谈现代建筑给排水系统设计

黄治国 杨 宁

摘要给排水是建筑不可缺少的一部分,给排水系统的标准也不断发展。随着当前人们经济水平和审美水平的不断提高,建筑的给排水也面临改善,要对排水系统和给水系统进行创新设计,以满足当前的新需要。

关键词建筑给排水

中图分类号:TU991文献标识码:A

1 建筑给排水概述

给排水系统作为建筑功能不可缺少的一部分,在整个建筑布局规划中占据着重要位置,合理的给排水系统不但能够低成本提供方便快捷的生活用水,而且能够进行有效的废水回收利用。给水系统通常需要具备增压设施,储水装置,分质供水等基本的设备,复杂的给水系统可能还包括变频调速给水功能等。排水系统则主要指家庭用水器具如脸盆、浴缸、便器等设备。现代家居对生活用水提出了更加严格的要求,许多新兴给排水设备和技术应运而生。比如饮用水方面,除了基本的过滤消毒系统,家庭供水系统中往往还包括离子交换、超滤、膜滤、灭菌等环节。排水系统也是如此,现代建筑设计既要考虑废水排放的顺畅性,还要考虑家居用水的重复利用性,对于前者,在我国已经建立了不同的建筑标准——伸顶通气管、不伸顶通气管、专业通气立管、环行通气管和器具通气管,根据建筑的整体格局采用不同的排水方式,以保证有效进行排水系统的水汽交换;对于后者,则需要家庭用水在设计时考虑到用水落差和二次承载装置,比如很多家庭都可以将洗漱、洗菜、淘米的生活用水回收利用为冲厕用水。

随着排水装置的性能要求越来越高,建筑给排水系统所使用的材料也随之改进。以管材为例,以往供水所使用的钢管和普通铁管在长期使用中很容易生锈,导致饮用水不干净,并且这些材料自身也很重,不利于运输和供水系统的改建。基于这种考虑,现在很多家庭给水系统使用塑料管,塑料管不但化学性质稳定,保温效果也很好,尤其适用于热水供应系统,并且相对于以往的钢铁水管,成本小,易运输。但是塑料管道也面临着一些问题,最具有代表性的一点就是防火性差,塑料易燃,当地上裸管供水时尤甚,目前符合管道的使用也逐渐发展,符合管道将金属性质和有机物性质相结合,如塑覆铜管、铝塑复合管、交联铝塑复合管、衬塑铝合金管等,都是兼具金属管材的强度和非金属材料的耐腐蚀性,代表着未来建筑给排水管材的发展趋势。

2 绿色生态对建筑给排水提出了新要求

建筑的实用性是其本质功能,但是随着现代社会人们经济水平的提高,对生活环境的舒适感要求更严格,现代建筑必须体现出绿色生态性,这主要体现在三方面:首先是污染小,当前全球大气污染水污染形势严峻,饮水质量下降已经是众所周知的事情,另外工业用水的污染性对家庭用水水质也存在很大影响;其次是用水节约,可饮用水源的减少正日益威胁着我们,饮用水匮乏已经成为了人类生存的一大隐患,如何提高建筑给排水系统的功能,提高生活用水的使用率,意义很大;另外,与建筑风格一体,给排水系统的设计同样要符合现代审美观念,既要在布局上不对整体建筑有所影响,又要做到使用方便。这些都对现代建筑给排水提出了更高的要求。

3 给水系统创新设计

3.1 节约给水

我国虽然领土面积辽阔,地大物博,但由于人口众多,人均资源量很少,尤其是水资源。加之多年来不注重水资源的合理分配和利用,保护意识淡薄,导致我国的水资源不仅十分匮乏,而且污染十分严重。目前,水资源已经成为制约我国经济发展和社会进步的重要因素之一。建筑用水在我国水资源供给中占有相当大的比例,要想节约水资源建筑用水节约是不可忽视的环节和方面。在建筑给水中,重点是大量普及节水配件和建筑中水道。其中节水配件有液压式冲洗水箱配件、二挡冲洗大便器配件、屋顶水箱的配重逆开止回阀、水力控制的多功能阀以及给水的卫生器具配件,可具有限流、温度自动调节、高温限制等功能。建筑中水道已经成为建筑给水领域的一大特色和主要发展趋势。一般按下列顺序取舍:冷却水→沐浴排水→盥洗排水→洗衣排水→厨房排水→厕所排水。在建筑中水设计中,将污水和废水进行分流,废水经生化处理后方能回用。

