某超高层办公楼给排水工程设计-参照“绿色建筑评价标准”

【摘要】 随着绿色建筑的兴起以及《绿色建筑评价标准》(GB/T50378—2006)规范的制定，对绿色建筑给排水设计提出了以节水及水资源利用为主的各项要求，其中很多关键技术措施在一般工程中不多见。本论文以实际工程——某超高层综合性办公大楼为依托，以中国绿色建筑二星级标准为目标，围绕《广东省绿色建筑评价标准》(DBJ/T15-83-2011)中对节水与水资源利用的各项细则要求，综合分析广州地区的气候特点及各项影响因素，从节水、节能两方面确定该办公大楼的给排水设计方案，并采取相应技术措施。本工程中涉及的绿色建筑给排水工程设计要点包括：（1）变频调速供水技术；（2）合理选择节水器具；（3）太阳能热水供应技术；（4）真空排水技术；（5）同层排水技术：（6）雨水收集回用技术及滴灌高效灌溉等，对绿色建筑的关键技术——太阳能热水技术和雨水收集回用技术进行重点分析研究。为绿色建筑的给水排水设计提供了可行的设计参数和有益的设计经验，具有较大的工程应用价值。 更多还原

第一章绪论

1.1绿色建筑的产生与内涵

建筑活动是人类改造和适应周围环境的一种开发行为，建筑业的根本任务就是建造能够满足人类物质生活和精神生活需求的人工环境。建筑行为包含了以不同形式大量消耗、改变和转化自然资源的现象，建筑从建造、使用到最终的拆除的全生命过程，要消耗大量的资源、排放一定的污染物。随着建筑的迅速发展，在建筑能耗不断增加的同时，建筑行程过程中的资源利用量也在持续增加，包括建造建筑和运营建筑的土地资源、原材料资源、水资源、自然植被资源、森林资源、矿物资源等，影响到周围的资源和环境。

20世纪70年代的石油危机，使人们进一步意识到耗用自然资源最多的建筑产业必须走可持续发展之路；20世纪80年代，随着节能建筑体系逐渐完善，建筑室内环境问题突出，以健康为中心的建筑环境研究成为发达国家建筑研究的新热点。到了1992年巴西的里约热内卢“联合国环境与发展大会”，与会者第一次明确提出了“绿色建筑”的概念，绿色建筑由此渐成一个兼顾环境关注与舒适健康的研究体系，并在越来越多的国家实践推广，成为当今世界建筑发展的重要方向。

《绿色建筑评价标准》的定义为：“绿色建筑”指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

绿色建筑作为人类先进乃至未来建筑理念应遵循全球人居可持续发展战略，实施国际上公认的三大主题：即以人为本、呵护健康舒适；资源的节约和在利用；与周围生态环境相协调。

1.2国内外绿色建筑综合评价体系

1.2.1国外绿色建筑综合评价体系

上世纪60年代，在经历了能源短缺危机和环境污染的事件后，发达国家就开始探索和“绿色建筑”有关的发展原则和技术，并逐步成立了有关的技术协会、研发组织，对绿色建筑的评价方法作出相关的研究。到了上世纪90年代，绿色建筑的综合评价指标开始逐步成熟起来，可把其分为三个发展阶段，早期为对绿色建筑产品及技术的一般评价以及相关介绍和展示；中期为对建筑方案及环境的设计和评价；近期为对建筑整体环境表现的综合评审和评价。

20世纪90年代，一些发达国家各自研究了一套有效的绿色建筑评价体系。如英国建筑研究所推出的“建筑环境评价方法”、美国绿色建筑委员会的“能源与环境设计先导的绿色建筑评估体系”等。

1.2.2国内绿色建筑评价体系

上世90纪年代，绿色建筑的概念引入我国，国内的绿色建筑研究奋起直追，发展迅速。我国的绿色建筑评价吸收了国际上各种先进的评价体系的优点，有关绿色建筑的评价体系的研究也取得了一些重要成果。2001年4月，国家建设部制定了《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则（试行）》；2004年10月，设立了“全国绿色建筑创新奖”；年月，中国建设部又和国外有关单位举办了“首届国际智能与绿色建筑技术研讨会”；2005年10月建设部科研部印发了《绿色建筑技术导则》；2006年3月召开了“第二届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会”。许多建筑单位和研究机构广泛开展了绿色建筑关键技术的研究。

2006年颁发的《绿色建筑评价标准》规范了绿色建筑评价体系。这是我国第一部从住宅和公共建筑全寿命周期出发，多目标、多层次，对绿色建筑进行综合性评价的推荐性国家标准。

第二章研究目的、研究内容及方法

2.1选题的目的与意义

建筑行为包含了以不同形式大量消耗、改变和转化自然资源的现象，建筑从建造、使用到最终的拆除的全生命过程，要消耗大量的资源、排放一定的污染物，影响到周围的资源和环境。随着我国建筑行业的蓬勃发展，必然对我国的生态环境、社会环境、资源利用造成了重大影响，“绿色建筑”具有节约资源、降低能耗、减少污染、提高居住室内环境质量等特点，是我国未来建筑行业发展的新方向。

