公共建筑项目给水排水工程设计研究

引言

随着城市化进程加快与建筑功能多元化发展，公共建筑作为城市基础设施的重要组成部分，其给排水工程设计直接关系到建筑使用体验、资源利用效率及城市运行安全。医院、商业综合体、超高层建筑等不同类型公共建筑对给排水系统的需求差异显著，传统设计理念与技术已难以满足多样化功能需求。

一、公共建筑给水工程设计关键技术

1.1 给水系统分区与供水方式

公共建筑高度与功能差异导致给水压力需求不同，科学的系统分区是保障供水安全的基础。对于高层建筑，竖向分区遵循 “静压不超 0.45-0.6MPa^† ” 原则，避免底层管道因压力过大破裂、顶层因压力不足供水不畅。而多层商业综合体则可采用并联式分区，各分区独立设置变频调速泵组，根据用水流量自动调节水压，既满足不同楼层需求，又降低能耗。

1.2 热水供应系统设计

热水供应系统设计需综合考量建筑规模、使用特点及能源成本。集中热水供应系统适用于酒店、医院等用水量大且集中的场所，通过设置大型热水锅炉、太阳能集热器或空气源热泵等热源设备，结合热水循环管网实现 24 小时稳定供水。酒店客房热水系统常采用同程式循环设计，确保各用水点出水温度均衡；太阳能 - 空气源热泵耦合系统则利用清洁能源，降低运行成本。

1.3 消防给水系统设计

消防给水系统是公共建筑消防安全的核心保障，需严格遵循《消防给水及消火栓系统技术规范》。消火栓系统根据建筑高度与功能确定用水量与水压，高层建筑需设置独立的消防水泵接合器与高位消防水箱，确保火灾初期供水。自动喷水灭火系统则通过闭式喷头或开式喷头实现火灾自动响应，湿式系统适用于环境温度不低于 4℃且不高于70℃的场所，干式系统则用于寒冷或高温环境。对于商场、剧院等人员密集场所，针对特殊火灾场景增强灭火效能。

二、公共建筑排水工程设计关键技术

2.1 排水系统设计

公共建筑排水系统设计需平衡排水能力与环境保护需求。污废水系统设计中，合流制与分流制的选择取决于建筑功能与环保要求，医院、实验室等对卫生标准要求高的建筑多采用分流制，将生活污水与医疗废水、实验废水分别排放，避免交叉污染；普通办公楼、商业综合体则可根据市政管网条件选择合流制或分流制。排水管道设计需精准进行水力计算，依据《建筑给水排水设计标准》确定管径、坡度与流速，确保污水自净流速不低于 0.6m/s ，防止管道淤积堵塞。通气管系统的合理设置至关重要，通过伸顶通气管、专用通气管等形式平衡管道内气压，防止水封破坏导致异味逸散，保障室内空气质量。

2.2 雨水收集与利用系统设计

雨水收集与利用系统可有效缓解公共建筑用水压力，实现水资源循环利用。系统设计需根据建筑类型与用水需求，规划雨水收集区域、储存设施及处理工艺。大型体育场馆、会展中心等屋面面积大的建筑，优先采用屋面雨水收集，通过雨水斗、天沟与管道将雨水输送至储水池。广场、停车场等区域则可结合透水铺装与下凹式绿地，实现雨水的就地渗透与收集。雨水储存设施的容积需综合降雨强度、回用需求与场地条件计算确定，常用混凝土水池或模块化塑料水箱。处理工艺方面，初期雨水弃流装置可去除污染物浓度高的雨水，后续通过沉淀、过滤、消毒等流程，使雨水达到杂用水水质标准，用于绿化灌溉、道路冲洗、景观补水等，降低市政供水依赖。

2.3 特殊场所排水设计

在特殊场所中，排水设计功能及卫生要求比较高。医院的感染区域排水要求使用独立的管网并配有密闭排水管道及防倒灌地漏，杜绝病菌外流扩散，排水口需加装消毒设备对污水进行消杀预处理后再行排入市政管道。医院厨房排水特点是含油污和杂质的高含量，其排向宜设置隔油池进行油水分离，可采用气浮式或者重力式的隔油装置，将其含油量控制在 100mg/L 以下，杜绝含油较多的油脂凝结阻塞管路；防鼠及防蟑措施是保障食用卫生的重要环节。

三、公共建筑给排水工程设计中的新技术与新方法

3.1 智慧给排水技术应用

物联网、大数据和人工智能构建的智慧给排水技术是以传感技术为基本手段的智慧给排水系统，使得公共建筑给排水系统智能化管理。在给水系统中，通过压力传感器、水质监测仪、流量计采集水压、浊度、余氯等指标，通过云计算平台计算分析管网运行情况，自动识别漏损点报警，减少管网漏损。在排水系统中，液位传感器、雨量监测、水力模型相结合的排水泵站智能化调度，提前预警、防范暴雨内涝。BIM 技术贯穿设计、施工、运维全生命周期，通过三维可视化模型优化设计和施工管线布局，减少施工冲突，也可以应用于后期运维管线定位、故障诊断，提高管理效率和决策的正确性。

3.2 绿色节能设计创新

节能绿色设计从节水资源、节省能源以及资源循环利用的角度对公共建筑的给排水工程进行优化设计。在节水设计方面，实现用水量自动化调节技术，包括增加节水型水龙头以及卫生洁具，在提高水利用率的同时，利用智能控制调节水龙头给水系统按需控制用水量。在节能方面，太阳能热水器、空气源热泵热水器等作为可再生能源的热能供应来源，有助于节约化石能源，在热水管道以及热水设备外部覆以高效保温隔热材料，可以减少热水在管道内和设备上热量的散失，以此来保护水资源，且符合可持续发展的标准。在资源的循环利用方面，例如对生活污水的中水回用，可以通过对生活污水的循环处理在冲厕时达到节水的目的，并将其用于小区内部的绿化景观，进一步节约市政供水的使用量，并采用雨水收集的方式将收集到的雨水通过与景观水体联系，利用雨水收集到水体中以达到自然储存，提高水资源利用效率。

3.3 装配式建筑给排水设计

预制式装配式建筑的给排水设计改变传统建筑的施工工艺，将给排水管道、管道配件、给排水设备、配件等在工厂进行预制加工生产为标准模块，例如卫生间集成排水模块、厨房给排水模块等，以此降低施工现场的焊接、切割环节，提高施工精度及效率，维护改造方便快捷。出现局部给排水管损坏时，可以拆下模块进行更换，通过这种给排水设备预制式的装配式给排水设计方案，不仅可以实现绿色施工的要求，同时满足了给排水工程朝着工业化、智能化方向前进的步伐，为公共建筑的发展开拓新动力。

结语

公共建筑给排水工程设计关乎建筑功能实现与城市可持续发展。本研究通过剖析关键技术与创新应用，为工程设计提供系统解决方案。从给水排水系统的科学规划，到智慧化、绿色化技术的深度融合，有效提升了工程功能性与节能性。

参考文献

[1]李国红.论给水排水工程设计的过程控制优化探究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(04):29-31.

[2]张贤芳.公共建筑项目给水排水工程设计研究[J].城市开发,2024,(13):76-78.