1、建筑给排水节能节水技术的应用分析摘要：建筑节能节水作为一项系统工程，各个环节的合理设计与应用都至关重要。既要重视用水的安全性和科学性，又要不断引进新设备，学习新技术达到合理节能节水的目的，实现水资源可持续利用，本文结合工程实例，从给水系统设计、排水系统设计和消防系统设计这几方面讨论了建筑给排水系统节能设计工作，并提出合理的设计方案，以供同行借阅。 关键词:建筑；给排水系统；消防系统；节能设计 中图分类号：S210 文献标识码： A 目前，城市水资源浪费的现象仍然存在，在一定程度上制约了城市经济的发展，其中建筑是城市主要的用水大户，每年的水资源消耗量在城市总用水量占有较好的比例。同时高层建筑具有
2、楼层数量多、用水要求高和排水量大而且集中等特点，一旦发生火灾，火势会迅速蔓延，组织救援与实施灭火的难度相对较大，严重情况下可能会造成人员的伤亡和财产的损失。因此，为提高水资源利用率和建筑的整体安全，建设单位有必要加强建筑给排水系统节能节水设计工作。本文通过探讨建筑给排水系统节能节水设计工作，在设计过程中做到统筹兼顾和合理规划，确保建筑给排水系统的正常运作，取得了较好的经济效益。 一、工程概况 某工程建筑总高度为 98.9m，地下 1 层为车库；地上共 18 层，一、二层为商业网点，二层无卫生间，三层及以上为住宅。根据GB503522005民用建筑通则基本规定，住宅建筑 10 层及 10 层以上
3、为高层建筑，建筑高度大于 100m 的民用建筑为超高层建筑。 二、生活给水系统设计 2.1 基本参数 市政给水管网位于建筑北部，常年水压 0.2MPa。根据卫生间用水器具可知，该居住建筑属于类普通住宅，用水定额选取 q=200L/(人d)，小时变化系数 Kh=2.6，用水时间 t=24h，居民户数为 180 户，每户人数选取 3.5 人，计算得出最高日用水量 Qd=126m3，最高时用水量 Qh=13.65立方米。 2.2 给水系统选择 方案 1:由于该建筑为普通高层建筑，为合理利用空间，不设避难层，无法在各区设置水箱独立供水，只能在顶层设立高位水箱，向下供水。水泵房设置 2 台大功率水泵，1
4、 用 1 备，为高位水箱供水。根据规范，各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于 0.45MPa，特殊情况下不宜大于 0.55MPa，所以应在各分区设立总减压阀，并通过计算，在各区压力超过规定的入户端设分户减压阀。 方案 2:按照分区高低不同分别设置并列 3 组给水立管，每个分区由2 台变频水泵直接独立供水，无需水箱储水或减压，给水立管均设在管道井内，根据规范，计算各分区入户端水压，在超压处设分户减压阀，同方案 1。 方案 1 与方案 2 的对比如表 1 所示。 表 1 高层给水系统竖向分区两种方案对照表 从建筑安全和节能节水角度分析，方案 2 更适合高层建筑给水系统分区。 三、排水系统设计
5、 3.1 高层排水系统特点 由于高层建筑排水均属于生活污废水排放，污物变化比较稳定，地上部分可以采用重力排水，地下集水坑采用压力排水，在节约能量和设备方面较合理。但是重力排水也会产生一系列影响住户生活的后果:水封一旦被破坏，管道中难闻气味会从卫生器具进入住户，污染居室空气，产生恶劣影响；高层排水进入立管，水跃高度大，使底层管道受压大且集中，对管道质量产生严重腐蚀和冲击，底层用户也会受到噪声的影响；卫生器具大量使用，一次集中排水较频繁，排水瞬时流量较大，在管道横向转弯处容易产生堆积堵塞，一旦处理不当，便会产生不利影响。为了防止以上情况的发生， 高层建筑给水排水设计手册对一个完善的排水系统做了 4
6、 点要求:管道布置合理和管道最省，并能迅速排出污废水，水力条件好；尽量使管内气压稳定，防止管道系统水封被破坏和水塞形成；管道及设备的安装必须牢固，防止震后位移、漏水；为污水综合利用及处理提供有利条件，尽可能清、污分流。这 4 点要求将节能节水节材与管道布置相结合，为排水系统的合理布设提供了依据。 3.2 排水系统选择 该高层排水主要从污水、废水和雨水 3 个方面入手制定系统方案。由于雨水比较集中，瞬时流量相对污水大，不能与污水系统合流，所以采用独立排水，方便雨水快速排出，不产出长时间淤积，以下不做详细介绍。 对于污废水系统，笔者制定了两种方案:方案 1，污废分流排水系统，卫生间设两根排水立管和
