绿色建筑理念下装配式建筑给排水设计与施工

龚金豪 曾勤

中机中联工程有限公司 重庆 400039

随着装配式建筑施工技术逐渐成熟，越来越多企业都在积极应用这项技术，因此建筑行业进入了新的发展时期[1]。装配式建筑给排水设计关系到整个建筑的运行的效果，由于传统的给排水设计方案中缺少绿色理念，所以使用传统的设计理念无法降低建筑能耗，同时也会影响建筑功能地发挥[2]。绿色建筑理念在装配式给排水施工作业中的应用能够有效地提升建筑的环保效益，对于装配式建筑的长效发展有着重要意义。

1 绿色建筑理念概述

绿色建筑理念是一种基于生态保护为核心的发展理念，旨在通过减少建筑能耗和污染实现绿色可持续发展。绿色建筑内容包括优化建筑结构实现能源利用效率的最大化、创新施工材料实现温室气体和污染气体的零排放、改进施工技术实现节约资源等。装配式建筑施工技术是一种比传统施工技术更加节能和环保的施工技术，这项技术能够对施工污染进行有效控制，降低施工作业对周边环境的影响，实现可持续发展[3]。装配式建筑施工技术并非单单指某一项施工工艺，而是指体系化的施工过程，涉及到建筑结构组装、电气工程、给排水工程等，将绿色建筑理念与装配式建筑设计融合对于实现建筑产业绿色化发展有着重要意义。

2 装配式建筑给排水设计

装配式建筑的特点是建筑构件在预制工厂中生产，施工现场主要进行建筑构件的组装。相对于传统的施工工艺，装配式施工工艺的优点在于节能环保。应用传统的施工技术时，需要在施工现场安装和浇筑建筑构件，施工时导致温室气体、污染气体、污染液体等对周围环境产生影响，而应用装配式施工技术时无需在现场制作建筑构件，只需要将相关构件安装在指定位置即可，施工过程对周围的影响非常小[4]。由于装配式构件上存在大量的管道预留预埋已经完成，因此对给排水管道的设置位置、定位、尺寸等有更合理精确的要求；需要在给排水设计的早期阶段，更深入的与建筑结构进行提前对接，并在施工图阶段充分考虑施工过程的可行性及合理性。避免造成重新开洞、开槽等情况，甚至影响结构安全。

2.1 生活给水系统管道设计

生活给水系统包含给水及热水两个系统。但由于目前市场上的建筑交付时，有清水交付和精装交付的区别，对于不同的交付形式，应当采用不同的设计方式来分别满足实际需求。

（1）当建筑采用清水交付时，末端的给水系统由二次设计的精装部分完成。此类建筑的给水设计仅包含主系统的干管设计，其室内的的末端用水点，只能按功能或产权区分来考虑预留一个给水接口。对于此种建筑内的给水管线，应该采用与装配式结构分离的方式布置，仅给水干管在穿楼板处需要在结构板上预留孔洞或套管，给水支管只在住宅类建筑中的结构梁上预留给水引入管的穿梁套管。部分地区按照当地要求，需要在在梁上预留所有给水点位路由套管。这种安装方式与传统的建筑给排水设计和家装方式基本相同，业主可以按照需求灵活改动用水点位，但给水支管的安装需要在结构施工完成后直接明装或在装配式墙板上开槽暗装。直接明装影响建筑美观和使用空间；在结构墙板上开槽暗装，不但影响墙板整体性，也与装配式建筑所提倡的便捷高效的施工方式和低碳环保的创新理念不完全契合。

（2）当建筑采用精装交付时，可根据装配式建筑的独有特性，采用预留式和预埋式的安装方式。

预留式即为在装配式构建生产过程中，根据设计所提供的所有管线的精确定位尺寸，在装配式构件中预留出准确的孔洞和管槽等管道安装空间，当装配式构件运抵施工现场安装完毕后，再将对应的管道安装在预留好的孔洞和管槽内。此种安装做法可以满足装配式建筑的个各种优点，但对装配式构件的前期设计和生产要求要更高，不但要求设计定位尺寸要精确，产品生产过程中不同的批次数量也会更多。若出现预留孔洞和管槽不够准确或者出现遗漏的情况，仍需要在结构安装完毕后现场开槽安装。

预埋式相对于预留式，区别在于将装配式构建生产过程中的预留管槽用管道预埋的方式代替，直接将大量的可预埋管道全部埋在预制的结构构件中，留出管道接口，在装配式构件运抵施工现场安装完毕后，直接将卫生器具和非暗埋管道与构件中的预埋管道接口相连。采用此种方式更节约施工现场的流程时间，但由于装配式构件在生产和运输过程中难免出现预埋管道的损坏和管材本身质量问题等情况，若安装完毕后预埋管道出现渗漏和堵塞等现象，其修补的可能性极小，替换构件内预埋管道的工序也更加复杂。同时，由于预埋管道的接口已经固定，管道和卫生器具与预埋管道接口相连时精度要求非常高；特别是上下层之间的管道连接，要求工厂预制及现场施工误差必须限定在一个非常小的范围内。

