)約水資源。

此項(xiàng)目在給排水設(shè)計(jì)中，首先運(yùn)用了中水回用策略，具體是在回收建筑生活廢水及污水之后，經(jīng)過處理確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)后用于小區(qū)綠化、日常生活等，但中水嚴(yán)禁直接用作飲用水。同時(shí)，基于不同的使用目的和應(yīng)用場(chǎng)景，中水水質(zhì)有不同標(biāo)準(zhǔn)，如回收處理后的中水若要應(yīng)用在人工湖泊當(dāng)中，要達(dá)到綠化用水標(biāo)準(zhǔn)；若要應(yīng)用在車輛保養(yǎng)、道路清洗、廁所沖洗等方面，要達(dá)到雜用用水標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)樽≌ㄖ粘Ｋ欧艔U水當(dāng)中，廁所用水占22%左右，換洗及沐浴用水占61%左右，直接飲用水所占比率比較低。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，通過集中收集生活廢水及污水，經(jīng)過統(tǒng)一處理，應(yīng)用在道路清洗、綠植澆灌以及廁所沖洗方面。經(jīng)過深化處理，相關(guān)水資源還能代替自來水，由此有效節(jié)約建筑用水量。同時(shí)，此項(xiàng)目所在城市經(jīng)過改造污水處理廠，排水系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置有中水管網(wǎng)，能夠?qū)χ兴畬?shí)現(xiàn)規(guī)?；赜?，具有突出的經(jīng)濟(jì)效益以及節(jié)水效果。

其次，該項(xiàng)目在給排水設(shè)計(jì)中還高度關(guān)注重復(fù)利用雨水，主要是對(duì)地表徑流以及雨水入滲等進(jìn)行調(diào)控，資源化地利用雨水。此建筑項(xiàng)目中對(duì)硬質(zhì)道路進(jìn)行了海綿化改造，雨水滲透率明顯提升，所存儲(chǔ)雨水經(jīng)凈化處理，能應(yīng)用在廁所沖洗、綠植澆灌以及道路清潔等方面。同時(shí)，此項(xiàng)目當(dāng)中根據(jù)建筑場(chǎng)地設(shè)計(jì)了雨水利用基礎(chǔ)設(shè)施，所設(shè)計(jì)的下凹式綠地整體面積較大，降雨之后能夠調(diào)蓄流量，引導(dǎo)道路以及屋頂雨水流向生態(tài)設(shè)備，也能經(jīng)透水路面下滲至地下，從而補(bǔ)給地下水源。在雨水下滲過程中，經(jīng)植物根系以及土壤的過濾，可截留小流量雨水，在雨量比較大的情況下，多余雨水則會(huì)流向市政排水系統(tǒng)當(dāng)中，和跨區(qū)域調(diào)水以及中水回用相比，雨水具有更低的利用成本，此項(xiàng)目中通過雨水利用獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 優(yōu)化設(shè)備選擇

此項(xiàng)目在建筑給排水設(shè)計(jì)過程中，還高度關(guān)注優(yōu)化選擇給排水設(shè)備，確保閥門以及鋼材質(zhì)量達(dá)標(biāo)，以防給排水工程的水閥連接部位在實(shí)際應(yīng)用期間發(fā)生滲水、漏水等情況，從而嚴(yán)重浪費(fèi)水資源。此項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)過程中，主要選用PVC-U管道、鋼塑復(fù)合管道等新型建材管道，此類管道具有防火、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，可有效避免管道應(yīng)用中水資源泄漏。同時(shí)，此項(xiàng)目在給排水設(shè)計(jì)期間還選用節(jié)能節(jié)水型器具，比如所選用的給水水嘴是陶瓷芯材質(zhì)，此類節(jié)水水嘴可控制流率，具有良好的密封性能，而且節(jié)水性能佳，在保持0.1 MPa 的給水壓力，同時(shí)管徑是DN15 情況下，節(jié)水水嘴最大流量不超過0.15 L/s，而且在同等條件下，相比于普通水嘴，節(jié)能水嘴有約5%～50%的節(jié)水量，大多數(shù)能達(dá)到25%左右的節(jié)水率。在靜壓不斷升高過程中，會(huì)獲得更好的節(jié)水效果，所以此項(xiàng)目中主要應(yīng)用節(jié)水龍頭，尤其在水壓超標(biāo)配水點(diǎn)，所有水龍頭都選擇節(jié)水龍頭，由此有效減少水資源浪費(fèi)。另外，此項(xiàng)目公共場(chǎng)所所應(yīng)用的水嘴和便器沖洗閥具備感應(yīng)互動(dòng)功能，即人體靠近之后能夠感應(yīng)出水。此建筑項(xiàng)目在設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)過程中，主要應(yīng)用新型管材，如在室內(nèi)采用PPR 管，給水管道采用球墨鑄鐵管等，并采取管道覆蓋以及基礎(chǔ)處理措施，使管道埋深得到優(yōu)化，從而有效規(guī)避發(fā)生管道破損滲漏問題。該項(xiàng)目管道閥門也選擇節(jié)水管閥，相比于閘閥、蝶閥，截止閥具有更好的密封性，更有利于節(jié)水環(huán)保，所以此項(xiàng)目主要應(yīng)用截止閥，可有效避免配件連接部位破損滲漏。

