王昊

摘要：為進一步提升建筑給排水系統(tǒng)中的節(jié)水能力，促進“綠色建筑”和“節(jié)能環(huán)保”等目標更好實現，以某綜合商業(yè)辦公建筑工程項目建設為實際案例，結合當地氣象水文資料對節(jié)水設計參數進行確定，從雨水收集回用系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、設備選型等多個角度著手，闡述面向節(jié)能環(huán)保的綠色建筑給排水節(jié)水技術。實際評估結果顯示，本次項目中的節(jié)水技術表現良好。

關鍵詞：節(jié)能環(huán)保；綠色建筑；給排水設計

0? ?引言

在當今節(jié)能環(huán)保的大背景下，節(jié)能環(huán)保已成為衡量建筑工程建設技術含量的一項重要指標，為實現節(jié)能環(huán)保目標，應用節(jié)水技術對建筑給排水部分進行優(yōu)化設計則是一項不可或缺的內容。受地域差異和建筑工程自身特點的影響，綠色建筑給排水節(jié)水技術的實際應用環(huán)節(jié)較為復雜，為此需要結合具體情況，對給排水節(jié)水技術的參數和設計方法等進行精準設計，以提升建筑工程的整體質量。

1? ?項目概況

某綜合商業(yè)辦公建筑工程項目位于陜西省西安市沛東區(qū)紅光路地塊，建筑面積14萬m2，包括1#、3#、5#、6#及車庫，其中4棟建筑在設計內容上基本保持一致，均為地下2層和地上10層。按照綠色建筑設計目標要求，該工程需要按照《綠色建筑評價標準》中的一星設計等級完成相關建設工作，且必須契合當地綠色建筑評價標準體系所規(guī)定的一星A技術體系的有關要求。基于此，工程單位決定在設計和建設中引入給排水節(jié)水技術，對給排水設計部分進行優(yōu)化，由此打造出節(jié)水型綠色建筑。

2? ?給排水系統(tǒng)參數設計

2.1? ?給水參數設計

考慮到該建筑工程涉及到商業(yè)辦公和地下室工程等多個部分，因此采用分區(qū)供水的理念進行設計，建筑的商業(yè)辦公用水仍由市政給水管網提供水源，而地下車庫和路面沖刷等用水則源自雨水回用系統(tǒng)。

在此基礎上，對用水量進行預測，按照辦公用水每人每日50L、商業(yè)用水每日每平米8L、餐飲用水每日每次60L的標準進行預測，并考慮冗余設計要求，增加總用水量10%作為各種特殊情況的用水?；谝陨蠑祿?，參考該建筑項目的設計人流規(guī)模，確定用水量如表1所示。根據表1的數據，確定該項目的最大日用水量為516.3m3，最大時用水量為74.0m3，平均時用水量為49.4m3，以此指導后續(xù)的設備材料選型設計工作。

在此基礎上，對雨水儲存水量和規(guī)模參數進行設計。參考已有經驗，確定本次雨水儲存設施的有效儲水容積，滿足集水面重現期2年的要求。對日雨水徑流總量進行設計，并扣除棄流流量，最終確定雨水日徑流可收集總量為134m3。

綜合考慮該建筑工程日常運營階段涉及到的綠化灌溉、車庫沖洗兩方面的用水，確定雨水蓄水池的有效容積最小值為下墊面降雨的24h雨水徑流。雨水儲水容積按照實際日用水量的3～5倍計算，最終確定雨水儲水池容積設置為100m3。設置混凝土池子，將其作為雨水收集池。

2.2? ?排水系統(tǒng)參數設計

應用如下公式進行暴雨強度計算：

式中：t表示降雨歷時，單位為min，本次取3min；P表示設計重現期，本次取10年。其他參數均為地方性參數，通過查詢當地氣象資料即可獲得。代入以上數據后，即可求出最終的暴雨強度q。將該數據作為雨水排水系統(tǒng)系統(tǒng)設計的參考依據。