7、一根公用通气管，厨房设一根排水立管；方案2，污废合流排水系统，卫生间设一根排水立管和一根专用通气管，厨房设一根排水立管。 比较两种排水系统，方案 1 将大便器排水和其他卫生器具排水分开排放，方便了不同污物分离和集中处理，而且有效调节了室内环境，保证了居室卫生条件良好的要求。由于一般卫生间面积较小，设立 3 根立管严重占用了卫生间的有效空间，没有实现建筑空间的最优化使用的要求。 方案 2 在有效利用空间和合理布置管道方面结合良好，而且排水瞬时流量大，水力条件良好，不容易产生管道淤积，对低层管道的冲击比较剧烈。专用通气管的使用有效的解决了这个问题，使排水管气体由通气管排出室外，不会造成水封破坏。
8、通过比较两种方案的优缺点，方案 2 比方案 1 更有优势。选择方案2 污废合流设计为该高层建筑的排水系统，结合通气立管的合理连接和底部管段的有效抗压设施，使污废合流排水系统更优化。 四、消防系统设计 4.1 基本参数 建筑高度超过 50m，根据高层民用建筑设计防火规范 ，室外消防用水量 15L/s，室内消防用水量 20L/s，火灾延续时间为 2h，消防水箱为18m3，自动喷水灭火系统按照中危险一级，采用湿式枝状供水系统，喷水强度为 6.0L/minm2，作用面积为 160m2，持续时间为 1h。 4.2 消防系统 该高层建筑火灾类型和危险等级比普通多层建筑复杂。建筑高度超过 50m 左右，高度
9、越大，风速越大，一旦发生火灾，火势猛烈，向高处蔓延迅速。高层建筑内有大量可燃性物品，燃烧产生浓烟和热量，不断向上发展，使发生火灾层以上的住户来不及疏散。 4.2.1 自动喷水灭火系统和灭火器系统 高层消防系统分为消火栓系统、自动喷水灭火系统和灭火器系统。该高层建筑内，自动喷水灭火系统布设在地下车库、一层和二层商业网点，报警阀设置在该建筑地下一层报警阀室。商业网点设置水流指示器、信号阀及末端试水装置。 4.2.2 消火栓系统的选择 消火栓系统在高层建筑中含有给水系统，但是设计标准更高于普通给水系统。该系统包含大量相关设施和配件，需要设计师在保证配水合理的基础上合理配置消防管道，选择更优分区系统，
10、有效地节材节能节水，达到事半功倍的效果。根据规范，消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于 1.00MPa 时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于 0.50MPa 时，应采取减压措施。该工程消防给水系统共分两个区:17 层及以下为低区，18 层及以上为高区。由本建筑两侧引入两条进水管，进水管与地下室环状管网连接，并在室内形成环状。目前，工程上高低两区消防给水方案基本有两种:方案 1，每个分区各设一套消火栓加压泵(并列型)；方案 2，每个分区各设一套消火栓加压泵(串联型)。方案 1、方案 2 消火栓供水系统如图 1、图 2 所示。 从消防安全与节能等方面比较两种方案，方案 1
11、 从供水角度分析，优缺点见表 1 中方案 2。除此之外，每个分区相互独立，极大提高了消防安全性。方案 2 的水泵扬程低，功率小，可以减少电力等能源的消耗，管线较方案 1 短，使用一般管线就可以满足压力要求，最大限度地节省了建材。但是串联方式将两个分区供水系统相联系，一旦某个分区供水系统出现问题，另一个分区不能正常供水，可能会造成严重的后果。 五、结语 通过探讨建筑给排水系统节能节水设计工作，笔者给出了以下两点建议：建筑给水系统可采用不设水箱并列供水方式，排水系统建议采用污废水合流排水方式，消火栓系统建议采用并列型供水方式；在给排水系统设计中，设计人员应结合相关规范规程，协调好绿色环保节能与建筑内部设计间的关系，以设计出适合当前建筑发展需要的给排水系统。 参考文献 1李馨.高层建筑给排水系统设计问题探讨J.技术与市场.2013 年第 01 期. 2马林;刘宪聪.建筑给排水系统中节水节能设计探讨J.城市建设理论研究.2013 年第 01 期.
