曾彩紅

(福建眾合開發(fā)建筑設(shè)計(jì)院 福建福州 350004)

引 言

當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷深入，人們對生活環(huán)境的舒適性要求也日益提高，對用水水質(zhì)、水量的要求也愈加嚴(yán)格。雖然建筑給排水工程在整個(gè)建筑工程中所占的比重不大，但它同樣是人們生活息息相關(guān)、不可或缺的。優(yōu)秀的給排水設(shè)計(jì)方案和科學(xué)的管理是保障給排水系統(tǒng)高效、安全運(yùn)行的必要條件[1]。本文通過對五星級溫泉酒店給排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，及對關(guān)鍵技術(shù)處理的闡述來突出人們對建筑給水排水設(shè)計(jì)的重視。

1 溫泉酒店概況

永泰梧桐溫泉度假酒店項(xiàng)目建設(shè)地址位于福州永泰縣梧桐鎮(zhèn)湯埕村西側(cè)、大樟溪北側(cè)。此地?fù)碛械锰飒?dú)厚的自然原脈溫泉，項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)一棟集溫泉養(yǎng)生、商務(wù)會議、度假休閑于一體的五星級酒店。中心酒店總建筑面積26116.5m2，總高度為16.2m，建筑物地上三層，局部四層，以坡屋頂建筑為主，高低錯(cuò)落有致。酒店俯視圖詳(圖1)。

圖1 酒店平面俯視圖

2 建筑給排水系統(tǒng)組成:

2.1 給水系統(tǒng)

本工程位于山區(qū)，離市區(qū)較遠(yuǎn)，目前尚無市政供水條件，給水水源僅能由大樟溪地表水引入(為天然水源，達(dá)到二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))，經(jīng)凈水設(shè)備處理達(dá)標(biāo)后輸入室外地下生活水池。其給水系統(tǒng)的主要流程為:大樟溪引水→生活處理設(shè)備→地下室蓄水池→變頻生活水泵→用水點(diǎn)。

2.2 熱水系統(tǒng)

酒店熱水系統(tǒng)采用集中供熱方式供水。熱水系統(tǒng)流程為:冷水箱→水源熱泵→熱水箱→變頻泵→用水點(diǎn)。

2.3 溫泉水系統(tǒng)

酒店溫泉水源引自自然原脈溫泉，由于溫泉水管輸送距離較長熱損失，引至酒店后需重新加熱供給，溫泉設(shè)備均放置于一層冷凍機(jī)房。溫泉水系統(tǒng)流程為:天然溫泉水→水源熱泵→溫泉熱水箱→變頻泵→用水點(diǎn)。

2.4 室內(nèi)消防系統(tǒng)

消防水源引自大樟溪，本項(xiàng)目為多層公建，消防系統(tǒng)不分區(qū)，系統(tǒng)管網(wǎng)布置成安全可靠性高的環(huán)狀管網(wǎng)。消防系統(tǒng)用水由消防水池、屋面18噸消防水箱、消防主泵和水泵接合器聯(lián)合供水。

2.5 中水系統(tǒng)

建筑中水系統(tǒng)由原水收集、處理過程和供水系統(tǒng)三部分組成。本工程將水源熱泵的排出水、冷凝水和雨水加以收集并匯集至室外一個(gè)地下水池作為原水，經(jīng)過處理后通過提升至將水輸入屋面中水水箱，通過上行下給方式供給酒店沖廁用水。

2.6 污水系統(tǒng)

系統(tǒng)采用污廢合流的排放方式。廚房廢水采用成品隔油池處理后，到較好的處理效果，由于設(shè)備占地面積小，直接安裝于室內(nèi)，便于清掏、沖洗。本工程附近暫無市政污水管道，因此生活污水和廢水在一層在檢查井匯總后進(jìn)入污水處理設(shè)備，采用預(yù)留地埋式污水處理設(shè)備，排水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中一級B標(biāo)準(zhǔn)，處理達(dá)標(biāo)后排至大樟溪。

2.7 雨水系統(tǒng)

本工程屋面雨水與陽臺雨水分開排放，陽臺雨水管與空調(diào)冷凝水管采用間接排放方式。二層庭院采用排滲結(jié)合方式，通過盲溝濾管排至室外雨水檢查井。酒店廣場，道路和露天停車場周邊均設(shè)置雨水口，雨水經(jīng)匯總后排入地下水池，供作中水水源，富余雨水引入酒店景觀水體。

