摘要：綠色建筑作為環(huán)境友好型的低碳建筑，近年來(lái)在我國(guó)發(fā)展迅速。由于綠色建筑的給排水設(shè)計(jì)中運(yùn)用節(jié)水節(jié)能技術(shù)，可有效減少建筑全生命周期中的碳排放，提高建筑的社會(huì)效益，因此介紹了有關(guān)綠色建筑給排水設(shè)計(jì)的主要節(jié)水節(jié)能技術(shù)，并從實(shí)際項(xiàng)目出發(fā)，對(duì)綠色建筑項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)中采取的節(jié)水節(jié)能措施進(jìn)行了相關(guān)介紹，為類(lèi)似綠色建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：節(jié)水節(jié)能技術(shù)；綠色建筑；給排水設(shè)計(jì)

建筑工程項(xiàng)目在建設(shè)和使用的全生命周期中，不但會(huì)消耗大量資源和能量，而且會(huì)在一定程度上對(duì)項(xiàng)目周邊環(huán)境造成破壞[1]。綠色建筑可最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生，有利于從根本上降低建筑建造和運(yùn)營(yíng)期間的環(huán)境污染和能耗[2]，隨著全球能源危機(jī)和氣溫升高的形勢(shì)愈加嚴(yán)峻，綠色建筑受到廣泛關(guān)注。隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，綠色建筑在我國(guó)的發(fā)展走上了“高速路”。2022年，由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)的《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》要求，到2025年，新建的城鎮(zhèn)建筑實(shí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，綠色建筑中星級(jí)建筑的占比不小于30%，大型公建及政府投資新建的公益性公建全部滿足一星級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)。給排水作為綠色建筑中不可或缺的系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中運(yùn)用節(jié)水節(jié)能措施，可顯著減少綠色建筑項(xiàng)目建造和后期運(yùn)營(yíng)中的資源浪費(fèi)及能量損耗。因此，在當(dāng)前階段持續(xù)加強(qiáng)節(jié)水節(jié)能技術(shù)在綠色建筑中的運(yùn)用研究，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。

1 給排水設(shè)計(jì)中的主要節(jié)水節(jié)能技術(shù)

結(jié)合《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378-

2019）中有關(guān)給排水系統(tǒng)的相關(guān)要求，在綠色建筑給排水設(shè)計(jì)中，常采用合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)、控制末端出水壓力、選用適合的管道管材、采用節(jié)水器具、使用中水和回用雨水、選擇節(jié)水灌溉方式、采用可再生能源等節(jié)水節(jié)能技術(shù)措施[3]。

結(jié)合建筑場(chǎng)地和樓層標(biāo)高設(shè)計(jì)綠色建筑中的給水系統(tǒng)，以及合理設(shè)計(jì)分區(qū)服務(wù)樓層和范圍，避免分區(qū)服務(wù)最低和最高樓層高差過(guò)大而導(dǎo)致底部超壓和能耗增加。同時(shí)，末端給水點(diǎn)水壓應(yīng)設(shè)置在0.2MPa以內(nèi)且滿足正常用水水壓需求，避免因末端用水點(diǎn)壓力偏大而導(dǎo)致給水分區(qū)壓力過(guò)大，可有效減少因分區(qū)壓力過(guò)大導(dǎo)致的管網(wǎng)滲漏和超壓出流浪費(fèi)。另外，給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，還需注意管材選用，避免因管道壓力等級(jí)小于系統(tǒng)工作壓力而產(chǎn)生爆管等不利影響。

在綠色建筑中，根據(jù)不同用水場(chǎng)景和水質(zhì)要求以不同水質(zhì)分別進(jìn)行供給，可有效減少高質(zhì)水源的浪費(fèi)，提高利用率。供給綠化澆灑、便器沖水、道路廣場(chǎng)沖洗、車(chē)庫(kù)地坪沖洗等生活雜用水情形，采用中水作水源時(shí)，水質(zhì)應(yīng)符合《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T

18920-2020）的要求；采用回用雨水作水源時(shí)，水質(zhì)應(yīng)滿足《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50400-2016）的規(guī)定。供給生活飲用水系統(tǒng)時(shí)，水質(zhì)應(yīng)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2022）的規(guī)定，可采用市政給水作水源。

