既有建筑的绿色改造给排水设计探讨

马 梅

（甘肃省建筑设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730030）

关键字：既有建筑绿色改造；三星级；节水节能；智能灌溉；节水器具

为减少建筑资源的浪费及对周边环境造成的污染，绿色建筑的理念逐渐被设计人员重视。绿色建筑是协调人、建筑和自然环境的和谐发展，以减少对自然环境的破坏，维持人类与自然的可持续发展[1]。本文以既有办公建筑为案例，系统地介绍了给排水专业的设计要点。为响应国家节水节能的原则，对于已建建筑进行绿色改造，利用原有建筑空间和结构资源来提升使用功能，以达到经济效益和生态效率[2]。为同行业的项目提供参考依据，促进省内既有建筑绿色改造工作的开展。

1 工程概况

本建筑为建研大厦绿色智慧科研综合楼改造工程，建设地点位于兰州市安宁区北滨河路与宝石花路交界处。地下两层，地上十二层，地下为地下车库及设备用房，地上为办公、会议室等辅助用房。总建筑面积：18035.78m2，地下室面积：3079.08m2。地上建筑面积：14674.25m2。建筑高度为48.81m，建筑定性为二类高层公共建筑。用地规划容积率为3.50，绿地率31.2%。既有建筑2011 年建成并投入使用，2018 年由甘肃省建筑科学研究院购置，为提高用户舒适度及达到节水节能、绿色低碳的效果，故对原有的建筑进行绿色建改造，以充分展现企业的精神及形象。项目定位为国家绿色建筑三星标识、甘肃省首个既有建筑绿色改造三星标识、全省建筑科技工程示范，如图1 所示。

图1 项目实景及绿建标识

2 绿色建筑评价体系及达标内容

2.1 绿色建筑评价体系

《既有建筑绿色改造评价标准》 DBT51141-2015 中第7 章给水排水中有四类指标，分别为：节水系统、节水器具与设备、非传统水源利用、改造效果。而每类指标主要包括控制项和评分项，绿色建筑的以控制项为基本，以评分项为判断星级的标准[3]；根据 《既有建筑绿色改造评价标准》 DBT51141-2015 中3.2.8 条规定既有建筑绿色改造的评价结果分三个星级，分别为一星级、二星级、三星级。一星级需达到50 分，二星级需达到60 分，三星级需达到80 分[4]。

2.2 项目达标内容

根据建筑性质、室内外环境和项目用水条件，并考虑项目造价和投资成本。给排水专业评分项达标内容和得分详见表1。

表1 给排水专业评分项达标内容和得分

给排水专业自评分为77 分，权重得分为10.01分，规划与建筑权重得分为17.62 分，结构与材料权重得分为19 分，暖通空调权重得分为18.39 分，电气权重得分为18.98 分，评分项与加分项的分值为总计为88.98 分，经中国城市科学研究会评定，达到三星级要求。

3 绿色建筑给排水设计

给排水设计中，管材、阀门及配件种类繁多，如选用的管材及阀门附件不达标、出水点超压出流、给水分区不合理、热水循环方式不当，将造成大量的水资源浪费。针对上述问题，在设计上，提出了相应的措施。

3.1 节水系统

（1）给水系统无超压出流现象。生活水源为市政自来水，由北滨河路与宝石花路两路引入，引入管径DN200，在小区内形成环状管网，供水压力为0.15MPa。市政自来水供地下一、二层和室外绿化，在小区地下车库设高低区两套变频加压供水设备和一座办公生活水箱为本栋楼用水。生活给水系统竖向分为2 个区，1～6F 为1 区，7～12F 为2 区，均由各个区数字全变频设备供给。系统1～3 层、7～9 层各用水点处，水压大于0.2MPa，配水支管设置可调式减压阀，阀后压力控制为0.2MPa。

（2）避免管网漏损的措施。室内冷水管采用食品级不锈钢管，双卡压双密封连接。管道安装完毕后对管道进行强度、严密性实验。生活给水采用变频供水系统，给水水泵采用变频调速装置，保证水泵在满足设计扬程时在高效区内能安全稳定运行。水池、水箱设置溢流报警和进水阀门采用液压水位控制。根据水平衡测试的要求安装分级计量水表。

