建筑给排水设计过程中关于绿色节能设计探讨

蔡昂 徐良斌

（1 浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310014；2 中国联合工程有限公司，浙江 杭州 310022）

前言：随着我国绿色建筑设计的不断发展，同时碳中和概念的进一步提出，对于建筑内部给水及排水的设计，要求进一步落实绿色节能的要求及设计低碳环保的绿色建筑，紧密结合《民用建筑节能工程质量监督工作导则》等相关法律法规，对原有的建筑给排水系统作出革新。在建筑管道选择、给排水结构设计的过程中，使用规范的市政给水管网、节水管材、节能设备，实施分质供水、绿化节水，修补与改善漏损管网、限定系统出流水压，来实现建筑不同给排水区域的节水节能目标。

一、建筑中给排水系统绿色节能设计的需求和意义

（一）新时代建筑给排水低碳节能的需求

当前我国虽然水资源总量巨大，但人均水资源占比较少，东西部水资源分布不均衡，南方地区虽然水资源较多，但随着环境的恶化，可利用水资源逐渐减少。而每个单体建筑又是构成社会整体的一个重要单元，若能做到每个单体建筑绿色节能，对整个社会的贡献价值将不可估量。给排水系统在建筑中对节约水资源，合理利用回用水系统有着重要的意义，这对整个建筑的绿色节能有着不可估量的作用。建筑给水排水系统设计需要进一步针对内部管道的腐化锈蚀、供水压力大小问题及可回用水源等问题，制定出更加完善，节能，合理的的给排水设计方案，才能满足不同社会居民、工业制造企业的输水与排水需求及节能减排绿色建筑的要求。

从当下不同建筑的生活给水及排水、生产给水及排水等系统来看，通常存在着缺乏完整的专业给排水体系，以及内部给排水管道流水温度、压力、水质等处理的不达标问题。特别在新时期多种给排水、通气技术快速发展的形势下，传统给排水系统的管材漏损、生活用水二次污染，使得排水系统的正常运行、水量供应难以顺利进行。因此，面对社会产业生产、居民生活的绿色发展趋势，建筑给排水管材系统、管道系统与节水系统的设计，可以有效解决内部给排水通道的管道破裂，以及水源输送、排水串味等问题。

（二）建筑给排水绿色节能设计的重要意义

建筑给排水设计的绿色节能理念，对社会不同建筑结构完善、产业的转型与发展意义重大，面对社会环保型建筑的建设要求，利用多种节能管材、系统节能设计方案，可以保证既定给排水节能减排效果的实现。因此，对不同区域建筑结构开展给排水绿色节能的设计，通常具有以下几方面的意义：

1.改进与完善原有建筑给排水结构的硬件组成、节能方式。由于部分建筑建成的时间较长，其内部给排水管道分布、零件结构，可能会存在管道渗漏，以及水质、温度、压力等的问题，这属于给排水工程施工的遗留问题。而通过深入到建筑内容，进行给排水系统设备、管道结构、节能方案的改革创新，有助于从输水管网、污废水处理、雨水收集等方面着手，对建筑室内、阳台、卫生间、地下室的区域，作出相关管网破损修理、节能设备更换、分质供水，保障日常供水排水工作的顺利进行。

2.提高建筑给排水的资源利用质量、社会生产生活水平。对于不同用途建筑的给排水设计，特别是建筑排水系统的规划设计，在减小环境污染、维持正常生产生活活动的运转方面，起到重要的辅助支持作用。因而围绕建筑给排水系统的节能减排设计，开展一系列给排水节能材料、水流管道的科学创新设计，能够在促进水资源合理应用，降低水资源输送能源消耗的情况下，提高全社会成员的生产生活质量。

二、目前不同建筑给排水设计存在的问题

（一）建筑给排水节能材料、管道的质量不达标

当下商业住宅、工业生产建筑所使用的给排水材料，通常包括室内自来水管、水池补水管、水龙头、卫生间坐便等，但在建筑设计与施工初期，往往缺乏对节水型、节能型材料的考虑，而是出于整个建筑施工成本的考量，选用质量较差的给排水材料，造成节能材料、管道线路的质量不过关。对于不同建筑给排水管材要求不同，室内生活给水管常用管材有不锈钢管、铜管、塑料给水管、钢塑复合管等，对早期设计的建筑通常还采用给水球墨铸铁管等管材；室内重力流排水管通常可采用塑料排水管，柔性接口的铸铁排水管等，对于有压排水管可采用耐压塑料管，金属管或者钢塑复合管等，对于连续排水温度大于40℃的排水可采用金属排水管或者耐热塑料管等。针对不同建筑，由于对给水及排水的要求不同，因此需要根据实际情况合理选择管材，而管材的选择往往关系到建筑的漏水情况，对节约水资源有着重要意义。因此在设计过程中在选择合理经济的管材的前提下，还需要考虑管材的性能，在施工过程中，需要严格监管施工质量，以避免出现因为施工质量差的情况而造成不必要的漏水及反工。