由于建筑熱水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的能耗較大，因而建筑熱水系統(tǒng)常采用燃油、燃?xì)狻⒖諝庠椿蛩礋岜?、太?yáng)能、工業(yè)余熱等方式制熱。為減少碳排放，綠色建筑設(shè)計(jì)中熱水系統(tǒng)采用可再生能源或廢熱利用的方式制熱，如采用熱泵系統(tǒng)或工業(yè)余熱制熱，減少傳統(tǒng)石化能源的使用，并對(duì)熱水給水和循環(huán)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，避免出熱不及時(shí)導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)和能量損耗。

2 項(xiàng)目概況

以位于貴州省仁懷市的某醫(yī)院項(xiàng)目為例，用地面積為30089.88m2，綠地率為42%，項(xiàng)目地上部分的面積為55074.4m2，地下室車(chē)庫(kù)面積為32984.1m2，項(xiàng)目建筑總面積為88058.5m2。某醫(yī)院建筑地上主要功能為病房、門(mén)診室、急診室、醫(yī)用技術(shù)用房及醫(yī)院行政辦公用房，主樓層數(shù)為地下3層、地上13層，建筑總高度為58.5m，各樓層對(duì)應(yīng)相對(duì)標(biāo)高如表1所示。

3 節(jié)水節(jié)能技術(shù)在綠色建筑給水設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

3.1 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

某醫(yī)院項(xiàng)目以市政給水作生活及消防水源，從項(xiàng)目東側(cè)道路和北側(cè)道路分別引入管徑為DN200的2根市政自來(lái)水管，市政給水管網(wǎng)壓力為0.3MPa。市政引入管接至項(xiàng)目地下室并與地下室的環(huán)狀給水管網(wǎng)相連。由于市政水壓無(wú)法正常供給本項(xiàng)目豎向最高點(diǎn)，需進(jìn)行加壓供水，因而為不浪費(fèi)市政給水壓力，將項(xiàng)目豎向上分為市政直供區(qū)和加壓供水區(qū)。其中，市政直供區(qū)為-3F～3F，直供區(qū)給水從地下室環(huán)狀管網(wǎng)直接接管；加壓供水1區(qū)為4F～8F，加壓供水2區(qū)為9F～13F，加壓區(qū)均由-1F水泵房?jī)?nèi)設(shè)置的水泵水箱聯(lián)合供水，并在4F～6F和9F～11F的橫干管上設(shè)置減壓閥，閥后壓力0.2MPa。

3.2 熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目4F～13F為住院病房，采用集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)；門(mén)診和急診等區(qū)域的公共衛(wèi)生間，采用即熱式電熱水器進(jìn)行制熱。項(xiàng)目所在的仁懷市年平均氣溫15.6℃，全年無(wú)霜期311d，集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的熱源考慮采用空氣源熱泵。熱水采用空氣源熱泵作主機(jī)熱，電加熱作輔熱（僅在環(huán)境溫度低于設(shè)定值時(shí)開(kāi)啟，彌補(bǔ)低溫情況下主機(jī)的能力衰減）。采用閉式熱水系統(tǒng)，給水引自生活水泵房，熱水系統(tǒng)分區(qū)與生活給水系統(tǒng)保持一致，各熱水分區(qū)設(shè)置循環(huán)泵，對(duì)熱水進(jìn)行機(jī)械循環(huán)。

3.3 中水回用或雨水回收利用

由于項(xiàng)目為醫(yī)院建筑，醫(yī)療污水不得作為中水水源[4]，因此采用回用雨水作非傳統(tǒng)水源，即利用回用雨水作植被灌溉、道路和廣場(chǎng)澆灑、車(chē)庫(kù)沖洗的水源。項(xiàng)目進(jìn)行海綿城市設(shè)計(jì)，設(shè)有雨水控制和利用設(shè)施，場(chǎng)地的年徑流總量控制率為75%。經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目生活雜用水年用水量為5328.23m3，項(xiàng)目可控制及利用的雨水年徑流總量為7217.33m3，項(xiàng)目雨水回收利用量可滿足生活雜用水全部使用水量要求，實(shí)際生活雜用水的非傳統(tǒng)水源使用占比達(dá)100%。雨水回用流程如圖1所示。