3.2 多层给水

目前,我国多数城市的市政管网压力可以维持在2公斤以上,个别小城镇的出水压力可以达到4公斤。由于市政管网的供水水量、水压波动较大,出现的高层建筑给水不足的想象。鉴于此,多层给水迫在眉睫。多层给水主要有直接供水、水箱供水、水箱、管网联合供水、气压罐供水、二次加压供水五种方式。这五种方式适用的条件和情况不同,可以灵活选择,合理利用。

3.3 节能环保给水

节能是科学发展的基本要求和重要举措,是关系我国经济是否能过持续发展的重要影响因素。各行各业都应该力争为国家的节能事业做出自己的贡献。从某种意义上说,节能就是环保。在建筑给水系统中,我们摒弃传统的水质易受污染的水泵-水箱供水方式,采用气压罐供水和变频调速供水方式。其中变频调速设备是20世纪90年代以来迅速发展并得到广泛认可的供水方式,它采用变频器改变电机的供电频率,根据用水量的大小实现对水泵的无级调速和循环软起动。变频设备已从最初的恒压变量供水发展到变压变量、变频气压供水等方式,根据系统的运行特点和设备的(下转第131页)(上接第129页)节约特性,合理地选择设备,节能效果十分显著。此外,在热水供应中,我们采用太阳能供水。太阳能取之不尽、用之不竭,环保、绿色、方便、安全。太阳能加热设备有真空管式和热管式,特点是集热率高,保温性好,受环境影响小,全自动运行,操作简单、维护方便,全年都可使用。

4 排水系统创新设计

建筑排水系统是指把人们在生活过程中所产生的污、废水,按照室外排水系统的不同排水体制,采用合适的排放方式。建筑排水系统设计朝着科学、绿色、人性、节能的方向发展,主要体现在以下三个方面。

4.1 开发第二水资源——中水

中水是指各种生活排水经过处理后,达到规定的水质标准,可在生活、环境、市政等范围内杂用的非饮用水。它主要包括生活污水和生活废水。其中生活废水包括冷却排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水及厨房排水等杂排水。我们可以把建筑生活排水收集起来经过净化处理成为中水,用作城市杂用水和建筑杂用水。由于中水工程在已建成建筑中实施比较困难,投资也比较高,目前很未大规模普及。但是从长远看,在水资源越来越紧缺的情况下,建设中水工程势在必行。

4.2 同层排水技术

目前,在我国的楼房中,水基本是从上一层向下一层排放。根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015—2003)4.3.8条指出“住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户。”《住宅设计规范》(GB 50069—1999)6.1.6条“住宅的污水排水横管宜设于本层套内。”在这种情况下,同层排水技术应运而生。同层排水技术由于其管道的维护和检修在卫生器具的同层进行,避免了很多问题的发生。2008年12月有关同层排水的《建筑同层排水系统技术规程》(CECS247:2008)技术规程也发布实施,同层排水技术更将受到了广泛的关注和应用。同层排水一般有以下五种做法:一是“沉箱式”同层排水方式;二是采用墙排式同层排水方式;三是采用垫层式,抬高卫生间的地面;四是集水器排水方式;第五种采用预置箱体置于降板内作法。这三种方法各有千秋,设计者可以根据需要进行选择。

4.3 真空节水技术

从绝对的角度来讲,为了节约水资源,用水当然越少越好。但是,前提是我们能保障基本的生活需要和清洁需要,如果只是一味地为了节约用水,连最起码的清洁都保证不了,那么节水的意义就大打折扣了。为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果,我们可将真空技术运用于排水工程之中,这一技术主要是用空气代替水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污物污水冲洗干净,以达到节约用水的目的。完整的真空排水系统包括:带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。在各类建筑中采用真空技术,

平均节水超过 40%;在办公楼中使用,节水率可超过 70%。