装配式建筑给水排水设计分析.pdf

安徽建筑中图分类号：TU972+.8文献标识码：A文章编号：1007-7359（2023）5-0094-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.5.0331引言装配式建筑是随着工业现代化的发展而兴起的一种新型建筑形式，是指在工厂预制构件、在现场连接安装的建造方式，强调的是施工技术手段创新。区别于传统建筑模式，装配式建筑大大减少了人工作业和现场作业，且融合了数字化技术，符合建筑业产业现代化、智能化、绿色化的发展方向。传统建筑行业存在着劳动密集、管理粗放和能耗高等问题。在低碳发展的背景下，绿色建筑是建筑业转型升级的必经之路。随着我国大力推进装配式建筑发展，装配式建筑的产业配套逐步完善。给排水专业在装配式住宅建筑中占据着重要的地位，直接关系到居民的生活质量。因此，必须确保装配式住宅建筑给排水管线设计的合理性。2项目概况该工程位于合肥新站高新区，分为A、B 两个地块。总用地面积约 116799.98m2，总建筑面积 368012m2，共 23栋住宅、6栋配套及商业、2栋配电房、1栋幼儿园。地上计容建筑面积260650m2，地上不计容建筑面积3781m2，地下建筑面积 103581m2。设置 2766 个停车位，其中地面停车位351个、地下停车位 2415 个、非机动车停车位 2907 个。建设内容包括住宅、配套商业、物业、幼儿园、地下车库（含人防工程）等内容。建筑装配率不低于50%，该工程给排水采用装配式设计。3给水系统3.1生活冷水给水本工程给水水源为市政给水管网，拟从三十头路和九顶山路接入市政供水。其 中 三 十 头 路 接 入 口 南 侧 为DN300的管道，九顶山路接入口西侧为DN300管道、东侧为DN600管道。A区从三十头路以及贝玉路引入两路供水，B区从九顶山路和三十头路引入两路供水。并在地块内成环，提供地块内室内外消防用水、建筑物生活用水，市政给水管网供水压力为0.30MPa。本项目生活给水系统充分利用市政水压，其中市政水压可满足的建筑楼层由市政管网直接供水，其余建筑楼层由加压设备加压供水。生活给水系统分为四个区，1-4层为市政直供区、5-12层为加压1区、1320层为加压2区、21-顶层为给水加压3区。各分区最低层入户管的给水支管压力超过 0.20MPa 时设置支管减压阀，在水管井内增设减压阀，减压至0.20MPa，减少无效出水量、避免浪费水源。各加压给水分区均由各自的加压供水设备供水。生活泵房设置在地下车库-1层，采用成品水箱，各区设置恒压变频生活水泵组供水方式供水。室外部分市政给水管DN100采用水泥砂浆衬里球墨铸铁管，承插连接；DN100采用法兰连接，法兰在出厂前加工好；DN100 采用丝扣连接。室内生活给水冷水系统干管采用涂塑钢管，DN100采用法兰连接，DN100采用丝扣连接。冷水支管采用冷水 PPR管（S4级），热熔连接。本工程住宅住户区为装配区域，生活给水系统管线采用集成化设计，具有集中布置、节约能源、节约材料、节省空间、安全环保、健康卫生、减少建筑垃圾的产生、减少施工检修难度、有利于实现工厂化生产等优点，并且不影响住户的健康和使用。本工程给水管道采用管线分离式安装，其设计和布置与预制构件的建造和生产方式配合，便于管道的更换和维修。支管给水管道经过分户水表后，出水井进各户用水点，其布置在吊顶内，且水平方向同一高度穿过顶梁，梁上预留大两号套管。其中给水管道横管穿过卫生间墙、厨房墙，卫生间内部管井井壁等有可能渗水处设大两号刚性防水套管，并设有止水环；给水管道横管穿过其它结构梁、剪力墙、无承重结构挂板和结构反坎、室内防火墙、防火分隔墙处，设大两号国标镀锌钢套管。当管道穿过剪力墙和承重梁时预留套管位置，并和结构专业设计人员统一协商、设计，将预留位置标示在结构深化图纸上，以确保结构安全。