恒尔联合设计 河北省建筑设计研究院上海分院 上海 200125
摘要：高端会所类似于商业综合体，高度不高但是功能复杂。有的由物业统一管理用水集中计量，有的则会按铺面租出去分开计量。集合休闲吧、书吧、泳池、桑拿、美容美发、健身、儿童游乐场、餐饮、办公、老年康体、便利店、酒吧、羽毛球馆等功能，麻雀虽小，五脏俱全。同样是集娱乐与交友、商务会谈于一体的建筑，会所相对于商业综合体来说它的人群针对性更强，在节能减排和品质上物业方会考虑的更多。会所一般都是集中供热，这点有别于商业综合体。本文将以汤臣会所为例从冷水给水系统，热水给水系统，生活排水系统，雨水系统以及消防系统各方面讲述节能技术在高端会所中的运用。
关键词：大水量分析；绿色热源利用；排水提升优化；热水计量分析；雨水回收生态净化利用
0引言及项目概况
一些高端小区滋生一些高端会所，以汤臣别墅群中的汤臣会所为例，它集合休闲吧、书吧、泳池、桑拿、美容美发、健身、儿童游乐场、餐饮、办公、老年康体、便利店、酒吧、羽毛球馆等功能，室外还有大量景观用水。由于它地处高档小区，甲方对此项目的要求特别高，仅仅方案就改了无数版，还运用了大量高科技。
本工程地上三层，地下三层。本项目位于上海浦东新区金桥镇，南至张家浜、西至云山路、北至锦绣东路、东至金科路，会所处于一期建设用地北侧。会所地上建筑面积为6472平方米，地下建筑面积为12159平方米，共计18631平方米。地下三层，地上局部三层。建筑高度为13.3米。给排水工程设计包括给水系统、热水系统、太阳能给水系统、泳池给排水系统、排水系统、雨水系统、消火栓系统、喷淋系统、消防水泡系统、建筑灭火器系统、雨水回收利用系统。
1生活给水系统
本会所经各专业协商计算后决定把用水量大的功能放于一楼，一楼拥有泳池、桑拿、餐饮、健身、儿童游乐场、便利店等功能，二三层的用水量加起来也没有一楼的用水量多。这样设置的好处是：建筑功能上公共娱乐部分在一楼解决，产生动与静的区域划分；对给排水来说，根据《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010第4.2.1条“设有市政或小区给水、中水供水管网的建筑，生活给水系统应充分利用城镇供水管网的水压直接供水”的规定。本系统分为两个区：-3F~1F市政直供，2F~3F变频泵加压供水。由于用水大户基本都市政直供了，加压部分的水量大大的减小，从而减小了水箱的容积，降低了水泵的流量，减小了生活水泵房的面积。水泵流量的降低，降低了电量，使平时运行费用也降低。但是用水品质却丝毫不受损。
2生活热水系统
2.1热水系统介绍
上海地区太阳能资源等级为III级，因此太阳能（包括地源热泵热水机组）不能作为热水系统的单一热源使用，应设置辅助热源及其加热设施。该热水系统采用太阳能集热板预加热，暖通锅炉继续加热的闭式热水系统。由于暖通专业的空调系统采用的是地源热泵机组，这套机组在夏季有大量的地源余热无处发挥，于是经各专业协商，夏季地源热泵的废热也接入我们的热水系统，作为夏季的一个生活热水热源。一套热水系统三个热源，系统变得复杂了。那如何化复杂为简单？需在管道和系统设置上多下功夫。众所周知，容积式热交换器有滞水区，选方案时相对来说，半容积式更优。所以本案热交换器采用半容积式热交换器。
那么接下来的问题就是采用双罐式太阳能系统，还是单罐式系统。假如采用单罐式，一个半容积式热交换器设三套加热盘管，看似简单，是不是最优方案？其实不然。单罐系统的缺点是，回水管和市政供水管都是接到那一个水箱里，会把原来已经加热的水，温度又降下来，重复加热，相当浪费。双罐系统则更加的舒适、节能，前边的罐子是用来太阳能集热循环，后边的罐子用来连接辅助热源，用锅炉继续加热未达温度的水，减少热量浪费。那罐子的容积如何分配？为了防止夏季系统过热，除了设置膨胀罐，恒温阀等措施外，我们还采用由一大一小两个罐子组成，前方大罐子接有太阳能和地热两套预热盘管，冷水水源接入此罐，此罐靠温差运行热媒循环泵，温差大于8°且大罐子温度小于等于75°时太阳能循环泵开启，温差小于3°且大罐子温度大于大于75°时太阳能循环泵停止；后方小罐子接有锅炉房热媒盘管，热水回水管接入此小罐，靠温度开启辅助热源和运行热水循环泵，罐内热水温度小于55℃时热媒开启，大于60℃时热媒加热停止。温度传感器均设于水罐的下三分之一处，以便更加灵敏的感受温度的变化。热水循环泵的温度传感器则设于回水管的末端。热水回水温度小于50℃时热水循环泵开启，大于55℃时热水循环泵停止。生活热水总量三分之二在大罐子中，三分之一在小罐子中。这样分配还有个好处，冬天时太阳能预加热温度低，需要启动锅炉加热，锅炉加热的罐子小，热水出水快，人流量无论大还是小都能适应。不用为了5个人洗手先烧500个人的水；人多时则可以一锅一锅的烧。系统原理设计图如下图所示：
2.2热水系统方案比选
