孔慶吉

（山西華鼎建筑設(shè)計(jì)有限公司 山西太原 030006）

0 前言

給排水設(shè)計(jì)即給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，直接影響建筑的用水、排水活動(dòng)和使用價(jià)值，在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)中得到普遍重視。綜合性建筑的用水情況較普通民用建筑、單純商用建筑更為復(fù)雜，帶有動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)，其給排水設(shè)計(jì)也需要考慮建筑特征，從思路到方法均應(yīng)做好評(píng)估，確保建筑設(shè)計(jì)滿足用水排水需求。

1 綜合性建筑項(xiàng)目給水設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)思路

思路上看，建筑項(xiàng)目給水系統(tǒng)需要強(qiáng)調(diào)三個(gè)要素，即適用性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，綜合性建筑的特點(diǎn)更為突出，需要重點(diǎn)考慮建筑用水的峰值需求。如現(xiàn)代商民兩用建筑，與單純民用建筑相比，其日間用水量明顯更大，而在進(jìn)入冬季、夏季、主要節(jié)日、夜間等特殊時(shí)間段、時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)，綜合性建筑的用水量又會(huì)出現(xiàn)下降，這與建筑功能存在明顯關(guān)聯(lián)。以提升給水設(shè)計(jì)有效性為目標(biāo)，應(yīng)在實(shí)際工作中，重點(diǎn)考慮建筑工作內(nèi)容，以此評(píng)估其峰值用水量，作為設(shè)計(jì)基本要求。

1.2 設(shè)計(jì)方法

方法上看，綜合性建筑項(xiàng)目給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可借助參數(shù)模擬法，建立分析模型，為設(shè)計(jì)工作提供依據(jù)。目前較多見的模型建設(shè)方法為計(jì)算機(jī)虛擬模型，以BIM技術(shù)、有限元方法為技術(shù)支撐。以BIM法為例，假定某綜合性建筑設(shè)計(jì)20層，另有地下室1層，其中1～4層擬建設(shè)為商場，5層為轉(zhuǎn)化層，6～20層為普通商品房。其給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可首先收集同類建筑既有資料，獲取相關(guān)建筑的用水平均量，設(shè)為A，平均峰值用水量，設(shè)為B，作為基本參數(shù)予以記錄。收集建筑設(shè)計(jì)方案，了解建筑自身的用水態(tài)勢(shì)，設(shè)為X，以上述信息為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)BIM虛擬模型，代入X進(jìn)行觀察，了解模型內(nèi)用水需求為“X”噸時(shí)，給水系統(tǒng)主管道的內(nèi)徑、壓力；副管道的內(nèi)徑、壓力等，核準(zhǔn)無誤后，添加參數(shù)A，模擬建筑內(nèi)可能出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化，了解當(dāng)建筑用水需求達(dá)到“A”噸時(shí)，既有的管道參數(shù)（即X模式下的參數(shù)）是否能夠滿足給水需求，如果A參數(shù)小于X，可不予模擬。最后代入?yún)?shù)B，了解極限用水需求下，既有的管道參數(shù)是否能夠滿足給水需求，如果B參數(shù)小于X，可不予模擬。通過參數(shù)模擬法，可了解既有設(shè)計(jì)模式下的給水管道參數(shù)、管道數(shù)目、分布設(shè)計(jì)合理性，酌情予以優(yōu)化。

1.3 需控制的要點(diǎn)

綜合性建筑項(xiàng)目給水設(shè)計(jì)需要考慮的要點(diǎn)，包括兩個(gè)方面：①用水量動(dòng)態(tài)變化是否在設(shè)計(jì)階段得到評(píng)估；②能夠契合現(xiàn)代綠色建筑節(jié)能要求。動(dòng)態(tài)變化評(píng)估方面，擬采用迭代分析法，將綜合性可能出現(xiàn)的用水波動(dòng)設(shè)為一個(gè)固定系數(shù)，結(jié)合建筑給水系統(tǒng)改造年限，進(jìn)行給水系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的糾正。假定某建筑的給水系統(tǒng)擬在10年后進(jìn)行更新，同類建筑每年用水量增長率為1.0%，以上述參數(shù)為基準(zhǔn)，當(dāng)建筑本年度用水量默認(rèn)為X時(shí)：

次年用水量為101%X，第三年用水量增長為1.01（101%X）……據(jù)此迭代到第十年，以最終結(jié)果為本建筑給水能力下限要求。節(jié)能設(shè)計(jì)上主要考慮建筑建設(shè)需求，嘗試以智能技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)等，控制給水作業(yè)。如日間綜合性建筑用水總量較少，可設(shè)計(jì)智能控制結(jié)構(gòu)，在日間以較低的給水壓力（離心力）進(jìn)行供水作業(yè)，晚間則提升給水壓力，契合不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)的用水需求，實(shí)現(xiàn)建筑給水作業(yè)的綠色、節(jié)能化。