經(jīng)處理后的回用雨水應(yīng)滿足[5]，COD≤

30mg/L，SS≤10mg/L。雨水回用的管網(wǎng)和設(shè)施均設(shè)置明顯、明確、清晰的永久性標(biāo)識(shí)，管網(wǎng)可取水之處均采取鎖具保護(hù)或采取專(zhuān)用工具開(kāi)啟措施，且在管網(wǎng)附件、儀表等位置均標(biāo)注“雨水”字樣。

3.4 綠化節(jié)水灌溉

項(xiàng)目室外綠化灌溉采用微噴灌的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，其噴灌方式能使種植物在根部維持一個(gè)恒定且接近最佳的土壤含水量，相比傳統(tǒng)噴灌方式更節(jié)水、更節(jié)能，且無(wú)需人工看守灌溉過(guò)程。此外，項(xiàng)目還設(shè)置了土壤水分傳感器和雨感傳感器等自控元件，進(jìn)一步保障水資源高效使用。

3.5 選用節(jié)水器具

項(xiàng)目所有衛(wèi)生潔具均采用節(jié)水型器具，潔具的用水效率均達(dá)到1級(jí)。坐便器選用2檔可調(diào)且一次沖洗量不超過(guò)6L的型號(hào)；蹲便器配置腳踏沖洗閥；小便器配備感應(yīng)式自閉閥，且一次沖洗量不大于3L；所選用便器均自帶水封，水封層厚度不少于50mm。公衛(wèi)洗手盆的水龍頭配設(shè)感應(yīng)式龍頭。診療室、檢驗(yàn)室、配方室、無(wú)菌室等供醫(yī)護(hù)人員和實(shí)驗(yàn)室人員使用的洗手盆、洗滌池、化驗(yàn)盆等均配備感應(yīng)式水龍頭，并應(yīng)設(shè)置阻止污水濺出潔具的措施。洗手盆、洗滌池等潔具均配備密閉性能良好且經(jīng)久耐用的水嘴，其內(nèi)部裝設(shè)限流部件。淋浴器選用具備恒溫控制功能且能顯示溫度的型號(hào)，淋浴噴頭內(nèi)部設(shè)置限流配件。

3.6 防止水質(zhì)污染措施

針對(duì)項(xiàng)目不同用水場(chǎng)景，采取了不同措施防止水質(zhì)污染。給水系統(tǒng)的生活水箱設(shè)置水箱臭氧自潔器進(jìn)行消毒處理、熱水系統(tǒng)在熱水給水管上設(shè)置銀離子消毒器；在生活水箱設(shè)置水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)施，水質(zhì)情況實(shí)時(shí)傳至值班室并自動(dòng)記錄，當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)低于設(shè)定值時(shí)水質(zhì)檢測(cè)設(shè)施發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員及時(shí)處理。蹲式大便器和小便器配備的沖洗閥或沖洗管上設(shè)置防污隔斷器，防止回流污染。生活給水干管接至實(shí)驗(yàn)室等有污染風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)所時(shí)，在接入管上游設(shè)置倒流防止器，預(yù)防回流污染。生活給水管向回用雨水清水池作補(bǔ)水的給水管，其下邊緣距溢流水面的空氣間隙不小于2.5倍管徑并大于150mm。

3.7 儀表設(shè)置

項(xiàng)目根據(jù)用水功能和水質(zhì)分類(lèi)不同，分別設(shè)置水表進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)按用水“從大到小、從外到內(nèi)”的關(guān)系分級(jí)設(shè)置水表。在市政引入管上設(shè)置總水表；在地下室給水管網(wǎng)接入各單體建筑處設(shè)置樓棟水表；在各建筑內(nèi)再按照不同科室、部門(mén)等用水單位設(shè)置水表，統(tǒng)計(jì)用水情況；在生活給水向消防和回用雨水補(bǔ)水的給水管上均安裝水表，且所有水表均采用遠(yuǎn)傳式水表，并設(shè)置智慧水務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄、分析管網(wǎng)用水情況，對(duì)可能存在的管網(wǎng)滲漏進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，保證管網(wǎng)漏損率小于5%。