3 設(shè)計(jì)中采用的技術(shù)措施和設(shè)計(jì)思路:

3.1 減少熱水無效過流，穩(wěn)定系統(tǒng)供水壓力

現(xiàn)實(shí)生活中很多旅客都有過這樣的住宿體驗(yàn):去酒店住宿時(shí)，無論是打開衛(wèi)生間的冷熱水龍頭還是淋浴器，往往需要經(jīng)過一小段時(shí)間才能供應(yīng)熱水。這不僅造成了冷水的浪費(fèi)，更影響到旅客對酒店的滿意度。為了防止這種情況的發(fā)生，本工程根據(jù)建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)資料，熱水系統(tǒng)考慮立管循環(huán)。對于支管過長，導(dǎo)致熱水回水不及時(shí)造成的冷水浪費(fèi)，設(shè)計(jì)采用新的技術(shù)及優(yōu)質(zhì)的保溫材料，即熱水保溫單管系統(tǒng)，它采用補(bǔ)償熱量損失的電纜，電纜安裝在單根熱水管上根據(jù)管道任何一處冷卻的情況對齊按比例進(jìn)行加熱回溫。如熱水在管道中不停流動時(shí)，電纜的功率輸出將下降。熱水龍頭打開的次數(shù)越頻繁，需要啟動熱水保溫系統(tǒng)的次數(shù)就越少。系統(tǒng)可自動調(diào)控發(fā)熱并將溫度維持在所需溫度，且用于支管上的溫控器可以更加敏感的反饋溫度情況，從而減少熱損耗。此做法不僅優(yōu)化了整個(gè)熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，更確保酒店用水的質(zhì)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用水的目的。

3.2 中水水源的選擇、水量平衡圖及工藝流程

3.2.1 中水水源選擇

中水水源的選擇直接影響處理工藝的流程和整個(gè)運(yùn)行成本。中水原水應(yīng)優(yōu)先選擇水量充足、供水穩(wěn)定、污染物濃度低、處理工藝簡單、水質(zhì)相對較好的水源。目前中水有兩種處理方式:

1)將原水處理到飲用水的要求，實(shí)現(xiàn)水資源直接循環(huán)利用，該方式適用于我國中西部等水資源匱乏區(qū)域，原因在于處理方式前期投資成本大，工藝復(fù)雜，長期運(yùn)行費(fèi)用高;

2)將原水進(jìn)行簡易處理，主要用于不與人體直接接觸的用水，如建筑沖廁用水，室外景觀綠化澆灑等方面，此處理方式成本較低，工藝簡單，適用范圍廣泛。

考慮到用水和成本方面的因素，本工程僅將中水用于酒店沖廁及景觀綠化用水，因此只要處理到一般用水的程度即可。本工程可供選擇的中水水源有:酒店生活廢水、客房生活污水、空調(diào)冷凝水、水源熱泵排出水、雨水等。綜合分析比較后，選取水源熱泵排出水、空調(diào)冷凝水和雨水為中水水源，主要考慮到以下四個(gè)因素:

1)由于溫泉酒店地處山區(qū)，此地降雨量充足，年平均降雨量約1400-2000mm，足以確保中水水源充裕;

2)本工程屋頂為坡屋面，設(shè)有檐溝，坡屋面為不上人屋面，屋面較干凈;五星酒店的周邊環(huán)境衛(wèi)生良好，收集的雨水水質(zhì)較有保障;

3)水源熱泵為日常運(yùn)行設(shè)備，熱泵從生活水箱等進(jìn)水，水質(zhì)干凈，水量穩(wěn)定，經(jīng)熱泵排出水的水質(zhì)屬于優(yōu)質(zhì)雜排水。

4)空調(diào)冷卻水水量不大，但是水質(zhì)良好，且設(shè)計(jì)時(shí)，空調(diào)冷卻水均納入雨水系統(tǒng)，因此可作為中水水源;

綜上，本工程選擇水源熱泵排出水、空調(diào)冷卻水和雨水為中水水源，水源熱泵排出水和空調(diào)冷卻水屬于優(yōu)質(zhì)雜排水，雨水不僅為天然水源而且雨量充沛，保證了中水原水的供應(yīng)量，簡化處理工藝，節(jié)約運(yùn)行成本，適合酒店的長期發(fā)展。