3? ?節(jié)水技術設計流程及要點

3.1? ?分質分區(qū)供水整體方案設計

結合該建筑工程功能上的多樣性，采用分質分區(qū)的供水模式進行給排水設計。其中，市政管線主要面向辦公和商業(yè)功能進行供水，水壓設置為0.2MPa。地下車庫沖洗、綠化灌溉等用水則源于雨水回用系統(tǒng)，且該系統(tǒng)供水的所有用水點上均標明“非飲用水”標記。從理論角度來講，通過這種設計方式，能夠有效節(jié)省傳統(tǒng)水源，并達到非傳統(tǒng)水源利用率的20%的標準。

另一方面，本次給排水設計中，針對生活用水系統(tǒng)采用分區(qū)供水模式，其中：地下2層至地上1層采用市政直供的方式進行供水；建筑2～6層標記為“低區(qū)”，采用變頻泵加壓供水，設計流量為41m3/h，揚程設計為75m；建筑的7～10層標記為“高區(qū)”，仍采用變頻泵加壓供水，設計流量為42m3/h，揚程設計為105m。

3.2? ?雨水收集回用系統(tǒng)設計

為提升本建筑工程的節(jié)水效果，設計人員引入雨水收集回用系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過多道預處理環(huán)節(jié)，對降雨進行處理，以提高雨水收集質量。再將處理后的雨水導入蓄水池中，即可實現水資源的存儲利用。結合實際需要，本次雨水收集回用系統(tǒng)的整體設計流程圖如1所示。基于此設計流程，按照以下幾個方面對雨水收集回用系統(tǒng)進行設計。

3.2.1? ?水質處理部分設計

通過對當地雨水進行收集和取樣檢測后獲知，當地雨水中的COD值為60～80mg/L、SS值為20～40mg/L，不符合GB/T 18920-2020中對城市雜用水質量的規(guī)定。對此，采用沉淀、混凝和過濾的流程對雨水進行處理。其中，混凝環(huán)節(jié)采用聚合氯化鋁作為混凝劑，以提高過濾效率。并采用全自動濾網過濾器和石英砂過濾器兩道程序，依次進行過濾。在過濾完成后，雨水即符合回用水標準而不需要進行深度處理。

3.2.2? ?蓄水池設計

在本工程中，直接將蓄水池設計于建筑附近綠化帶下方。由于該施工區(qū)域地質條件相對較優(yōu)，不存在明顯的脆弱土層，因此蓄水池直接采用小型挖機進行開挖。

開挖前，首先根據測定的軸線控制網初步放線，并在基坑邊加釘軸線控制木樁，依次放出開挖邊線。根據相應的輪廓線，先用小型挖掘機開挖，再由人工修整完善。在開挖完成后進行混凝土澆筑，混凝土澆筑的選材如表2所示。

在確定以上材料后，采用沿高度方向均勻分層連續(xù)推移的方式進行澆筑，混凝土的一次攤鋪厚度約在30cm左右，以充分利用混凝土層面散熱。

在澆筑過程中，采用插入式高頻振動棒垂直點振方式振搗。在混凝土澆筑完成后，對混凝土表層進行灑水養(yǎng)護。灑水工作從混凝土澆筑完成初凝后開始計時，時間控制在8d左右。

3.2.3? ?管材和配件選型與連接

雨水收集管道和溢流管采用HDPE中空壁波紋管，連接方式為熱熔連接?；赜盟芎团拍喙懿捎肞PR管，并采用熱熔方式進行連接。設備內的其他管線均采用鍍鋅鋼管，采用法蘭進行連接?；赜盟脛t采用底部不銹鋼角鐵和上部砌磚的方式進行連接。