3.8 水泵選擇

生活給水、熱水、回用雨水等均采用變頻水泵供水，設(shè)計(jì)中精確計(jì)算每個(gè)分區(qū)所需水量與水壓，同時(shí)結(jié)合廠家提供的水泵特性曲線選型。由于建筑實(shí)際使用中，用水流量很少達(dá)到設(shè)計(jì)秒流量，故盡量使設(shè)計(jì)工況位于選用水泵的特性曲線高效區(qū)的中末端，避免水泵較長(zhǎng)時(shí)間處在“高耗能、低效率”區(qū)間下工作而導(dǎo)致的能效過(guò)低。

4 節(jié)水節(jié)能技術(shù)在綠色建筑排水設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

4.1 排水設(shè)計(jì)

采用污廢合排、雨污分排的機(jī)制，項(xiàng)目建筑的生活污、廢水通過(guò)重力流至室外污水埋地管網(wǎng)，車(chē)庫(kù)沖洗廢水經(jīng)集水坑收集后，通過(guò)水泵壓力排至室外雨水埋地管網(wǎng)。室外雨、污水管網(wǎng)均結(jié)合場(chǎng)地設(shè)計(jì)，重力排至雨水收集池或項(xiàng)目污水處理站，同時(shí)項(xiàng)目污水站合理利用地形高差，污水站內(nèi)無(wú)需設(shè)置水泵加壓提升，處理達(dá)標(biāo)的污水經(jīng)重力運(yùn)輸，排至市政污水管網(wǎng)。合理利用地形高差設(shè)計(jì)項(xiàng)目建筑的排水，除地下室廢水和雨水回用需設(shè)置水泵加壓外，其余均無(wú)需水泵提升，既降低能耗又安全可靠。

4.2 管材選用

室外埋地生活給水管使用鋼絲網(wǎng)骨架塑料復(fù)合管；室內(nèi)生活給水橫干管和立管均使用鋼塑復(fù)合管，支管閥門(mén)后使用PPR管；集中熱水系統(tǒng)的橫干管和立管均使用薄壁不銹鋼管，支管閥門(mén)后使用PPR管；消防系統(tǒng)的橫干管和立管均使用熱浸鍍鋅加厚鋼管。壓力給水系統(tǒng)所選管材的壓力等級(jí)不低于系統(tǒng)試驗(yàn)壓力值。建筑內(nèi)排水和屋面雨水排水均選用高密度聚乙烯塑料排水管。室外埋地雨、污排水管選用聚乙烯雙壁波紋管。

4.3 管道及設(shè)備安裝

管道、設(shè)備與土建結(jié)構(gòu)通過(guò)剛性和柔性連接，連接牢固可靠又適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)形變。本項(xiàng)目室內(nèi)管徑不小于DN65，且通過(guò)吊架、支架、托架固定的水平管道均安裝抗震支承；自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管道管徑不小于DN50時(shí)，管段需安裝防晃支架。由于給水管道必須穿越建筑沉降縫時(shí)，在沉降縫兩側(cè)使用金屬波紋管進(jìn)行連接，因而管道需穿越承重結(jié)構(gòu)體時(shí)，須提前預(yù)埋好套管，做好相關(guān)封堵。管道和設(shè)備設(shè)置在露天場(chǎng)所時(shí)，均設(shè)置保溫層，避免冰凍損壞。

5 結(jié)束語(yǔ)

綠色建筑給排水設(shè)計(jì)內(nèi)容范圍寬廣，具有系統(tǒng)化、節(jié)約化、創(chuàng)新化等特點(diǎn)。在新時(shí)期綠色建筑高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中，加強(qiáng)給排水設(shè)計(jì)中的節(jié)水節(jié)能技術(shù)運(yùn)用，不僅可以減少建筑全生命周期中的碳排放，還可使建筑在運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)出較高的綜合效益。結(jié)合某醫(yī)院項(xiàng)目，介紹綠色建筑給排水設(shè)計(jì)中的節(jié)水節(jié)能措施，為類(lèi)似建筑項(xiàng)目提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。但節(jié)水節(jié)能技術(shù)措施若要在綠色建筑給排水設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，還需要不斷總結(jié)成功案例經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合建筑實(shí)際，針對(duì)建筑情況設(shè)置適配性更高的節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)能技術(shù)，發(fā)揮引領(lǐng)性作用。

參考文獻(xiàn)

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[5] GB 50400-2016，建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介

周宏飛（1991—），男，土家族，貴州思南人，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)榻ㄖo水排水及消防。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-04-26