给水管道和配件的敷设不能影响结构安全，避免敷设在预制构件的连接接缝处。住宅均为一户一表计量，住宅水表设于公共部位水管井内。控制阀门、减装配式建筑给水排水设计分析范碧玉（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230031）摘要：装配式建筑是我国建筑行业未来的发展趋势，符合建筑业产业现代化、智能化、绿色化的发展方向。文章以某项目为研究对象，分析了该项目装配式建筑设计中给排水专业的设计思路与过程，以期望能为相关设计师以后的设计提供参考。关键词：装配式建筑；给排水作者简介：范碧玉（1983-），女，安徽歙县人，毕业于合肥工业大学建筑与土木工程专业，硕士，注册公用设备给水排水工程师。专业方向：给排水。图1排水立管穿楼板措施图水 电 暖通技术与应用94安徽建筑压阀组均设在水表井内，便于统一检修计量。给水立管也设于水管井内，竖向管道穿过楼板处，预留大两号刚性防水套管。同时竖向管道不能设置在预制柱内，最好不要设置在预制剪力墙内。并且给、排水管道穿过楼板和墙体时，采取防火、防水、密封、隔声等措施。图1为本工程部分情况采用的具体措施之一。公共区域给水管道平面图设计见图2。图2公共区域给水管道平面图装配式住宅户内卫生间和厨房竖向给水管线埋墙敷设，混凝土预制构件上、砖墙上预设竖向沟槽，管道的外径小于25mm。施工时管槽宽度为管子外径De+20mm，深度为管子外径 De；墙体内埋水管，合理布局；槽内抹灰圆滑，然后在凹槽内刷防水涂料，水管凹槽做防水；管道施工完毕后，由土建统一抹灰，并在墙体上统一用水泥浆把管道走向在墙体上标记清晰。给水热水排水管道布置见图3。图3住宅内给排水大样图本工程明露的生活给水管道采取防冻保温措施，同时也能防结露。采用泡沫橡塑保温，管径小于DN50，保温层厚度为35mm。管径在DN50DN200时，保温层厚度为40mm。3.2生活热水给水本工程住宅楼每层每户安装太阳能热水系统，采用平板分体式太阳能热水器，每 户 一 台 2000mm1000mm80mm太阳能集热板，安装在每户阳台外墙上。容积100L的水箱就近安装在阳台内墙上，内附电加热器的功率为1.5kW、额定电压为220V。太热能热水系统设计与建筑装配式设计同步进行，统一规划，同时设计、施工。若在建筑设计时没有考虑太阳能热水系统的设计和安装位置将太阳能集热器作为后置构件，在土建施工完毕后再安装太阳能热水系统，会造成对建筑结构、建筑防水等的破坏，出现安全隐患，影响建筑物的美观和协调。合肥市气象参数为年平均气温为15.8，斜面年总辐照量为4854.13MJ/(m2a)、日平均辐照量为13.299MJ/(m2d)，属于III类太阳能资源较丰富地区。太阳能集热器安装在阳台外墙作为阳台挡板，在外观上实现太阳能热水系统与建筑的完美结合，成为建筑的一部分，实现两者的协调统一；在功能上保证集热板日照不受遮挡，能保证至少4h的日照，面向南、南偏东或南偏西 30摆放；在结构上妥善解决太阳能热水的安装问题，确保建筑物的承重、防水等功能不受影响，还充分考虑太阳能集热器抵御冰雹、暴雪、强风等的能力。在系统运行上，系统稳定、安全可靠，同时易于维护、安装，合理解决太阳能与辅助能源加热器设备的匹配，实现系统的自动控制和智能化。系统运行的原理见图4.图4太阳能热水系统运行原理图太阳能系统储水箱在自然循环系统中，为了促进热虹吸循环并防止夜间倒流回散热器，水箱底部安装应高于集热器0.30.5m，就近安装在阳台内侧墙壁上，以便储水箱保温。同时尽量减少集热循环管路的长度，减少热量损失。安装位置保证储水箱上面与周围存在可容纳不少于一人的作业空间，与四周保持大于0.6m的距离，与顶面的距离也大于0.6m。储水箱的地面和墙面设置防水措施，并设置地漏的排水措施。