1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

建筑给排水节水新技术

摘　要：现阶段水资源短缺问题日益突出，建筑工程节能、节水势在必行，建筑给排水设计对节水节能的要求也越来越高。本文对建筑给排水节水方案进行了介绍以及选用,以期达到节约水资源的目的。同时，展望未来，节水的绿色建筑，这也是社会发展的趋势，是每一个设计师在设计时都要关注的方面。

关键词：建筑, 给排水,，绿色建筑，节水

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.工程概况：

本工程为上海中瑞广场给水排水设计，中瑞广场由上海中瑞投资有限公司投资，位于柳州路北路北侧，中山西路西侧，由办公主楼、商业裙房及满堂地下室3部分组成。该建筑总用地面积：7742.6㎡，总建筑面积：45751.6㎡，其中地下：12951.6㎡，地上： 32800.0㎡。地下2层，地上18层(裙房3层,裙房以上办公15层），建筑高度：总高75.5米（裙房15.5米），为一高层建筑。本工程地下为人防、设备用房、车库；地上部分为办公、会议等公共活动用房。

设计内容有本工程采用吴淞高程基准，基地入口标高均为4.20,室内#177;0.000相当于绝对标高为4.70m。

2.设计任务：

(1) 给水系统、排水系统、雨水系统、热水供应系统、消火栓和自动喷淋消防系统。

(2) 主要设备的选型与计算

3.系统方案：

3.1 给水系统：

（1）水源

本建筑以建筑东侧道路城市给水管网作为水源，市政管网管径 DN300，干管埋深2.2m，供水水压为0.35MPa。

（2）给水方式的选择

高层建筑给水方式通常有以下两种：

1、依靠外网压力的给水方式

包括直接给水方式和设水箱的给水方式，两者都适用于高度较低的建筑或高层建筑的低层。前者适用于给水管网水压较稳定的市政管网，后者适用于给水管网不稳定的市政管网。这种给水方式可以充分利用市政管网的水压，节约能源。

2、依靠水泵升压给水方式

包括设水泵的给水方式、水泵水箱联合的给水方式、气压给水方式、分区给水方式和分质给水方式。较常用的有设水泵的给水方式、水泵水箱联合给水方式和分区给水方式。前者宜在室外给水管网的水压经常性不足时采用，根据情况可采用恒速水泵恒速供水和变速水泵不恒速供水；中者适用于室外给水管网压力低于或经常不满足建筑内给水管网所需的水压这种情况；后者适用于高层建筑中，低层利用市政管网水压，节约能源，高层水泵提升供水满足高层用水需求。分区给水方式又包括水泵并列分区给水方式、水泵串联分区给水方式、水泵供水减压阀减压分区给水方式。

根据该项目特点，拟设定两种给水方案：

1)设水泵、水箱给水：下层市政管网直接供水、上层设水泵、水箱的给水方式

2)变频给水：下层市政管网直接供水、上层采用变频水泵加压供水的方式

两种方式的优缺点比较如下：

给水系统总结：实际设计中，由于水箱的二次污染问题以及高能耗问题，越来越多的工程都逐渐地放弃了设水箱的这种给水方式。随着变频技术逐渐成熟，一些变频技术的缺点也在慢慢完善，总体来说，变频给水虽然一次投资较大，但从长远来看，较为节水和节能。所以针对本建筑，采用变频给水。

具体分区如下：设-2至4层为低区，由市政给水管网直接供水；5层及以上采用地下室变频水泵机组联合分区供水：5至11层为1区，12至18层为2区。

（3）给水管网的布置要求和布置形式

基本要求基本上有以下四点：

1)确保供水安全和良好的水力条件

2)确保管道不受损害

3)不影响生产安全和建筑物的使用

4)便于安装维修。

布置形式按供水可靠程度要求可分为枝状和环状两种。

根据以上要求和布置形式特点，本设计中，室外供水管网(生活和室外消防兼用)选用环网布置；室内供水管网根据实际情况适当选用

（4）给水管材的选用

给水管材采用PE管。PE管为新型管材，具有连接可靠，低温抗冲击性好，抗应力开裂性好，耐化学腐蚀性好，抗老化，使用寿命长，耐磨性好，可挠性好，水流阻力小，搬运方便等优点，性能良好，在本设计中比较适用。

3.2 热水系统：

本工程以蒸汽为热媒，采用设于地下二层的容积式热交换器间接加热制备热水。集中热水供应系统选用立管、干管循环，其节水效果优于干管循环，尽可能减少了无效冷水的浪费，同时工程成本又低于支管、立管、干管循环。

3.3 排水系统：

本广场设计的排水系统的组成包括卫生器具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、潜水泵、集水井等；通气系统包括专用通气管和伸顶通气管。

拟设定两种方案：

1)传统的排水：卫生器具排水管穿越楼板进入下层再接入立管；

2)同层排水：卫生器具不穿楼板，在同层内接入立管。

两种方式的优缺点比较如下：

排水管材采用硬聚氯乙烯管（UPVC）管,采用粘结。UPVC管物理性能优良，管件耐腐蚀，抗冲击强度高，流体阻力小，不结垢 ，内壁光滑，不易堵塞；重量轻，便于运输、储存和安装，有利于加快工程进度和降低施工费用，节省建筑费用，比同样规格的铸铁管道系统造价低，且便于维修。存水弯和地漏等根据建筑设计要求适当采用。