3.2.2 中水水量平衡圖繪制

本工程中水供水方式采用變頻泵—水箱聯(lián)合供水，供水箱的調(diào)節(jié)容積按中水系統(tǒng)最大小時(shí)用水量的50%計(jì)，經(jīng)計(jì)算確定供水箱容積為8噸，并設(shè)于屋頂。中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了水量平衡計(jì)算，設(shè)置調(diào)節(jié)池[5]。根據(jù)要求調(diào)節(jié)池容積當(dāng)有排水量的逐時(shí)變化曲線時(shí)，調(diào)節(jié)池容積應(yīng)為原水量逐時(shí)變化曲線及處理量變化曲線所圍面積的最大值。由建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范可知，當(dāng)缺乏資料難以計(jì)算時(shí)，可按日處理水量的百分?jǐn)?shù)計(jì)算。

1)在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，原水調(diào)節(jié)池容量按日處理水量的35%～50%計(jì)算。

2)在間歇運(yùn)行時(shí)，原水調(diào)節(jié)池按處理設(shè)施運(yùn)行周期計(jì)算，如式(3.1):

式中:W1——原水調(diào)節(jié)池有效容積(m3);t1——處理設(shè)施設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間(h);

Qy1——中水原水平均小時(shí)進(jìn)水量(m3/h);

1.5 ——系數(shù)

本工程對中水需求量、原水供應(yīng)量以及自來水補(bǔ)給量等進(jìn)行了計(jì)算和調(diào)整，使其達(dá)到平衡，并把計(jì)算和調(diào)整的結(jié)果用簡圖的方式表達(dá)出來(即水量平衡圖)。從圖中能直觀地看出各種水量變化及其相互關(guān)系，水源的合理分配及綜合利用情況。水量平衡圖如(圖2)所示:

圖2 水量平衡圖

圖中:V1——原水調(diào)節(jié)池水量;

V2——屋頂中水箱調(diào)節(jié)水量;

q6——中水處理水量;

q0～q2自來水總進(jìn)水量及分項(xiàng)用水量，q0=q1+q2;

q3～q5原水分項(xiàng)進(jìn)水量及匯總水量，q5=q3+q4;

q6～q10中水供水量及分項(xiàng)水量，q6=q7=q8+q9;

q11～q13污水排放分項(xiàng)水量及匯總水量，

q13=q11+q12;

由圖2中可知，當(dāng)q7小于q5時(shí)，表示需求量小于供應(yīng)量，需要減少原水收集量，或者通過調(diào)節(jié)池溢流設(shè)施進(jìn)行排放多余用水;當(dāng)q7大于q5時(shí)，表示需求量大于供應(yīng)量，原水量不足，中水水箱需要自來水進(jìn)行補(bǔ)充。最后將計(jì)算成果反應(yīng)在水量平衡圖上，即完成了水量平衡設(shè)計(jì)工作。水量平衡計(jì)算就是原水和用水量增減調(diào)整的過程。

3.2.3 中水工藝流程選擇

中水工藝流程的選擇與中水投資成本、運(yùn)行費(fèi)用有關(guān)，為了合理的選擇中水工藝流程，本工程專門對常見中水處理工藝的投資及運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行調(diào)查分析，如(表1)所示。

表1 常見的中水工藝設(shè)備投資指標(biāo)及運(yùn)行成本對比表

從(表1)可知，在中水的各種處理方式中，物理化學(xué)處理法的投資成本費(fèi)用較低，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用少，但是對原水水質(zhì)要求高。本工程由中水原水的水質(zhì)、水量及使用要求，及實(shí)際工程中水的投資情況、經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定中水處理工藝流程，工藝流程圖如(圖3)所示:

圖3 工藝流程圖

原水處理后的中水水質(zhì)符合了下列基本要求:

1)衛(wèi)生上安全可靠，不含有害物質(zhì);

2)外觀上無明顯沉淀物和異味;

3)使用過程中不能引起設(shè)備、管道等嚴(yán)重腐蝕;

本工程采用中水回用系統(tǒng)，提高酒店供水的可靠性，特別是采用雨水作為中水水源，充分利用水資源，不僅提高地基的保水能力，更優(yōu)化了整個(gè)工程的排水系統(tǒng)[2]。

3.3 合理選擇和布置管線，減低滲損方便維護(hù)