（3）用水按用途或付费单元设置计量装置。水表采用远传式无线水表，接线接至总控制系统，水表按不同用途分别计量，见表2。

表2 不同用途用水计量水表安装位置

（4）热水系统采取合理的节水节能措施。在一层至十二层公共卫生间洗手盆、四层员工休息室设置集中生活热水供应，热水系统竖向分为两个区，供水形式与冷水系统相同，保证出水管处压力相等。采用全日制集中式太阳能热水供应系统，供水温度为60°C，采用上供下回式，干、立管全循环的同程式供水方式，屋面设置太阳能集热板，换热器设十二层热水机房内，采用板式换热器温度传感器T2，淋浴器采用自动调水温控制阀。对热水耗热量进行分析，耗热量为1789406kj/h。生活热水可再生能源利用率为83.3%。若采用电加热时，耗电量为523Kw。可再生能源的利用为本建筑减少了能耗。

3.2 节水器具与设备

（1）选用高效率等级的节水洁具。选用节水型洁具的用水效率等级为1 级。洗手盆采用带自闭式水嘴的龙头（流量为0.10L/s），蹲便器采用延时自闭冲洗阀大便器（用水量为4.0L），小便器采用感应式小便器（用水量为2.0L），给水龙头（流量为0.10L/s）均采用陶瓷等密封耐用、性能优良的水嘴，公共卫生间洗手盆采用感应式控制，坐便器采用双档坐便器（流量为4.5L/3.0L）。淋浴器采用双管成品淋浴器（流量为0.08 L/s）。

（2）绿化灌溉采用节水灌溉方式。室外绿化给水接自市政自来水，在接管处设置电磁阀、水表、倒流防止器、绿化布水控制器，控制器采用土壤湿度传感器来自动控制浇洒系统的启停，控制器设置雨天自动关闭装置。屋顶绿化根据灌溉区域及形式分设两条支路，另一路分散的盆栽花卉由专业养护人员接软管人工浇洒。室外植池采用滴灌，种植草坪采用渗灌。种植屋面绿化灌溉系统如图2 所示：

图2 种植屋面绿化灌溉系统

3.3 分析非传统水源的利用

非传统水源有中水和雨水。由于办公最高日用水量为12.77m3/d，废水收集量为2.8 m3/d，优质杂排水量较少，经济效益小，且后期运行及维护需专人管理，增加了费用，故未采用杂排水作为非传统水源。兰州年均降雨量为337mm，降雨量较小，且雨水回用造价成本较高，故设置下凹式了绿地及透水铺装来达到雨水调蓄及入渗的目的，也可达到削减雨水洪峰流量的目的，故未采用雨水作为非传统雨水。

3.4 改造效果

（1）选用高效率等级的节水洁具，提高节水效率增量，具体见表3。

表3 改造前后节水效率增量

节水效率增量RWEI=(100%-30%-)×8%=5.6%，在0＜RWEI≤10%之间。

（2）对室外场地进行改造，根据不同使用功能设置雨水利用措施，降低雨水综合径流系数。场地设置绿色雨水基础，屋面设置屋顶绿化，室外设置下凹式绿地，人行道铺装渗水砖、植草砖。具体如图3，图4 所示：

图3 室外场地各汇水面积布置图

图4 屋面各汇水面积布置图

各个区域汇水面积见表4。

表4 改造前后场地各汇水面积及径流系数

改造后的径流系数，比改造前径流系数降低幅度：（0.86-0.54）/0.86=37.2%。

（3）采用云服务建筑综合能控系统。通过采集和监测每天的环境参数、用电统计、用水统计、供热统计及费用统计等参数，实现多方位多维度精细化能耗管控。可方便后期物业部门及时发现漏水、断电等问题，掌握建筑各个区域的用能情况，实现建筑能耗的优化管理。后期通过对运行数据的采集分析，对于照明空调系统，可结合人员数量，以及光照、温度等环境因素，制定个性化自动控制方案。对于节水控制系统，通过对数据的处理和分析后找出规律，可实现无人自动关闭阀门等措施，减少水资源浪费，如图5 所示。

图5 监测系统主页面

4 结语

从节能环保的角度出发，在尽量减少投资和改动的前提下，最大限度的提高建筑的功能性。通过优化给水系统、热水循环系统及其管材，选用高效率节水器具、智能节水灌溉系统，设计室外下凹式绿地及透水铺装，极大的减少了水资源的浪费，确保水资源稳定健康发展。同时为进一步推广既有建筑的绿色改造提供了技术储备。