水箱自带 保 护 措 施，当 储 水 箱 内 水 压 超 过0.40MPa 时，安全阀自动打开泄水泄压，到达正常值后自动关闭，保证储水箱在安全压力下工作。电加热器水电分离，自带防干烧功能，加热到设定温度时自动断开电源，保证使用的安全性。本工程设置太阳能热水器以供应住户热水，同时在厨房内另设自带止回阀的燃气热水器作为另一个热水水源，互为补充。住户的太阳能、燃气热水器加热均由用户根据自己生活习惯自由选择，切换供热水阀门使用。燃气热水器带有保证使用安全的装置，并不得安装在浴室等密闭空间，保证人身安全。本工程户内热水支管采用专用热水PP-R管（S3.2级），热熔连接，集中热水系统供回水干管采用薄壁不锈钢管，卡压 式 连 接。架 空 热 水 管 道 坡 度 为0.003，方便于放气和泄水。PP-R管间距大于 3m 时，设置多球橡胶软管伸缩器，解决伸缩能力问题。热水 PP-R 管设置保温、防结露措施，保温材料为泡沫橡塑保温材料，DN15、DN20 的热水PP-R 管保温厚度为 20mm，外面包玻璃布复合铝箔。本工程装配式住宅户内热水管道采用管线分离式安装，其设计和布置方式与冷水给水管布置形式相同。横管布置在吊顶内，水平方向按坡度穿过顶梁，梁上预留大两号套管。当管道穿过剪力墙和承重梁时，预留套管位置和结构专业设计人员统一协商、设计，将预留位置标示在结构深化图纸上。装配式住宅户内热水系统卫生间和厨房内竖向给水管线埋墙敷设，混凝土预制构件上、砖墙上预设竖向沟槽，管道的外径小于20mm，布置规则同冷水给水系统。3.3装配式支架系统安装在吊顶内的冷水给水管道、热水管道采用装配式支架系统，工厂预制、现场组装的支吊架系统，可以避免表面处理作业、现场明火作业等危险工作，并大幅度的提高现场施工精度、效率和安全性。装配式支吊架，本工程采用标准化配件和连接组件，具有可调节水平距离和高度的功能，同时满足结构承重要求，在地震中能承受来自任意水平方向的地震波。在每段水平直管道的两端设（下转第120页）水 电 暖通技术与应用95安徽建筑排放平均值 29.02kgCO2/（m2a）8还存在较大的差距，这一现象发生的主要原因是严寒地区供暖所产生的碳排放量大而导致整体数据被拉大，在今后绿色改造中应更加重视此方面的改造。在绿色改造过程中，也暴露出了一系列问题，诸如改造过程中可再生能源的利用较为单一、严寒地区节能建筑产业发展水平低、围护结构产品性能较差、各主体绿色改造的积极性较低、绿色改造资金不足、绿色改造后运营维护管理效率低等问题。为更好的解决此类问题，建议采取以下措施。加大对清洁能源、可再生能源的开发与利用。可将太阳能、风能等环保能源应用到围护结构与气密性材料的开发应用中，降低冬季供热需求9。对于我国严寒地区而言，较为充足的可再生能源除了太阳能外还有地热能，可安装地源热泵中央空调闭式系统，高效地运用地热能。政企合作，大力推动我国严寒地区建筑产业的更新。加大科研力度，鼓励相关企业进行创新合作、技术交流，开发适用于严寒地区气候特点的高性能建筑围护结构。大力推行碳税、建筑碳成本政策，采用碳排放交易机制。将绿色改造和碳交易相挂钩，运用奖惩措施调动各方主体进行绿色改造的积极性。政府应制定相关政策提升相关业主方进行绿色改造的积极性，加强绿色改造相关主体合作。完善严寒地区既有的金融体系，对绿色改造效果进行审核，推动信息公开，大力推行绿色金融，通过绿色金融以支持绿色改造减碳工作，助力“双碳”目标的实现。建立相关的智能数据监测平台，对各项能源的消耗以及碳排放进行精细化的动态监控与管理，对实际能耗达不到预期期望的指标进行及时纠正，确保绿色改造后建筑能够最大程度上实现绿色化。在今后的绿色改造中，还需对各方主体进行不断地分析总结，针对严寒地区的地域特点，建立出一套操作性高、绿色改造成本低、各方主体积极性高、运行效益好的绿色改造方案，更好地助力“双碳”目标的实现。参考文献1马素贞.既有建筑绿色改造诊断技术M.