給排水管道發(fā)生滲漏是當(dāng)前建筑給排水系統(tǒng)最常見的問題。就如同城市的市政給水管網(wǎng)，建筑給水自來水管的閥門、連接處也容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象;很多酒店環(huán)境相對潮濕通風(fēng)差，地下室的管道易腐蝕，導(dǎo)致地下室滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重;此外污水管道一旦堵塞，清掏困難，往往需要“傷筋動骨”的維修。這些問題和工程設(shè)計(jì)方案、施工工藝選擇不當(dāng)也有著間接的關(guān)系。因此建筑給排水設(shè)計(jì)要結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況優(yōu)化給排水管道系統(tǒng)敷設(shè)設(shè)計(jì)思路，盡量避免出現(xiàn)上述情況。

本工程雖未設(shè)置地下室，但酒店管道多且雜，互相交錯(cuò)縱橫。在一層平面如何處理敷設(shè)管線以及協(xié)調(diào)管線匯總，是保證各個(gè)管道系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。根據(jù)工程實(shí)際情況，傳統(tǒng)處理這些管線的方法有兩種:

1)管道敷設(shè)于地梁與地面之間的覆土層中，覆土厚度根據(jù)工程實(shí)際情況而定(本工程覆土厚度為600mm)。此方案的優(yōu)點(diǎn):管道可以檢修;缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)荷載增加，管線較雜，不利于后期維修，維修時(shí)須把地板挖開，影響酒店的正常運(yùn)行。

2)管道敷設(shè)于地梁之下，此方案的優(yōu)點(diǎn):土建挖方量減少，節(jié)約成本;缺點(diǎn):加大管道起點(diǎn)埋深，由于結(jié)構(gòu)沉降問題，容易造成管道斷裂，同時(shí)造成管道檢修困難。

綜上，建筑的給排水管線敷設(shè)須與土建專業(yè)、建筑專業(yè)等密切配合，具有一定的復(fù)雜性、系統(tǒng)性。本工程為打造溫馨舒適的五星級溫泉度假酒店，如采用傳統(tǒng)方法，則檢修、維修較困難，不利于酒店的穩(wěn)定使用和長期運(yùn)營。為此經(jīng)過多方商議協(xié)調(diào)后，提出在一層酒店公共過道下方建立管廊，作為專用檢修通道，所有管道均敷設(shè)于檢修通道內(nèi)，且同時(shí)兼顧到酒店兩側(cè)客房衛(wèi)生間給排水管道。為節(jié)約造價(jià)成本，檢修通道的設(shè)計(jì)高度為1m，維修人員可通過樓梯下至檢修通道。檢修通道的范圍局部如(圖4)所示:

圖4 檢修通道局部區(qū)域

設(shè)立檢修道后，一層管道安裝設(shè)為明裝，減輕了施工難度，且管道敷設(shè)整齊合理，每種管材均設(shè)置了標(biāo)記，最大限度的提高了空間利用率，也便于后期維護(hù)。檢修通道內(nèi)的排水則通過排水溝排至集水坑，再由潛污泵提升排至室外污水檢查井。檢修通道中給排水管線局部敷設(shè)如(圖5):

圖5 檢修通道內(nèi)管道敷設(shè)局部平面圖

圖6 檢修通道內(nèi)管道剖面圖

4 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，建筑給排水的設(shè)計(jì)需要日趨人性化、合理化，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)正確合理地選擇系統(tǒng)和方案，逐步調(diào)整和完善整個(gè)設(shè)計(jì)，其過程歸根到底就是一個(gè)逐漸優(yōu)化的過程[3]。同時(shí)在工程的給排水設(shè)計(jì)中，作為建筑的組成部分，需要我們與建筑等其他專業(yè)的相互配合、探討，將更好的給排水設(shè)計(jì)思路融入到實(shí)際工程的應(yīng)用中，不僅需要考慮整體布局的整潔和美觀性，更需要考慮到實(shí)用性和合理性。用人性化的設(shè)計(jì)，讓用戶體驗(yàn)到現(xiàn)代建筑技術(shù)帶來的居住舒適性，滿足生活需求。

[1]宋前峰.淺議高層建筑給排水及室外綜合管線施工管理[M].門窗.2013(04).278.

[2]路樹生.高層建筑給排水工程設(shè)計(jì)及施工技術(shù)[M].中華建設(shè).2012(08).270-273.

[3]楊杰.綠色建筑住區(qū)雨水收集與處理工藝集成研究-以深圳為例[D].西南科技大學(xué).學(xué)位論文.2012.

[4]GB 50015-2003，建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]GB 50336-2002，建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].