排水系统总结：随着社会的发展，人们对生活质量的要求也在逐渐提高，传统的排水方式的缺点越来越明显，所以国内建筑给排水设计也越来越多地学习借鉴国外一些先进的技术，在这种情况下，同层排水技术得到了迅速的发展。它以噪音小，渗漏可能性小等优点逐渐被人们广泛采用，但同层排水技术也存在明显的不足：首先同层排水系统中地漏设计成为一个大难点。其次，墙内排水将排水横支管全部支管隐藏在假墙内，一旦发生漏水，维修时必须揭开垫层，这使得施工难度大大增大。最大的难题是目前的同层排水系统中最关键的支架安装只能依赖国外的技术，使同层排水技术在国内的推广受到阻碍。所以针对本建筑，采用传统排水的方案。采用污废分流的措施，生活污水经室外化粪池处理，餐饮污水经隔油池处理后,排入市政污水管网。

3.4 雨水系统

建筑雨水排水系统是建筑物给排水系统的重要组成部分，它的任务是及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故，以保证人们正常生活和生产活动。

根据该项目特点，初步拟设定两种方案：

1)内排水：屋面设有雨水斗，建筑物内部设有雨水管道；

2)外排水：屋面设有雨水斗，沿着建筑外立面设立雨水立管；

两种方式的优缺点比较如下：

结论：综合设计，本建筑为一高层商务办公楼，对建筑立面要求较高，且该建筑跨度大，故采用内排水设计，并采用重力半有压流排水系统。雨水由管道收集后，接入市政雨水管网，屋面雨水设计重现期采用P=5年。

3.5 消防系统

（1）消防给水方案

该建筑属一类高层建筑,根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95的规定,以下高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统：

建筑高度≤100m的一类高层建筑及其裙房的下列部位,除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外,应设自动喷水灭火系统：

1)公共活动用房；

2)走道、办公室和旅馆的客房；

3)可燃物品库房；

4)高级住宅的居住用房；

5)自动扶梯底部和垃圾道顶部；并且在低区商场和高层住宅的走道、门厅、空调机房、配电室、自备发电机房设置火灾自动报警系统；

6)地下车库

根据以上要求,拟设计消防给水方案为：消防水源为市政自来水,引入户内后贮存于地下一层的消防水池,由消火栓加压泵提供所需压力,18层地板与地下室的垂直距离为76.70m，小于100m,不分区。根据规范，计算出消防水池贮存消火栓、自动喷水灭火系统整个消防用水时间内所需的用水量，设在屋顶的高位水箱内的水，由地下室泵房设置的专用消防水泵提供。

（2）系统给水方式的选择

消火栓给水系统包括由室外给水管网直接供水的消防给水方式、设水箱的消火栓给水方式、设水泵和水箱的消火栓给水方式。前者适用于水量和水压比较稳定且能满足消防用水要求的情况；中者适用于室外管网一天中有一定时间能保证消防水量的情况；后者适用于水压不能满足要求的情况。鉴于本设计的情况，拟采用设水泵、水箱的消火栓给水方式，应分别设置室外消火栓给水系统和室内消火栓给水系统。

室内消火栓采用分区供水，-2至4层为低区，消防用水由设于地下一层内的消火栓增压泵出水经减压阀减压后供给，5至18层为高区，消防用水由设于地下室内的消防泵增压泵直接供水。室内消火栓消防给水管道布置成环状，设两根进水管与消防水泵连接，且从建筑的不同方向引入。消防立管设置在楼梯间、管道井内，消火栓应该尽量靠近立管。保证同层有两股充实水柱同时到达室内任何部位。室外消防给水管道也为环状，设两条进水管，且从市政给水管道不同方向引入，当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。

室外消火栓的流量。室外低压消火栓给水的流量取决于火场上所出水枪的数量。每

个低压消火栓一般只供一辆消防车出水，常出2支口径为19mm的直流水枪，火场要求水枪充实水柱为10―15m，则每支水枪的流量为5―6.5L/S，2支水枪的流量为10―13L/S，考虑接口及水带的漏水，所以每个低压消火栓的流量按10―15L/S计。每个室外高压消火栓给水一般按出口径为19mm的直流水枪考虑，水枪充实水柱为10―15m，则要求每个高压消火栓的流量不小于5L/S。

则室外消火栓用水量为20L/s，室内消火栓用水量为30 L/s，每根竖管的最小流量是15 L/s，每只水枪的最小流量是5 L/s，火灾延续时间为3h。

（3）管材的选用

室外埋地管采用给水铸铁管；消火栓管道采用焊接钢管；（若压力超过1.0MPa时,采用无缝钢管）；自喷管道采用内外壁热镀锌钢管。

3.6 自动喷淋系统：

自动喷水灭火系统包括湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用喷水灭火系统、雨淋喷水灭火系统和水幕系统等。

拟设定两种方案：

1)湿式自动喷水灭火系统；

2)预作用喷水灭火系统。

两种方式的优缺点比较如下：

结论：经综合考虑两方案的优缺点，并结合工程的实际情况，本工程选择采用第一种方案湿式自动喷水灭火系统。地下车层车库部分火灾等级为中危Ⅱ级，喷水强度为8L/min#183;m²，其他部分按中危Ⅰ级，喷水强度为6L/min#183;m²。使用K=80的标准喷头，火灾延续时间为1h，设两组湿式报警阀，各楼层及个防火分区分别设置水流指示剂，自动喷水灭火系统消防泵设于地下二层。初期火灾由屋顶水箱供水，消防泵启动后，由消防泵增压供水。