3.2.4? ?雨水收集裝置設計

為提高雨水收集能力，本次通過在建筑周邊區(qū)域布置“下沉綠地”的方式進行設計，分別根據以下2個公式，計算下沉綠地的面積和下沉綠地的深度：

S=60kJFgT? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

U=0.001HFg? ? ? ? ? ? ? ? （3）

式（2）中：S為雨水下滲量，k為土壤穩(wěn)定入滲速率，J為水力坡度，T為蓄滲計算時間。

式（3）中U為下沉式綠地的蓄水量；Fg為最終的下沉綠地面積，通過查閱當地水文資料獲??；H為深度，通過查閱當地水文資料獲取。

在確定以上參數后開始對下沉綠地展開設計，并使用路緣石將下沉綠地與其他區(qū)域相互分割。在此基礎上，為進一步提高下沉式綠地的蓄水能力，在路緣石上設置寬度為20～60cm的缺口以進行引流。

3.3? ?排水系統(tǒng)設計

為提升建筑室內排水環(huán)節(jié)的節(jié)水效果，本次采用真空排水模式，對建筑室內排水系統(tǒng)進行設計，真空排水系統(tǒng)的流程如圖2所示。

該排水系統(tǒng)中，主要包括以下設備：一是真空泵站，它是真空排水系統(tǒng)的核心設備，又可分為真空泵、真空收集器和排水泵三部分，分別承擔著提供排水管道氣壓差、收集污水和排水的任務。二是控制裝置。該裝置與建筑內的排水器具相連接，通過液位傳感器讀數，對真空閥進行控制。當真空閥閉合時，污水將通過重力作用暫時儲存于集水槽中；當真空泵開啟后，其產生的氣壓差將推動污水進入真空收集器。三是序批處理裝置。其主要根據液位傳感器讀取真空管內的積水水位，對真空閥的開關狀態(tài)予以控制。

參考已有文獻可知，本次應用的真空排水系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)排水系統(tǒng)而言，在使用時長和頻率相同的情況下，真空排水系統(tǒng)可節(jié)約60%以上的水資源，綜合性能良好。

3.4? ?節(jié)能性部件選用與系統(tǒng)設計

首先，應用管徑為15mm的節(jié)水型水龍頭并附加感應裝置，該設備在水壓正常時，其全流量始終在0.15L/s以下，且能夠在無人狀態(tài)2s后即自動止水，以此實現水資源的節(jié)約。其次，針對給排水設計中涉及到的水泵全部采用變頻泵，選用G120系列變頻器，基于變頻調速系統(tǒng)進行節(jié)能設計。該變頻器具備“軟啟動”和“軟制動”的功能，在相關設備啟動和停止時，可有效避免因電流突變而引起的機械沖擊，有利于延長相關部件使用壽命。水泵設備的布置情況如表3所示。

4? ?工程質量評估結果

在本次給排水節(jié)水工作全部完成后，為檢驗工程質量，測試人員參考《綠色建筑評價標準》中針對一星級綠色建筑規(guī)劃設計方面的要求，對本次節(jié)水技術應用情況進行初步評估，得到的評估結果如表4所示。

根據表4中的數據可知，本次節(jié)水技術設計方面基本能夠達成《綠色建筑評價標準》中的規(guī)劃設計要求，僅在節(jié)材與材料資源利用方面存在少量不滿足要求的項目。分析認為，其主要原因是部分新設備的應用增加了一定的成本，但對于整體的節(jié)水設計質量則不存在顯著影響。

在此基礎上，對非傳統(tǒng)水源利用率這項重要指標進行評估，評估結果顯示，該建筑工程中的非傳統(tǒng)水源利用率在25.3%～25.9%范圍內波動，明顯高于20%的要求，證明該建筑工程節(jié)水技術初步取得了預期效果。

5? ?結束語

本文以某建筑工程的給排水系統(tǒng)設計為實例展開研究，結合綠色建筑設計標準與項目實際情況，以分區(qū)且分質的供水理念為核心，對各項節(jié)水技術的應用均進行較為詳盡的探討，初步實現了節(jié)水技術目標。從工程質量評估環(huán)節(jié)來看，該項目的多項關鍵指標均符合預期要求，證明本次設計取得了初步成功，可為今后的類似工作提供參考借鑒。

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