2.2 生活排水系统管道设计

生活排水系统可根据排水支管与卫生间楼板之间关系分为同层排水和异层排水。选用不同的排水方式，对装配式建筑的要求和影响也各不相同。

同层排水一般有降板式同层排水和墙排式同层排水两种。此两种同层排水的方式在目前国内建筑给排水设计中已经使用多年，技术经验已经相当成熟。并且由于各卫生器具的排水支管均在楼层板上接入排水立管，因此采用此种排水方式在装配式建筑中对结构构件影响最小，只需要考虑排水管干管穿楼板处与装配式构件之间的预留预埋关系。

异层排水即为最传统的排水方式，卫生器具排水支管直接穿楼板进入下层汇合进入排水干管中。虽然目前新建项目中应用较少，但仍有部分地区继续采用此种方式。在装配式建筑中，仅精装交付建筑推荐采用此种方式。根据洁具等排水点的布置，需要将排水管穿楼板的预留孔洞或预埋管件全部在预制构件工厂内浇筑完成，在施工现场安装完毕结构构件以后，直接连接管道和卫生洁具。此种排水方式虽然安装简单，成本较低，但对前期设计及装配式构件的生产精度也会有较高要求。

2.3 雨水及消防系统管道设计

屋面雨水的排放一般分为传统重力排水和虹吸排水，对于目前大部分建筑而言，屋面雨水一般都采用传统重力排水方式，屋面雨水管道的位置和数量根据屋面汇水面积的划分来布置，在装配式建筑中，为尽量减少排水管道对装配式构件的影响，优先考虑将雨水立管设置于外墙面上，适当考虑立面遮挡美化。对于部分屋面雨水不得不采用虹吸排水的建筑，由于虹吸排水横管具有管径较小且不需要坡度的特性，分区域将排水立管以相对集中的方式布置，把立管设置于电梯厅或楼梯间的公共水井内。

装配式建筑中的消火栓系统的设计与传统的建筑给排水设计中的消火栓系统基本相同，均是按要求将消火栓和立管设置于楼梯间、电梯前室、公共走道等明显易取的区域，区别在于需要对穿楼板的消火栓立管进行准确定位并在装配式构件生产过程中提前预留孔洞或预埋套管。对于部分需要暗装的消火栓箱，需要准确提供消火栓箱采用类型及定位尺寸，在墙板预制过程中预留孔洞或直接预埋消火栓箱，甚至需要加大墙板厚度。

3 装配式建筑给排水管道设计的选择及施工

装配式建筑给排水管道的设计和施工涉及多个过程，对各个过程施工的工艺进行合理的选择和控制对于实现绿色可持续发展发挥着重要的作用。

3.1 给排水管道设计影响因素

装配式建筑中给排水管道设计需要结合建筑功能进行综合考虑，设计过程中需要注意的事项为：第一，管道的设置应简单合理并符合建筑功能的基本需求，并且要尽量减少管道在预制构件中的预埋件和预留孔洞及管槽；第二，节约资源，根据需要选择对应的管径及管材；第三，确保预埋管道材料的完整性，尽量减少管道的连接口，使用一体化的管道材料，避免管道出现渗漏的问题；第四，在预制构件生产前，在施工图阶段采用BIM绘图技术对各专业管线及资料进行综合碰撞检查，在核对预留孔洞位置是否准确的同时，也对管道的安装操作空间等因素进行复核，减少因施工冲突造成的安装错误进而造成后期整改浪费。

3.2 给排水管道影响下的结构预制

装配式建筑的建筑构件在预制工厂中生产，然后运至施工现场进行建筑构件的组装。虽然在构件的预制过程中，已经根据设计所提供的所有管线的精确定位尺寸，在装配式构件中预留出准确的孔洞和管槽或者直接在构件内预埋管道或管件。但现场安装过程中仍不可避免会产生施工误差，且构件的精度要求越高，收到施工误差的影响就越大，为避免因为施工误差而造成管道无法连接，进而需要现场进行大规模拆改。推荐采用预留孔洞和管槽的方式生产预制构件，使得管道在安装过程中能够实现细微调整，减小或消除施误差带来的影响。