北京:中国建筑工业出版社,20152刘盈川.严寒、寒冷地区既有居住建筑绿色改造三维模型构建与能耗模型研究D.沈阳建筑大学,2019.3庄贵阳,朱仙丽.欧洲绿色协议：内涵、影响与借鉴意义J.国际经济论,2021(01):116-133+7.4王维.严寒地区公共建筑低能耗节能技术研究分析D.沈阳建筑大学,2014.5张哲,唐虎,孙洪磊,等.哈尔滨河柏小区既有居住建筑绿色改造节能效果实测J.墙材革新与建筑节能,2018(08):45-48.6嵇晓雷,杨国平.绿色建筑技术在既有建筑改造中的应用研究J.现代城市研究,2020(8):104-107.7郭振伟,王清勤,赵力.既有居住建筑绿色改造主要措施与整体减碳效果浅析J.建设科技,2022(Z1):20-23.8中国建筑能耗研究报告2020J.建筑节能(中英文),2021,49(02):1-6.9丁晓欣,谢倩怡.我国严寒地区近零能耗建筑发展及问题分析J.北方建筑,2020,5(03):48-51+55.置侧向抗震支吊架，当两个侧向抗震支吊架间距超过最大设计间距时，在中间增设侧向抗震支吊架。每段水平直管道至少设置一个纵向抗震支吊架，当两个纵向抗震支吊架距离超过最大设计间距时，按要求依次增加纵向抗震支吊架。4排水系统本工程排水系统采用污水、废水合流排水，屋面雨水和生活污水分流制排水，污水经过室外化粪池处理后排入市政污水管网。地面及以上污水排水、废水排水为重力流排水，地下室污水排水、废水排水经潜污泵等设备提升排至室外污水管网。卫生间污水排水采用污水立管和专用通气立管相结合的排水系统排水，污水立管采用中空壁消音硬聚氯乙烯管，通气管及排水支管采用UPVC塑料排水管；厨房废水管、阳台洗衣机排水管采用单立排水管，伸顶通气，管材采用UPVC塑料排水管，其中靠近卧室的排水立管采用消音降噪型 UPVC管材，管件和管材配套，由同一厂家供货；所有排水系统底层排水横管及出户管采用柔性铸铁管，柔性接口承插式或卡箍式连接；重力流雨水管、空调冷凝水排水管采用防紫外线PVC-U承压雨水排水管，其公称压力大于建筑物净高产生的静水压力，负压承压能力大于 80kPa，室外敷设雨水管采用插入式连接，室内敷设采用粘接方法连接。本工程住宅卫生间、厨房、阳台排水为装配区域排水，卫生间排水管接口管径为 100mm、厨房排水管接口管径为75mm、阳台排水管接口管径为75mm，排水地漏或存水弯的水封深度不小于50mm。装配式建筑的楼板为预制楼板，排水立管、排水支管穿过楼板处，预留大两号刚性防水套管，采取防火、防水、密封、隔声等措施。5BIM设计本工程装配式建筑与 BIM 设计相结合，BIM设计与建筑专业、结构专业、水电专业、建设单位、施工单位前期做好对接，统一协同设计。BIM技术整合数据进行建模，形成一个可视化三维模型，能直观地进行修改，可以大大提高设计、施工效率，同时协调各专业之间的冲突。在给排水设计阶段，通过BIM技术设计建立模型，确认综合管道的净空高度，观察到管道综合的碰撞问题，进行碰撞分析，直接发现存在的问题，实现高效、快速的调整和修改，优化工程设计。6总结装配式建筑是我国建筑行业未来的发展趋势，符合建筑业产业现代化、智能化、绿色化的发展方向。给排水专业作为装配式建筑不可或缺的部分，给排水系统的选择、安装方式等都影响着施工的难易程度和后期使用的安全舒适性，需要我们认真谨慎选择对待。在装配式建筑给排水设计时，我们更需要做好和各专业的协调，学习最新的装配技术，争取让给排水设计更便捷更安全。参考文献1付胜涛.BIM在建筑给排水工程设计中的应用J.四川水泥,2018(3):107.2姜丽丽.装配式建筑给排水实例分析J.建筑技术,2018,49(S1):247-248.3王守立.预制装配式建筑给水排水系统的设计J.建筑技术开发,2017,44(10):91-92.（上接第95页）建筑节能120