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绿色建筑给排水设计的节水策略研究

桂志恒
  
安家(建筑与工程)
2022年7期
青岛腾远设计事务所有限公司 山东 青岛 266100

摘要:当前绿色建筑理念引领我国建筑行业发展,本文从器具选型与材料创新维度简要阐释绿色建筑理念指导下的节水策略构思,并围绕雨水收集回用系统、消防水池水位控制系统两个层面,针对给排水设计思路及其技术要点进行具体分析,以期为建筑给排水专业设计方案优化提供借鉴思路。

关键词:绿色建筑;给排水设计;节水策略

引言:据国家统计局发布数据显示,截至2021年全国建筑业总产值达263947亿元,同比增长6.2%;与此同时,建筑能耗总量扩大至10.6亿吨标准煤,在总耗能中占比21.81%。为解决建筑能耗偏高问题,绿色建筑成为当前建筑设计领域的指导理念,研究其具体降耗举措及设计思路对于建筑行业发展具有现实意义。

1绿色建筑节水策略分析

1.1选择节水型器具

在建筑给排水设计环节,主要围绕以下三个方面进行节水器具的选用:其一是厕所冲水装置的节水设计,如将盥洗用水、厨房用水及冷凝水等杂排水进行统一收集,经净化处理后形成中水,利用储存的中水进行卫生间冲洗,实现水资源循环利用目标;再如选用感应式自动冲水器,通过感应人体发出的信号进行冲水量、冲水频次控制及冲洗模式切换,实现节水目标[1]。其二是选用节水型淋浴器,如在淋浴器中加装冷热水混合瞬时恒温输出装置,利用该装置保持水温恒定、自动控制冷热水交换,可节约用水量高达35%左右;再如选用栓式淋浴器,支持根据预设水量、水温进行自动调节,避免淋浴环节浪费用水。其三是选用节水型水龙头,如陶瓷阀芯水龙头具有流量大、密封效果好、耐腐蚀性强等性能优势,被广泛应用于给排水设计环节作为节水器具;再如在水龙头上加装曝气器,利用不锈钢材质过滤网进行水流拦截,用于在水流量较大时增加阻力,依托额定流量等级设计适应不同场所的节水要求,有效节约用水量。

1.2应用新型材料

在给排水管道选材设计上,市面上现有PVC管的性能大体一致,而绿色建筑理念指导下的给排水工程应注重选用绿色化、无害化材质管道,常见管材类型包含以下几种:其一是硬聚PVC管,该管材具有成本低廉、质量轻、耐腐蚀性强、流体输送能力高等特点,应用范围较广;其二是芯层发泡管,基于三层共挤工艺制成双层管材结构,中间泡沫层起到隔音、降噪效果,且管材的压缩性能、刚性均显著增强,有助于提高排水质量;其三是高密度PVC管,该管材刚性强、耐高压、耐冲击,且节材效果好;其四是交联PVC管,该管材采用新型技术制成,其结构设计可有效提升管道耐化学腐蚀性能,且在管材硬度、管道内壁张力等方面均得到显著改善,适用于作为热水工艺管道;其五是铝塑复合管,将PVC塑料与合金材料进行集成化设计,由外到内依次分布有交联聚乙烯、粘合剂及铝箔层,管材密度较大、耐腐蚀性能强,且易于拆装[2]。

2给排水设计思路及要点

2.1雨水收集回用系统设计

2.1.1设计思路

基于绿色建筑节能理念进行建筑给排水系统的节水策略设计,以雨水回收利用为切入点进行工艺流程规划,体现为:雨水进入上游雨水井→预处理装置→PP模块雨水收集池→雨水处理系统或下游雨水井→清水池→供水系统。其中应用到的主要设备包含10kW雨水回用水泵、CWK-DL雨水处理设备、C-660P投放装置、HYW65-160雨水增压泵、CWK-QL弃流装置及其他电控组件等。在系统设计前需明确水质要求,其中循环冷却水的CODcr含量不应超过30mg/L、SS含量控制在5mg/L以内。

2.1.2系统设计

首先在预处理装置设计上,在检查井前设置流量型弃流系统,起到拦截、分流雨水作用,在收集池内设有水位警戒功能模块,当监测到水流量接近警戒线后将自动控制弃流系统关闭,并使多余雨水溢出至雨水管道中。其次在清水池设计上,在清水池内安装全自动过滤器,以50μm的处理精度进行雨水过滤,当系统检测到水压达到0.05MPa时即可自动切换控制状态,执行雨水收集与反冲洗操作。再次在反冲洗模块设计上,将监测到池内液位接近警戒线后,将自动开启雨水增压泵与送料装置,向池内投放混凝剂,水流分别经由净化处理设备、曝气平衡水箱后,依托自动反冲洗功能将废水排放至集水坑中,留待进行统一处理。最后在雨水收集处理装置设计上,利用电控柜进行水泵、阀门等器具使用情况、系统整体运行状态的自动监测与控制,在发现短路、过载等问题时及时进行自动保护,且基于绿色建筑理念将系统用电量最大值控制在10kW以内,保证实现低碳、高效运行。

2.2消防水位控制系统设计

2.2.1水池容积计算

根据GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》中对于消防水池有效容积的计算要求,应分别考虑500m³、1000m³两种规格下的消防水池设计、出水管配置、管径及设计流量等参数。例如某建筑工程要求消防水池容积达到1080t,对此可选择设置2个消防水池,单个水池容积为540t、占地面积为270㎡、储水高度为2m,将其分别设置在消防泵房两侧,并将其出水管与泵房管道进行连接,在侧壁增设检修孔,满足建筑消防要求。

2.2.2控制水位设计

在消防泵房水位设计上,围绕以下三个方面入手:首先是最高水位设计,根据建筑发生火灾事故时的灭火要求,消防水池有效储水容积为276t,因此需将最高水位设计为-1.15m;其次是警戒水位设计,该设计目的在于防范因进水阀门损坏等问题造成大量消防用水浪费问题,对此参考最高水位-1.15m与溢流水位设计值进行比较分析,将该消防水池警戒水位设为-1.1m,保证当水池内消防用水的液位接近和超过警戒线时启动自动报警功能,向物业及后勤管理人员发送通知,防范因水位超出警戒值溢出后导致泵房及周围设备被淹,防范水资源浪费问题;最后还应注重完善溢流水位、最低有效水位、消防离心泵吸水淹没水位等参数的设计,通常选择将离心泵一类设备的淹没深度控制在200~600mm范围内,在最低水位低于限制的条件下,可采用湿式深坑作业法在消防水泵上安装轴流深井泵,保证有效控制消防水池内的水位高度,并将消防水池与水泵设备进行共用设计,有效节约设备运维费用、实现节约用水。

结论:建筑工程规模、开工建设总量的逐年攀升进一步扩大建筑市场体量,由此产生的巨大能源消耗现象已上升为行业及社会关注的热点问题。在此背景下,应结合建筑实际布局与使用功能进行给排水设计思路的规划,围绕器具、选材、系统设计等多个层面进行节水策略的应用,更好地推动建筑设计领域的绿色化转型。

参考文献

[1]张瀚月,李志勇,罗浩,等.北京某小区建筑给排水设计中绿色理念的运用[J].建筑技术开发,2021,(07):2.

[2]姚智宇,康斌.绿色建筑中给排水工程节能技术要点分析[J].现代物业:新建设,2020,(05):1.

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