3.3 给排水管道安装

安装给排水管道时也应将绿色理念融入。首先，应合理规划安装方法，确保安装的效率同时减少能源的消耗；其次，应做好给排水管道保护工作，防止安装时对给排水管道结构造成损伤，从而出现材料浪费问题；最后，应认真地检查给排水管道部件是否完整，避免施工时因为缺少某些构建出现等待，导致资源浪费。运输过程非常重要，如果运输时出现以上问题，安装作业将无法有序进行，机械损耗、电能损耗等都会增加，不利于可持续发展理念的落实。除此之外，安装时应该合理选择安装工具，尽量不适用高能耗的安装工具，使用一些新能源的安装工具，如电动安装工具，这样能够减少燃油消耗，实现绿色发展。

3.4 给排水管道系统检查及维护

现场完成安装作业后需要对给排水管道系统进行检查和维护，确保其能够正常工作。管道检查时应该仔细核对管道的安装与设计方案是否形成一致，如果安装位置等存在一定的差异，应分析这种差异形成的原因，并判断能否对相关部位进行调整，防止管道因安装不当，造成管道施工过程中不能满足原设计意图及使用要求。同是还应检查管道是否有渗漏堵塞，特别是预埋在装配式构件中的管道，更应该是检查的重点。检查维护过程中也要注意避免因采用不恰当的方式导致管道受到损伤，造成需要重新进行施工的后果，这不仅增加了材料能源的消耗，也带来了大量的时间浪费。只有有效地做好维护工作才能确保管道有序运行，更好地实现绿色可持续发展的目标，因此施工人员应该切实强化对维护作业的控制，确保维护作业能够有序进行。

4 装配式建筑给排水管道安装质量控制措施

装配式建筑给排水管道施工质量直接关系着建筑功能的发挥，因此必须采取措施对各项施工工艺进行控制，提升给排水管道的施工质量。

4.1 强化现场管理工作

现场管理工作非常重要，其直接关系到安装质量。首先，现场管理人员应该按照要求进行现场巡差，发现问题后及时纠正，避免技术问题一直存在，影响施工的质量；其次，强化管理制度研究，通过严格的现场管理制度对技术人员进行管理，防止其出现错误操作，对于屡次出现技术性错误的人员应该加大批评和惩罚；最后，通过BIM管理系统进行管理，动态地掌握现场的施工情况。现场管理工作的落实对于推进绿色建筑理念在装配式建筑给排水系统施工中的融入发挥着重要的作用，管理人员应制定更多严格的现场管理方案，推动现场管理工作有序进行。现场管理工作的优化对于实现可持续发展理念有着重要的意义，因此应持续强化现场管理工作，提升施工质量。

4.2 强化人员技术培训

装配式建筑施工技术是一种新型的施工技术，目前我国很多施工人员对于这项技术的了解程度较低，因此施工效果并不理想。想要提升施工质量，应强化对人员技术进行培养，提升技术人员技术水准。首先，做好岗前培训，将给排水施工过程中应用的技术教给施工人员，使施工人员能够按照技术要求进行操作，从而确保施工作业有序进行；其次，最好现场指导工作，通过现场指导人员进行技术指导，能够减少施工人员技术失误，保障施工质量；最后，招聘技术人员，企业应该加大技术人员招聘，通过良好的薪资待遇吸引更多技术能力较强的人员。施工人员技术水平的提升能够确保施工作业有序开展，这对于落实绿色建筑理念发挥着重要的意义，施工单位应重视这项工作，切实做好技术培训工作。

4.3 强化技术创新工作

技术创新对于给排水施工作业质量提升也很关键，绿色建筑理念注重节能降耗，所以可以从整个给排水施工作业过程对能耗进行控制。首先，应该BIM技术建模，对给排水系统进行优化，使各类材料的应用效率提升，减少能源消耗；其次，研发新型的给排水管道材料，要求新材料轻度高，并且不会带来污染，与可持续发展理念相符；最后，优化施工技术，施工过程中需要使用多种机械设备，机械设备消耗燃油和电能，从而带来污染问题，如果能够对这些设备进行控制，则能够减少能源的消耗，实现可持续发展。想要更好地将绿色建筑理念融入其中，应该重视技术创新，通过技术创新推动节能环保理念的融入，从而更好地实现可持续发展和绿色发展。

5 结束语

总而言之，随着建筑行业发展，装配式建筑技术应用越来越广泛，装配式建筑给排水设计应该融入绿色建筑理念，切实实现节能环保的发展目标。为了实现这一目标，设计人员应该对整个设计过程进行控制，尽最大努力减少能源损耗，提升给排水设计方案的绿色环保性，从而更好地推动绿色建筑经济发展。施工单位应重视绿色建筑理念在给排水设计中的应用，不断地改进施工技术和优化施工方案，从而实现预期的发展目标。