2 綜合性建筑項(xiàng)目排水設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

思路上看，綜合行建筑項(xiàng)目排水系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)符合排水多樣化需求，如商民兩用建筑，商用部分排水具有持續(xù)性特點(diǎn)，集中于日間；民用部分排水具有間斷性特點(diǎn)，集中于早間、晚間；部分特殊時(shí)間段，如晚間17-21h，民用部分和商用部分的排水量均較大。排水系統(tǒng)應(yīng)考慮滿足上述各類情況的工作需求，尤其是特殊時(shí)間段的最大排水需求。此外，當(dāng)建筑周邊出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣時(shí)，市政排水管道的工作壓力整體增加，也需要考慮綜合性建筑排水能力是否受到波及，造成排水不暢等問題。

2.2 設(shè)計(jì)方法

方法上看，除借助模擬技術(shù)了解排水需求外，還考慮從理念層面進(jìn)行分流模式建設(shè)。與市政雨污分流設(shè)計(jì)理念類似，建議在綜合性建筑的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用多管道并行機(jī)制，以常規(guī)作業(yè)管道進(jìn)行日常排水，確保建筑內(nèi)產(chǎn)生的廢水可完全有效排出。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)備用排水系統(tǒng)，在日常工作中使其處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入晚間排水高峰、建筑單位時(shí)間內(nèi)排水總量超過常規(guī)作業(yè)管道工作上限（或接近）時(shí)，啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)進(jìn)行排水；綜合性建筑周邊出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，建筑周邊排污系統(tǒng)工作壓力增加，使建筑排水活動(dòng)受到影響時(shí)，啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)進(jìn)行排水。備用排水系統(tǒng)不可與常規(guī)排水管道共用外流通道，可在條件允許的情況下直接與幾何距離最短、排水能力最強(qiáng)的市政排水系統(tǒng)進(jìn)行連接，以確保兩套排水系統(tǒng)系統(tǒng)可同時(shí)進(jìn)行排水作業(yè)，應(yīng)對(duì)特殊情況、特殊時(shí)間條件的下排水需求。

2.3 需控制的要點(diǎn)

以分流模式為基本要求，綜合性建筑項(xiàng)目排水設(shè)計(jì)應(yīng)重視不同部分作業(yè)的獨(dú)立性，擬借助智能設(shè)計(jì)進(jìn)行自適應(yīng)控制。從原理上看，綜合性建筑的排水工作與排水管道工作壓力具有線性關(guān)聯(lián)，建筑排水量越大，排水管道的工作壓力越大，其直接表現(xiàn)為管道內(nèi)水流量、流速等參數(shù)的變化。可在常規(guī)排水管道中選取2～3個(gè)位置，放置水流傳感器，以傳感器實(shí)時(shí)收集排水管道內(nèi)水流速、流量信息，并將對(duì)應(yīng)信息反饋給計(jì)算機(jī)終端，默認(rèn)常規(guī)管道排水量達(dá)到T噸/h時(shí)，啟動(dòng)被動(dòng)排水系統(tǒng)。傳感器在實(shí)際作業(yè)中，收集所獲的常規(guī)感到排水量圍繞T噸/h出現(xiàn)上下波動(dòng)，表現(xiàn)為：

T=[Tmix……T-2；T-1；T；T1；T2……Tmax]

[Tmix、Tmax]為常規(guī)管道排水參數(shù)的最小、最大值，當(dāng)傳感器收集所獲信息在T以下時(shí)，計(jì)算機(jī)默認(rèn)常規(guī)排水管道仍可滿足排水要求；當(dāng)傳感器收集所獲信息在T或T以上時(shí)，計(jì)算機(jī)默認(rèn)常規(guī)排水管道不能滿足排水要求，下達(dá)“啟動(dòng)被動(dòng)排水管道”指令，備用管道隨之啟動(dòng)，保證污水、廢水的排放效果。智能技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代綜合性建筑項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)的基本趨勢(shì)，也具有積極應(yīng)用價(jià)值。除在進(jìn)行管道管理過程中運(yùn)用之外，還可用于信息收集，包括建筑不同時(shí)間段、不同季節(jié)、不同區(qū)域的排水量、增加量、波動(dòng)值等信息，為后續(xù)管道設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供參考。

3 總結(jié)

綜上，綜合性建筑項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)需要考慮建筑特點(diǎn)，結(jié)合建筑實(shí)際需求酌定參數(shù)和具體方法。給水設(shè)計(jì)方面，思路上考慮建筑最大需求，主要以參數(shù)分析法酌定方案，控制要點(diǎn)為用水量的波動(dòng)規(guī)律評(píng)析。排水設(shè)計(jì)方面，思路上重視考慮排水多樣化需求，強(qiáng)調(diào)構(gòu)建可同時(shí)工作的分流模式，并控制其作業(yè)獨(dú)立性。