给排水设计在以往的建筑设计专业中只属于配合、辅助的专业，而绿色建筑要实现节水及水资源的合理利用，要求给排水专业的设计人员在方案、规划阶段制定水系统规划方案，统筹、综合利用各种水资源，对本专业有一个新的认识。而优选项的提出，更需要所有专业互相协调、配合，共同作出努力，使每个专业在绿色建筑设计中都发挥着至关重要的作用。

目前，我国绿色建筑的发展尚处于起步阶段，很多地方还不完善，我国国家级别的绿色建筑标准有《绿色建筑评价标准》和《民用建筑绿色设计规范》，广东省也制定了针对地区特点的《广东省绿色建筑评价标准》，这几本规范对设计人员具有一定意义的指导作用，而由于建筑类型多种多样，在实际设计过程中也会遇到很多技术问题需要研究和探讨，需要设计人员不断探索和思考积累设计经验寻求经济合理可行的设计方案。随着超高层建筑的增多，目前我国正在编制《绿色超高层建筑评价标准》，对于超高层建筑而言，由于其技术难度比一般建筑大，其采用的绿色建筑评价标准也应高于一般的绿色建筑，解决超高层建筑中绿色建筑技术难点也需要我们设计人员不断提高自身设计水平，掌握绿色建筑的关键技术。

本论文在《广东省绿色建筑评价标准》的基础上，以实际工程“某超高层办公楼给排水工程设计”为依托对绿色建筑给排水专业设计的特点和技术措施做出分析和思考，为绿色建筑的给水排水设计提供一些设计经验和设计参数为其他工程设计人员提供借鉴与参考，为提高绿色建筑给排水工程设计水平做出努力。

2.2研究内容及技术路线

2.2.1研究内容

本课题以实际工程为依托，以《广东省绿色建筑评价标准》（以下简称为“评价标准”）为依据，在对超高层办公楼给水排水工程系统进行设计的同时，对绿色建筑给排水系统设计进行分析和优化，主要研究内容如下：

1）给水工程设计及绿色建筑节水措施

采用分质给水系统，包括生活给水系统和直饮水管道系统，遵循“优质水优用”的原则，合理利用水资源；给水系统根据建筑实际情况采用并联分区、变频供水、减压阀减压等措施，以达到减压限流的效果；根据“评价标准”条文5.2.4的要求，给水器具采用相关的节水器具；根据“评价标准”条文5.2.8的要求对不同用途的用水分别设置计量水表，达到节水节能的效果。

2）热水工程设计及太阳能利用

包括燃气锅炉集中热水供水系统和太阳能热水系统。综合分析，选用燃气和太阳能作为热源，在设计太阳能热水系统，考虑实际情况，对太阳能集热板面积进行探讨，提高了太阳能热水系统的实用性和经济效益，经过设计使太阳能产生的热水量高于建筑生活热水消耗量的10%，满足“评价标准”条文5.2.18。

3）生活排水工程设计及优化

采用污、废分流制排水系统；地下层（-3层～-1层）的卫生间将采取真空排水系统，真空排水比传统的污水提升方式节省用水，并且没有臭气污水溢出的问题，提高了建筑内部卫生环境。地上部分的卫生间采取沉箱式同层排水系统，同层排水系统避免排水支管穿越楼板，避免管道渗漏和冷凝水滴问题，减少了管道噪音，卫生器具可自由布置。

4）雨水排水工程设计及回用系统

雨水排水系统主要包括屋面雨水排水系统和雨水收集回用系统。通过收集屋面雨水，其储存在雨水收集池内，经过沉淀过滤和消毒的处理工艺，将雨水用于景观绿化或道路清洗，有效利用了雨水资源，也满足了“评价标准”条文5.2.6和5.2.7的要求；绿化灌溉采用滴灌的方式，节水效果明显，满足“评价标准”条文5.2.8。

5）消防给水工程设计

消防给水系统主要包括室外消防给水系统、室内消防栓给水系统、自动喷淋给水系统、气体灭火系统四部分。消防系统的设计主要从安全性、经济性、实用性方面考虑。

本项目的给排水设计围绕《广东省绿色建筑评价标准》中对节水与水资源利用的各项细则要求和节能与能源利用中的部分要求，以二星绿色建筑建设要求为目标，在设计过程中，综合分析广州地区的气候特点及各项影响因素，从节水、节能以及经济效益等方面确定给排水设计方案，并采取相应技术措施；对绿色建筑的关键技术，如太阳能热水技术和雨水收集回用技术将进行重点分析研究。