4.4 控制供水壓力

通常情況下，市政管網(wǎng)的供水壓力可達(dá)到多層建筑供水要求，卻很難滿足高層建筑供水要求，而本項(xiàng)目就包含高層建筑。以往很多建筑在給排水設(shè)計(jì)過程中，主要先把水引到蓄水池當(dāng)中，之后對(duì)蓄水池內(nèi)水實(shí)現(xiàn)二次增壓，以供高層用戶用水，不過這種方式會(huì)導(dǎo)致市政水壓可用水頭白白浪費(fèi)，尤其在建筑物地下層設(shè)置蓄水池時(shí)，需要先將市政供水壓力轉(zhuǎn)成負(fù)壓，之后再消耗能量實(shí)現(xiàn)增壓，這將浪費(fèi)大量能量。所以，此項(xiàng)目為滲透節(jié)能理念，在高層建筑供水方案優(yōu)化中，遵循了因地制宜原則，并考慮對(duì)原市政管網(wǎng)水壓加以利用，促進(jìn)節(jié)能減耗。本項(xiàng)目主要選擇經(jīng)濟(jì)性好、方便可行的分區(qū)供水方式，也就是基于不同的建筑樓層實(shí)現(xiàn)分區(qū)供水，對(duì)于3 層以下的樓層，通過市政水壓供水，而高于3 層的樓層則利用變頻設(shè)備，通過疊壓方式或者是二次增壓形式供水，在對(duì)市政管網(wǎng)水壓實(shí)現(xiàn)充分利用基礎(chǔ)上，盡量縮減低樓層所消耗的能量，促進(jìn)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。按照有關(guān)規(guī)范，套內(nèi)分戶用水點(diǎn)保持0.05 MPa及以上的給水壓力，而入戶管要有0.35 MPa 及以上的給水壓力。此項(xiàng)目建筑層高是2.89 m，也就是樓層超過9 層時(shí)給水壓力就不能達(dá)到要求，所以需分區(qū)供水。

另為防止出現(xiàn)超壓流水情況，該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)過程中還綜合考慮多項(xiàng)因素設(shè)定給水系統(tǒng)限定配水點(diǎn)水壓，按照GB/T 50378—2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中相關(guān)規(guī)定，住宅入戶管運(yùn)行壓力保持在0.15～0.20 MPa 區(qū)間，同時(shí)靜水壓力在0.35 MPa 以下。此項(xiàng)目通過合理分區(qū)，并配套安裝減壓裝置，使水壓控制在標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)，可規(guī)避流量過大造成水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。并且在設(shè)計(jì)中通過對(duì)比節(jié)流塞、減壓閥、減壓孔板等裝置，發(fā)現(xiàn)減壓閥具有更好的效果，可滿足多工況提出的減壓要求，所以選擇應(yīng)用減壓閥。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑給排水設(shè)計(jì)過程中滲透節(jié)水理念具有重要意義，相關(guān)設(shè)計(jì)方要對(duì)節(jié)水理念有正確認(rèn)識(shí)，充分看到節(jié)水理念在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值，根據(jù)建筑項(xiàng)目實(shí)際情況，從多個(gè)層面體現(xiàn)節(jié)水設(shè)計(jì)，不斷增強(qiáng)節(jié)水意識(shí)，關(guān)注水資源的循環(huán)利用，并優(yōu)化設(shè)備選擇，合理控制供水壓力，盡量減少水資源浪費(fèi)。