热水的分区。为了和冷水的两个分区一致，保持同程。热水也分两个区，-1F和1F一个区，2F和3F一个区（-2F和-3F无热水用水点）。但是这样做的话，热交换器需要做两套（四个罐子），这样的小公建，做两套热交换器有点浪费。为了共用一套热交换器，我给分区的热水系统做了两个比选方案：方案一：热交换器的冷水水源采用市政水，经过热交换器-水分器-一路热水供1F和-1F；一路经过管道泵加压后到达2F和3F。方案二：热交换器的冷水水源采用变频泵后加压水，经过热交换器-水分器-一路热水经过减压后供1F和-1F；一路到达2F和3F。
两个方案都面临与冷水压力平衡的问题，方案一的优点是利用了市政水压且无二次水箱污染，缺点市政水压力流量压力不稳定，管道泵调压困难。方案二的优点压力稳定，调压方便。最终为了压力稳定好掌控，舍弃了方案一。一楼用恒温阀防止冷水的压力不稳定。
2.3热水系统多能源利用
暖通专业设有地源热泵，夏季有大量废热无处释放，于是利用到我们的生活热水系统中。有两个方案：一、热交换间加一个热交换器，变成三个热交换器，两个预加热，一个恒温加热；二、原有太阳能的热交换器上再多加一套加热盘管。通过咨询厂家，后一种方案中的双盘管可以实现，并且比方案一省钱又省地方。所以采用了方案二。由于夏天有三套热源系统，故太阳能集热板的计算只需按最小值来取值，同时节约了屋顶集热板面积。经计算，夏季基本可以不启动锅炉，但是要设防过热措施（详2.1中的介绍）。
2.4热水计量
由于集中供热，热水系统由供热管和回水管。目前集中计量。假如分开计量时，每户同时在热水管和回水管上设水表的话，热水水表流量减去回水水表流量时，有很多文章指出有误差，无人用水时有可能会产生负数。故经多方协商，在同程管线设计的基础上，每层设一个大热水环管，每个用水点预留装插卡式表的可能性，回水在每层的总大环管上解决，为计量的准确性，不在小支管上设循环管，小支管长度控制在不超过8米。留下分开管理和集中管理的可能性，等甲方正式运营时再灵活做出物业收费还是单独计量。
3生活排水系统
地下一层有很多各专业的机房：高低压配电室、用户站、各种风机房、还有风井、生活水泵房、消防水泵房、隔油处理间、热交换机房、泳池机房、锅炉房等，还有一部分是酒吧功能，面积比较紧张。暖通的风管井几乎要把四周墙都占了，经过各专业协商，暖通的风井均在我们排水需要的地方给我们让出排水出户管的位置，但是楼上各处用水点和公共卫生间居多，很难达到集中排放，只能尽量集中，然后根据规范要求设环形通气管。
此会所餐饮部分的厨房设于地下室，普通的隔油池需要地下室水坑集水后提升，时间久了，水坑会发臭。冬天，油脂遇到低温在水泵壁管凝固，堵塞出口，极难清洗。经过方案比选，决定选用自动油水分离器，但是地下二层都是人防区，排水无法下到地下二层。于是在扩初阶段就和建筑商议位置。最终采用划一块非人防区做隔油间（地库中其余排水采用吊坑）。厨具下均设小型隔油器，进行两道隔油，使设备安全的运行。
4消防系统优化
4.1中庭消防优化
由于中庭面积很大又是玻璃顶，但是高度又没有超过18米，按照上海的规范，这样的场所是可以设喷淋的。虽然设喷淋，画图简单，但是我们考虑到，这么高的净空，喷淋施工太麻烦。所以经过方案比选，中庭采用大空间智能水炮，安装在二楼走廊栏杆外侧。既美观又施工方便。
4.1屋顶消防水箱优化
该项目屋顶面积小，消防水箱放于最高处时，既影响立面，又没有面积。经过谨慎思考，把消防水箱放于二层的大屋面上，架高，高于最不利消火栓，但是低于三层屋面。设屋顶增压泵。
5雨水系统
此会所室外有景观用水，依据《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010第4.1.5条景观用水水源不得采用市政自来水和地下井水。解决方案是：进行屋面雨水回收利用。但是普通的回收利用设施通常是地下埋个大水池，再加一套过滤加药的设施，运行费用比较高。而且传统的雨水回用系统噪音大，蚊虫多。
经过方案比选，决定采用景观生态床的形势，既无化学反应，平时运行成本又低，而且还很美观。如下图所示：
6 对该项目的进一步思考
该会所屋顶造型多变，尤其泳池的屋顶是个异形膜的钢结构造型。屋顶可利用的面积不多，假如这种异形膜能设计成太阳能膜发电的话，就又美观又实用了，但是相关产品很难找。
屋顶消防水箱虽然放于二层顶，在外立面上看不到了，但是假如建筑把中庭的玻璃顶延伸至水箱顶，做一个整体的造型的话，又美观又保护了水箱。
本项目地下一层为非人防区，地下二层和地下三层为人防区。但是地下一层有很多用水设备和娱乐功能，导致很多排水都需要吊坑，使地下二层的顶凹凸不平。假如方案设计时，能把用水的部位集中一下，然后地下二层再划分一个非人防区域，就可以使这个设计更加的完美。
7 结束语
这个项目虽然不大，但是每个部位设计都很精巧，思维容量很大，让设计真正的变成了一种设计，而不仅仅是画图。
给排水设施的节能技术不仅仅限于以上几种，知识的探索是永无止境的，能真正的做到站在使用者的角度来考虑问题，才会真正的用好节能技术！
论文作者:钱剑英
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/25
标签：热交换器论文; 系统论文; 热水论文; 用水论文; 方案论文; 会所论文; 罐子论文; 《建筑学研究前沿》2017年第35期论文;