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摘要：建筑日均给排水量大，加强节能减排设计，是满足可持续发展理念的要求的主要途径。基于此，本文主要以某高层建筑为例，对建筑给排水的节能减排设计方案进行了总结。通过对设计效果的观察，证实了室内给水、室内排水、消防给排水设计方案的应用价值。
关键词：建筑给排水系统；节能减排设计；消防
前言
近年来，随着城市建筑及人口数量的不断增多，水资源浪费的问题显著加剧。长此以往，居民的生活及经济的发展，均会受到一定的影响。为迎合“绿色建筑”的发展趋势，改善建筑给排水系统的性能，以节能减排为目的，对给排水系统进行设计较为关键。
1 工程概况
本工程为高层建筑给排水设计工程，建筑共计15层，包括地下1层，地上14层，总面积12020.1m2。本建筑中，1~3层给水系统的供水方式，以分区供水为主。4层及以上区域的供水方式，以水箱供水为主。因本建筑为民用建筑，每日所产生的生活废水量较大，且需水量多，给排水系统的压力较大。为解决上述问题，达到节能减排的目的，工程决定采用污水、废水分流的方式，对排水系统进行设计。在此基础上，借助化粪池等设备，对污水进行净化，以提高建筑给排水系统的设计水平。
2 建筑给排水的节能减排设计方案
2.1 室内给水节能减排设计
2.1.1 管道布置
本工程中，给水管道均采用暗装敷设的方式进行布置。为避免管道对建筑墙体造成影响，应将两者之间的距离控制在150mm以上，管道与建筑梁、柱的距离应＞50mm[1]。给水管道与排水管道之间，应保证存在0.15m以上的距离。立管安装的过程中，需设置阀门。工程中常用的阀门，包括闸阀与截止阀两种，视管径进行选择即可。本工程所用给水管道，直径＞50mm，故采用闸阀进行了阀门设计。除此之外，对给水管道进行布置的过程中，设计人员同样应对贮水池进行重点设计。为避免水质污染，避免渗漏，应于贮水池底部做好防水处理，并于水池内部设计导流墙，改善设计效果。
2.1.2 给水计算
水泵为给水系统的主要组成部分，决定着给水系统的运行效率。本工程所用水泵，流量为30m3/h，扬程96m，转速1450r/min，功率为12.66kw，能够在节约能源的基础上，实现对建筑1~3层的供水。秒流量对给水系统节能减排效果的影响同样较大，本工程采用以下公式，对该参数进行了计算（1~3层计算图见图1）：
Q=0.2a（Ng）1/2+KNg
图1 建筑1~3层给水管道计算图
上述公式中，Q代表秒流量，a与K为系数，Ng代表给水总量。采用上述公式计算后发现，本工程1~3层秒流量为7.78m3/h，4层及以上秒流量为25.24m3/h。采用流量为30m3/h的水泵供水，能够满足居民用水需求，且不会产生资源浪费。
2.2 室内排水节能减排设计
2.2.1 管道布置
为实现节能减排，本工程采用污水、废水分流的方式，对排水管道进行了油画布置。立管排水量大，应布置于水中杂质量大的区域。排水的过程可产生噪声，因此，立管不得接近卧室等区域。本工程中，立管检查口的间距为9.5m，距地1m，可满足工程规范[2]。排水管应避免布置于烟道与风道附近，且需与墙面保持距离。立管与排出管的端口部位，应采用45°弯头连接。为确保排水管道气流与大气压力接近，可采用环形通气管进行通气。本工程消火栓立管直径为125mm，水枪直径19mm，水龙长度为28m。为避免排水管道腐蚀，可采用UPVC管对其进行设计，采用粘接的方式对管道进行连接。检查井可采用砖砌的方式布置，直径应控制在1.0m。
2.2.2 排水计算
洗涤污水、粪便污水为排水管道所排出的主要污水。为实现高效、节能排水，对管道秒流量进行计算是关键。洗涤污水排水管道秒流量的计算公式如下：
Q=0.12（Np）1/2+qmax
该公式中，Q代表秒流量，Np代表排水总量，qmax代表最大排水量，粪便污水排水秒流量的计算公式，与洗涤污水一致。本工程通气管的管径为75mm，可有效满足排水系统的运行要求。化粪池容积决定着排水系统的承载力，需采用以下公式，对其进行计算：
V=[aNT（100-b）K×1.2]/[（1-C）×1000]
该公式中，a为系数，T代表清理周期，C代表化粪池周长。按照计算所得结果，对化粪池进行设计，可避免浪费化粪池建造材料，避免导致空间浪费或空间不足，达到节能减排的目的。
2.3 消防给排水节能减排设计
2.3.1 设备布置
本工程中，消防系统由消火栓、自动喷水灭火系统等设备构成。以消火栓为例，本工程的消火栓系统，以临时高压制为主。自1层至15层，管网均需呈竖向环状布置。为确保火灾发生时，能够及时利用消火栓灭火，其内部的贮水量应≥18m3。本建筑每层所设消火栓的数量为3个，设备间距为28m，供水流量均为30L/s。火灾发生时，消火栓应能够同时供应6股水柱。火灾初期，消火栓灭火用水可自行供应。内部水量不足者，可由楼顶水箱供应。供水时间超过10min后，建筑地下室水泵将随之供应用水，确保消火栓能够持续运行。
2.3.2 消防计算
为确保消防系统供水连续、充足，且无资源浪费，应采用以下公式，对水柱的水压进行计算：
H=αHm/（1-φαHm）
该公式中，H代表消防系统水柱的水压，Hm代表水柱的高度，α与φ均为系数，分别为1.24及0.009。明确水压后，需继续计算水枪的喷射流量。经计算后发现，将工程水柱水压控制在188KPa左右较为合理，喷射力量应为5.5L/s，如此方可在节约资源的前提下，保证消火栓能够正常使用。考虑到立管流量以及水柱数量等问题，工程决定采用DN125钢管，对立管进行设计，一方面避免立管腐蚀，另一方面确保其供水畅通。
2.4 节能减排设计效果
为判断本工程所设计的节能减排方案的应用价值，设计完成后，工程对建筑的给排水情况进行了观察与计算。通过对总水头损失的计算发现，该数值为6%。与建筑平均总水头损失相比，损失相对较小。由此可见，本设计方案能够达到节能减排的目的。通过对建筑每户日均用水量、排水量的观察发现，与建筑平均给排水量相比，经节能减排设计后，本建筑居民的日均用水量显著减小，排数量同样有所降低。建筑使用1年内，未见排水或给水管道发生渗漏、腐蚀、溢流等问题。该观察结果表明，本方案的实施，对建筑给排水系统节能减排效果的改善，具有重要价值。
结论
综上所述，本工程将节能减排设计方案应用到了建筑给排水设计中，不仅节约了水资源消耗量，且减少了管道腐蚀、溢流等隐患，有效改善了建筑性能。未来，我国建筑及给排水领域，应积极对室内给排水、消防给排水系统进行优化，积极应用节水设备，重新布置管道，全面提高给排水系统的设计水平。
参考文献
[1]郝向阳.建筑给排水设计中节能减排设计常见问题及处理措施管窥[J].居业,2018,19(10):63+66.
[2]谢欢.基于低碳理念下建筑给排水工程中节能减排策略的应用[J].四川水泥,2018,10(09):112-113.
论文作者:梁祺颖
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/7
标签：建筑论文; 给排水论文; 节能论文; 工程论文; 消火栓论文; 管道论文; 流量论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;