（二）建筑给排水管道腐化锈蚀、节点连接的问题

部分建筑给排水系统由于年久失修，其本身会出现腐化锈蚀，以及管道之间不同节点连接的密封性问题，导致给水管漏水，排水管道发生雨污合流、污水泄漏等问题。一般建筑给排水管道设置在地下，若管道结构、管材丝扣的连接产生破坏，那么将对雨水回收、污水处理与排放等造成严重影响。

同时在建筑给排水管道输水的过程中，通常采取PE、PPR、HDPE 等材质的给排水管，进行雨水、中水、污水的输运处理，而其中机会使用到热熔、承插、粘接的节点连接方式，一旦管道连接处出现密封不严、泄露的情况，则会导致给排水管道发生区域环境污染、污水泄漏的问题，使得给排水系统的使用年限、节能效果大打折扣。

（三）建筑给排水雨水回收、废水处理系统不完善

不同地区给排水的设计中，缺乏全面性的建筑排水管网、管道结构规划，也很少根据雨水流量、污水排量进行系统性计算，往往是给水量、排水量远远大于管线流量，使得雨水收集、污水排放系统不畅通。而且部分建筑没有雨水回收利用、污废水处理系统，排放的雨水或污水在短时间内不能得到有效处理，造成排入地下的水资源产生污染，对雨水资源、废水循环的利用效率不高。

三、建筑给排水中绿色节能设计的创新策略研究

（一）引入节水型管材、节水器具的服务硬件设施

对于建筑给排水的水资源输送、节水控制，需要采用优质节水型管材、节水器具，进行原有建筑内部管材、节能组件的创新。首先传统镀锌钢、铁质管材容易在长时间浸水中，产生腐化、锈蚀的问题。现行规范生活给水管已不允许使用镀锌钢管，同时给水铸铁管也逐渐淘汰，若利用以上管材进行生活用水供给，则很大可能会出现铁锈污染从而影响水质。因此现阶段设计需要根据不同功能的建筑合理选择给水管管材，高层建筑立管和供水支管可采用钢塑复合管，不锈钢管等金属管材，而入户支管经过减压后可采用PPR等塑料给水管。以上立管干管采用金属管道，由于高层建筑二次加压，供水压力较大，对立管和干管需要采用强度高，供水安全性能高的管材，而入户支管根据节能规范要求，入户压力不大于0.20Mpa,因此往往通过加压，减压后的管材可采用PPR 等给水塑料管。一方面可以最大程度减少输水管道、管材接头处的锈蚀问题，二是做好管材连接处的粘结工作，能够解决管道供水、排水过程中的渗漏情况。

其次，在建筑给排水节水器具的选择方面，生活用水器具选型应满足《节水型生活用水器具》GJ/T164-2014 的规定，若绿建要求3 星的建筑，可采用用水效率等级达到标准规定的1 级，大便器采用冲洗水箱小于4 L 的节水型大便器，龙头采用陶瓷阀芯节水型龙头，其中公共卫生间洗脸盆、小便器采用感应式龙头，蹲便器采用延时自闭式冲洗阀。

（二）优化给水系统供水压力

传统建筑管道输水、加压供水业务的执行，通常选取加压泵、高位水箱、变频水泵等设备，进行市政水池、管网处的供水压力和水量控制，以上给排水方式虽然有一定的节水效果，但仍然会造成水资源二次污染、能源浪费等问题。

针对二次加压系统压力过高，容易造成爆管等情况，需要在设计时对不同高度的建筑进行分区，做到各区最低卫生器具配水点静水压力均小于0.45MPa，且分区内低层部分设支管限流或减压措施保证用水点处供水压力不大于0.20MPa，且不小于用水器具要求的最低压力。

（三）建筑给排水雨水回收、废水处理设备的应用

2014 年，中央正式提出“海绵城市”的概念，海绵城市是指通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。海绵城市是从源头控制径流系数、缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境的有效措施，是新型的城市雨洪管理理念，是城镇可持续发展的重要手段。在新建小区内调蓄设施优先考虑下凹绿地和渗透地面，其次考虑雨水调蓄水池。屋面雨水通过雨水斗收集并采用断接方式分散排至下凹绿地等设施，同时道路雨水通过雨水篦子收集后排入下凹绿地等设施；通过入渗、调蓄等措施，本工程年径流总量控制率满足不小于75%要求，且外排雨水峰值流量不大于市政管网接纳能力。一般项目建议采用雨水综合利用设施，用于绿化浇灌及景观水用水。雨水综合利用设施由安全分流井、雨水弃流控制器井、复合流过滤器井、塑料模块组合水池池体、雨水深度净化设备及水池出水井组成，雨水收集系统清水池及净水设备均设置在室外地下。雨水收集池根据3 日绿地及道路浇洒的水量计算。

结语

综上所述，建筑给排水结构的绿色节能设计过程中，要注重对原有给排水管材、管道结构、节水器具进行改革创新，引入多种新型绿色节能设备、节能实施方案，可以有效解决管道腐化锈蚀、节点连接松动，以及给排水雨水回收、污废水处理与使用的缺陷问题。根据以上建筑给排水绿色节能的创新实施方案，并且结合海绵城市设计，可以得出利用节水型器具或管材、雨水回收设备、废水处理设备，可以在给排水水资源节约、电源节能的同时，保证系统内各项功能的稳定进行。