第三章给水工程设计及绿色建筑节水措施.........16

3.1生活给水系统..........16

3.1.1给水系统设计...........17

3.1.2给水方式确定的依据........18

3.1.3绿色建筑节水措施........18

第四章热水工程设计及太阳能利用........24

4.1热水系统..........24

4.2集中供热系统热源选择...........25

4.3太阳能热水系统设计...........26

4.3.1太阳能系统控制.........26

4.3.2集热器选择........27

4.3.3参数计算........28

第五章生活排水工程设计及优化...........33

5.1排水系统简介..........33

5.2生活排水系统管材.........34

5.3室外局部污水处理设施.........35

5.4化粪池设置........35

5.5排水体制的选择........36

第七章消防给水工程设计

某超高层办公楼设置的灭火系统有：室外消防给水系统；室内消防给水系统；自动喷水灭火给水系统；气体灭火系统。

7.1消防用水量

某超高层办公楼建筑高度为，属于一类公共建筑，耐火等级为一级，消防用水量详见表7-1。

本工程所处位置市政自来水供水充足，在南面有一条DN400的给水管，在北面有一条DN200的给水管，市政给水管网能满足室外消防用水量的供应。本工程的消防贮水池贮存全部室内消防用水，其容量为540立方。其中一个消防水池为200立方，另一个用游泳池兼作消防水池，其容积为1050立方。

7.2室外消火栓系统

本工程所处位置市政自来水供水充足，在南面有一条DN400的给水管，在北面有一条DN200的给水管，因此，室外消火栓利用建筑周边的给水管网，而不利用市政引入管来供给。建筑周边每100米左右设一个室外消火栓，市政给水管网能满足室外消防用水量的供应。

第八章结论与建议

结论

1）在绿色建筑的设计中，在设计初期针对建筑的实际情况，围绕绿色建筑评价标准展开技术策略的研究，能降低设计过程中遇到重大技术性问题的可能性，降低各专业在绿色建筑设计过程中的配合难度，对顺利完成绿色建筑的各项要求具有重要意义。

2）通过分析可以得出太阳能热水系统具有一定的经济效益，虽然投资回收期较长，但能在其使用周期内获得一定的经济收益，从环境效益以及经济效益的角度考虑都是值得推广的一种技术措施。

3）在进行雨水回用系统设计时，是否对建筑周边地表雨水进行收集应根据雨水回用的用途来决定，而屋面雨水比路面雨水的水质好，应该优先收集。本建筑的雨水收集回用用于绿化浇灌，仅收集屋面雨水便能满足其用水量，避免了地表雨水水质较差而影响出水水质，简化了雨水处理工艺，有效提高经济效益。

4）对于地下室的污水提升方式，真空排水比传统的集水井潜污泵排水方式更具优势，真空排水不但节水节能，并且臭气和污水溢出问题，检修方便，具有很高的实用性，在经济条件允许的情况下，应该优先采用真空排水。

建议

4）在二星绿色公共建筑的给排水设计中，雨水回用和中水回用两个工艺至少要选用其中一种，至于选用哪一种工艺应该根据建筑周边是否有中水管网以及当地降雨量等因素来决定，广州地区年降雨量充足，市区缺少市政中水管网，采用雨水回用技术无疑更合理更具经济效益。

2）本建筑的生活热水主要供给～层用户，相比其他超高层建筑生活热水量较少，通过规模较少的太阳能热水系统也能满足评价标准中“可再生能源产生的热水量达到总生活热水消耗量的”的要求，对于其他生活热水量较大的超高层建筑，由于屋面面积有限，要达到评价标准的要求更多的需要考虑太阳能建筑一体化，提高太阳能利用度。

希望本设计能给绿色建筑的给水排水设计提供一些设计经验和设计参数为其他工程设计人员提供借鉴与参考，也为提高绿色建筑给排水工程设计水平做出努力，最后期待各位专业人员提出宝贵意见。
 

参考文献:

• [1] 张昕宇,由世俊,徐伟,路宾,何涛,孙峙峰,王敏,黄祝连,郑雪晶.  太阳能建筑应用系统效果评价体系研究[J]. 建筑科学. 2013(02)
• [2] 孔石.  超高层建筑综合体给水系统设计探讨[J]. 给水排水. 2013(01)
• [3] 张建福,孙海梅,丁锐,丁元凯.  建筑同层排水系统与隔层排水系统在某工程中的应用比较[J]. 科技创新导报. 2012(32)
• [4] 黄中伟,王悦,杨磊.  深圳市太阳能热水系统应用现状与前景分析[J]. 太阳能. 2012(15)
• [5] 张秋庆,梁文逵.  花都区文化艺术中心给排水设计[J]. 给水排水. 2012(S1)
• [6] 倪华明,刘晨,朱刚,徐亚同.  城市雨水回收利用现状及发展——上海案例[J]. 净水技术. 2012(02)
• [7] 王琪海,马双群.  超高层民用建筑消防给水方式分析[J]. 给水排水. 2012(04)
• [8] 孙路军.  超高层民用建筑生活给水系统设计要点[J]. 给水排水. 2012(04)
• [9] 王建清,高雪峰,宋凌,李宏军,李亮.  2011年度绿色建筑评价标识统计报告[J]. 建设科技. 2012(06)
• [10] 柳常春.  浅谈地铁卫生间排污系统的应用与发展[J]. 安徽建筑. 2012(01)