综合性建筑项目给排水设计思考

孔庆吉

（山西华鼎建筑设计有限公司 山西太原 030006）

0 前言

给排水设计即给水系统、排水系统设计，直接影响建筑的用水、排水活动和使用价值，在现代建筑设计和建设中得到普遍重视。综合性建筑的用水情况较普通民用建筑、单纯商用建筑更为复杂，带有动态变化特点，其给排水设计也需要考虑建筑特征，从思路到方法均应做好评估，确保建筑设计满足用水排水需求。

1 综合性建筑项目给水设计

1.1 设计思路

思路上看，建筑项目给水系统需要强调三个要素，即适用性、稳定性和经济性，综合性建筑的特点更为突出，需要重点考虑建筑用水的峰值需求。如现代商民两用建筑，与单纯民用建筑相比，其日间用水量明显更大，而在进入冬季、夏季、主要节日、夜间等特殊时间段、时间节点时，综合性建筑的用水量又会出现下降，这与建筑功能存在明显关联。以提升给水设计有效性为目标，应在实际工作中，重点考虑建筑工作内容，以此评估其峰值用水量，作为设计基本要求。

1.2 设计方法

方法上看，综合性建筑项目给水系统设计，可借助参数模拟法，建立分析模型，为设计工作提供依据。目前较多见的模型建设方法为计算机虚拟模型，以BIM技术、有限元方法为技术支撑。以BIM法为例，假定某综合性建筑设计20层，另有地下室1层，其中1～4层拟建设为商场，5层为转化层，6～20层为普通商品房。其给水系统的设计，可首先收集同类建筑既有资料，获取相关建筑的用水平均量，设为A，平均峰值用水量，设为B，作为基本参数予以记录。收集建筑设计方案，了解建筑自身的用水态势，设为X，以上述信息为基础，构建一个BIM虚拟模型，代入X进行观察，了解模型内用水需求为“X”吨时，给水系统主管道的内径、压力；副管道的内径、压力等，核准无误后，添加参数A，模拟建筑内可能出现的动态变化，了解当建筑用水需求达到“A”吨时，既有的管道参数（即X模式下的参数）是否能够满足给水需求，如果A参数小于X，可不予模拟。最后代入参数B，了解极限用水需求下，既有的管道参数是否能够满足给水需求，如果B参数小于X，可不予模拟。通过参数模拟法，可了解既有设计模式下的给水管道参数、管道数目、分布设计合理性，酌情予以优化。

1.3 需控制的要点

综合性建筑项目给水设计需要考虑的要点，包括两个方面：①用水量动态变化是否在设计阶段得到评估；②能够契合现代绿色建筑节能要求。动态变化评估方面，拟采用迭代分析法，将综合性可能出现的用水波动设为一个固定系数，结合建筑给水系统改造年限，进行给水系统建设标准的纠正。假定某建筑的给水系统拟在10年后进行更新，同类建筑每年用水量增长率为1.0%，以上述参数为基准，当建筑本年度用水量默认为X时：

次年用水量为101%X，第三年用水量增长为1.01（101%X）……据此迭代到第十年，以最终结果为本建筑给水能力下限要求。节能设计上主要考虑建筑建设需求，尝试以智能技术、自适应技术等，控制给水作业。如日间综合性建筑用水总量较少，可设计智能控制结构，在日间以较低的给水压力（离心力）进行供水作业，晚间则提升给水压力，契合不同时间节点内的用水需求，实现建筑给水作业的绿色、节能化。

2 综合性建筑项目排水设计

2.1 设计思路

思路上看，综合行建筑项目排水系统强调符合排水多样化需求，如商民两用建筑，商用部分排水具有持续性特点，集中于日间；民用部分排水具有间断性特点，集中于早间、晚间；部分特殊时间段，如晚间17-21h，民用部分和商用部分的排水量均较大。排水系统应考虑满足上述各类情况的工作需求，尤其是特殊时间段的最大排水需求。此外，当建筑周边出现强降水天气时，市政排水管道的工作压力整体增加，也需要考虑综合性建筑排水能力是否受到波及，造成排水不畅等问题。

2.2 设计方法

方法上看，除借助模拟技术了解排水需求外，还考虑从理念层面进行分流模式建设。与市政雨污分流设计理念类似，建议在综合性建筑的排水系统设计上采用多管道并行机制，以常规作业管道进行日常排水，确保建筑内产生的废水可完全有效排出。在此基础上，设计备用排水系统，在日常工作中使其处于关闭状态，进入晚间排水高峰、建筑单位时间内排水总量超过常规作业管道工作上限（或接近）时，启动备用排水系统进行排水；综合性建筑周边出现强降水天气，建筑周边排污系统工作压力增加，使建筑排水活动受到影响时，启动备用排水系统进行排水。备用排水系统不可与常规排水管道共用外流通道，可在条件允许的情况下直接与几何距离最短、排水能力最强的市政排水系统进行连接，以确保两套排水系统系统可同时进行排水作业，应对特殊情况、特殊时间条件的下排水需求。

2.3 需控制的要点

以分流模式为基本要求，综合性建筑项目排水设计应重视不同部分作业的独立性，拟借助智能设计进行自适应控制。从原理上看，综合性建筑的排水工作与排水管道工作压力具有线性关联，建筑排水量越大，排水管道的工作压力越大，其直接表现为管道内水流量、流速等参数的变化。可在常规排水管道中选取2～3个位置，放置水流传感器，以传感器实时收集排水管道内水流速、流量信息，并将对应信息反馈给计算机终端，默认常规管道排水量达到T吨/h时，启动被动排水系统。传感器在实际作业中，收集所获的常规感到排水量围绕T吨/h出现上下波动，表现为：

T=[Tmix……T-2；T-1；T；T1；T2……Tmax]

[Tmix、Tmax]为常规管道排水参数的最小、最大值，当传感器收集所获信息在T以下时，计算机默认常规排水管道仍可满足排水要求；当传感器收集所获信息在T或T以上时，计算机默认常规排水管道不能满足排水要求，下达“启动被动排水管道”指令，备用管道随之启动，保证污水、废水的排放效果。智能技术的应用是现代综合性建筑项目给排水设计的基本趋势，也具有积极应用价值。除在进行管道管理过程中运用之外，还可用于信息收集，包括建筑不同时间段、不同季节、不同区域的排水量、增加量、波动值等信息，为后续管道设计和优化提供参考。

3 总结

综上，综合性建筑项目给排水设计需要考虑建筑特点，结合建筑实际需求酌定参数和具体方法。给水设计方面，思路上考虑建筑最大需求，主要以参数分析法酌定方案，控制要点为用水量的波动规律评析。排水设计方面，思路上重视考虑排水多样化需求，强调构建可同时工作的分流模式，并控制其作业独立性。