高层建筑给水系统设计中的节水措施

 

       节能技术我国城市发展受水资源不足影响严重，人们日益发展的物质文化生活又促使建筑用水量持续增加，建筑给水系统的节水措施能够为水资源短缺提供一定的效能［1－2］。给水系统节水效率最直接来源于建筑给水系统优化设计，科学采取多项优化措施，既要满足居住办公用水定额，又要缓解管网压力［3］。本文基于高层综合楼给水系统设计实例，融入节水设计理念和设计经验，优化措施，实现了高层建筑的节水节能效益。

       工程地处安徽省合肥市，位于百草街、文曲、皖水路和创新大道之间，建筑给水系统设计建筑面积91543．8m2。地下建筑3层主要为厨房、车库及设备用房;1～24层为餐厅、培训中心、宿舍及科研实验室;整栋建筑用水作业面广且需求较大。建筑高度99m;建筑分类为一类;耐火等级为一级。

       给水系统设计要遵从系统性概念，把握各共生要素之间的逻辑关系，遵从目的性、整体性、协调性、适应性和综合性等原则。给水系统节水优化设计是一项系统性工作，需要遵循科学的设计方案。确定了给水系统优化设计要求，明确可以采取的措施及主要问题，针对目标寻找综合优化方案，寻求方案最优值，进行评价和决策，达到理想的节水效能。世界各国对给水系统节水均有一定的研究，并制订了相应的规范。英国于上世纪90年代即执行BＲEEAM评价体系，由BＲE评判建筑绿色等级。我国于2006年执行《绿色建筑评价标准》，将节水作为“四节一环保”的核心指标。制定了《民用建筑节水设计标准》GB50555－2010、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400－2006等技术规范。要求节水器具需满足《节水型生活用水器具》CJT164－2014、《坐便器用水效率限定值及用水效率等级》(GB25502－2010)、《淋浴器用水效率限定值及用水效率等级》(GB28378－2012)等标准的要求。

       3．1用水器具的节水技术

       所有器具应满足《节水型生活用水器具》CJ－164及《节水型产品技术条件与管理通则》GB18870的要求，提升用水器具节水能力是最直接改善建筑节水效能的方式，应用节水型器具为本项目节水最关键的技术。水龙头在办公生活区域均为最常见用水器具，对其启闭和用水进行控制，继而实现节水的节水型龙头效果显著。此类措施主要从三个方面着手，即限制流水量、杜绝滴漏情况和缩短防水时间，目前应用较为成熟的有陶瓷阀芯水龙头、感应式水龙头、充气水龙头及一些新型节水龙头。便器节水是在其确保卫生、功能及既有能力前提下，做到一次冲水量低于6L。该技术对便器和配件的精密度、硬度、耐磨性和光滑度均有较高的要求，通过结构的改良和冲洗力度的强化，实现节水设计效果。目前节水便器主要有两档式、超节水型和直排节水型等。

       3．2雨水利用和中水回用技术

       雨水较好的水质经少量工艺处理，其用途广泛，在冲厕、绿化和景观等场所效能显著。根据水质情况、收集位置和用途不同，雨水利用主要有直接利用技术、综合利用技术和间接利用技术。屋面雨水利用对材料的选择非常关键，其不仅影响回收水质条件，且对屋面的防水、防腐要求较高。雨水收集和利用系统最主要为雨水初期弃流设备和调蓄使用装置。雨水间接利用目前主要有分散渗透技术与集中渗透技术，需要根据利用特点以实际条件考虑，选择最为合适的方案。雨水综合利用技术则为结合前两种技术方案的优势，针对雨水水质和流量，统筹安排，是目前较为先进的节水技术。中水回用技术主要是针对建筑排出的原水，首先进行预处理，然后进行普通的生物处理，再进行一定的物化处理，经后处理回到使用系统。随着生物科技高速发展，接触氧化法与曝气生物滤池法技术稳定高效，使得中水回用技术广泛应用且达到了较强的节水效能。

       4．1项目给水系统分析

       本项目给水系统优化核心在于生活给水系统。本工程地下二层至三层为市政供水;四层至五层，六层至九层由生活变频提升泵供水;十层至二十四层由水泵提升至屋面水箱后下行供水。

       4．2节水优化措施

       本项目给水系统以节能节水为目标，采用合理的给水系统方案，综合利用各种水资源，设置完善的供水、排水系统。此部分优化措施需要融入深化改良理念，在提升技术水平同时节约工艺成本，生产加工安装全过程严格监管控制质量，严格执行节水规范要求。本项目生活用水水源接自市政自来水，各用水定额采用《民用建筑节水设计标准》要求，在优化设计之前全面分析了各项用水量，确保客观条件满足要求。(1)采用高灵敏度水表计量(水表安装率100%)，按科室、绿化用水、车库冲洗用水、空调补水等设水表计量。(2)采取多项管网防漏损措施及节水器具。设置分区供水设备或减压阀，使各分区最低用水器具配水点的静水压力不大于0．45MPa，对供水水压超出0．2MPa的楼层采用减压阀限流措施。采用性能高的阀门、零泄漏阀门。在冲洗排水阀、通气阀等阀前增设软密封闭阀。(3)雨水渗透能力按其汇水面上重现期10年的日雨水设计径流总量设计。室外场地采用绿地雨水就地下渗、聚乙烯穿孔渗透管及渗透式雨水井和雨水口、透水铺装渗透等增加雨水渗透的措施，降低地表径流，地面综合径流系数0．70。生活给水、热水、消防给水等管选用耐腐蚀、耐久性好的管材，对具体要求进行了参数化规范。给水调节水池、水箱、消防水池或水箱设溢流信号管和溢流报警装置，给水系统的给水调节水池或水箱清洗时排出的废水、溢流水排至雨水调节池回收利用。所有器具满足《节水型生活用水器具》及《节水型产品技术条件与管理通则》的要求。公共场所的卫生间洗手盆采用感应式并配陶瓷片等密封性能良好耐用的加气水嘴，公共浴室的淋浴器采用带恒温控制与温度显示功能的可自动调节水温的节水型淋浴器。

       建筑给水系统节水既节约了建筑效能又保护了环境，具有重要意义。本项目以系统设计的理念指引给水系统设计过程，科学融合多项措施，切实结合项目实际和需要。综合应用水龙头、便器及其他器具节水措施做到节流;通过雨水和中水回用技术做到整个项目用水的开源。

       ［1］张旭．建筑小区节水关键技术及给水系统优化研究［D］．济南:山东建筑大学，2013．

       ［2］刘彩霞．超高层建筑生活给水系统优化与节能技术［D］．成都:西华大学，2014．

       ［3］陈楠，汪冠宇．浅析建筑给排水设计中九项节水节能措施［J］．给水排水，2013，(S1):418－420．