装配式建筑给排水系统的设计及应用 唐智斌

发表时间:2020/8/5   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:唐智斌
[导读] 摘要:随着科学技术的发展与人们生活水平的提高,建筑类型也在不断增多。
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        摘要:随着科学技术的发展与人们生活水平的提高,建筑类型也在不断增多。建筑建设问题与人们的日常生活存在极为密切的联系,现今的建筑领域也在往集约化生产的方式不断发展。而其中预制装配式建筑是在预制构件的运用下,以各个构件之间的关联性为依据,实现彼此的搭建和组装,并通过混凝土浇灌模式处理整体建筑框架,让建筑施工的成本及工期均可以显著降低。给水排水系统是预制装配式建筑中的重要组成部分,对建筑的整体安全性会带来较大影响。并且给水排水系统的质量也关乎到人们的生活质量,本文简要分析预制装配式建筑给水排水系统的设计方法及要点。
        关键词:给水排水系统;装配式建筑;设计
        1.装配式建筑的特性分析
        装配式建筑工业化的概念,涵盖建筑与结构构件的生产、设计、施工安装的全部周期,通过工程信息化平台进行建造设计,将传统的“现场建造”形式转变为“工厂制造”形式,设计模式由“设计-现场施工-提出更改-设计变更-现场施工”这种往复的模式,转变为“设计-工厂加工-现场施工”的新模式。
        1.1基于新型建造模式,给排水系统设计界面大幅度前移
        装配式建筑颠覆了传统建筑的建造方式,是一项综合性很强的创新工作,实现了设计、施工一体化。设计需将构件标准、功能美观、运输转移、施工方案一并考虑,成为建造过程的关键关节。给排水系统的设计界面也因此大幅度前移,需要与建筑、结构及其他设计协同,一起实现转变。传统思想中,先建设,后改造的套路在装配式建筑实施过程中会遇到诸多问题,需要提前解决预制件的标准化预留预埋和装配时的过渡交接问题。
        1.2两个设计层面
        基于装配式建筑的给排水系统设计可分为两个层面的设计,一是整体工艺功能设计,二是针对模块功能的深化设计。深化设计包括构件生产的安装预留、连接设计。原来在施工现场考虑的问题都要提前到预制生产阶段一并考虑。如穿梁过板的预留定位,明敷暗埋、可靠连接设计方案等。
        1.3基于“产品”的设计理念
        构件模块是半成品,与传统给排水系统的工艺功能性设计相比,要求有更多的“产品”设计理念,功能完备、布局合理、连接安装要综合考虑。随建筑材料的发展、创新,模块的功能、装饰、交互界面等基本一次完成“生产”,要求相关设计的设备选材、功能布局等必须在构件生产前一阶段深化,并完成构件“产品”的完整设计。
        2.可复制单元与不可复制单元的给水排水系统选择对比
        2.1冷热水主系统选择.
        无论可复制单元与不可复制单元建筑,冷水、热水系统均应做到同源同程。如果局部热水支管供水管道较长,可采用电伴热技术维持供热水支管的温度,以保证末端用水点的出热水速度满足设计要求。在可复制单元里,以竖向冷热水系统为宜,根据业主对热水出水时间的需求,设置主管或支管回水。考虑到可复制单元的标准化、模块化生产,降低现场安装的繁琐程度,建议采用主管回水,以使回水管道尽量在主管井内全部安装完毕。在不可复制单元里,由于建筑平面面积往往较大,给水排水点位较为分散,且上下层平面布局往往不一致,因此以水平系统为宜,设置末端回水,在回水管设置静态平衡阀,以平衡系统压力,降低调试难度。
        2.2冷热水末端系统选择
        在装配式建筑可复制单元的冷热水末端系统中,考虑到可复制单元重复性、标准性的特点,建议采用分水器系统+工厂预留管槽的方式。利用BIM模型,在设计阶段就考虑所有管道、洁具的安装位置;在工厂生产构件的阶段预留好所有支管管槽、管套。由于可复制单元是大量生产的标准部件,无论是设计还是生产环节,均有条件做到仔细校对、步步复核,因此可以将因设计或者生产环节出错而导致现场开槽的概率降到最低。这种做法既可以兼顾分水器的优点,又可以提高现场安装效率,同时还能减小污染,符合装配式建筑低碳环保的理念。

在装配式建筑不可复制单元的冷热水末端系统中,考虑到建筑功能的多样性,并为未来预留多种改造的可能性,以常见的8m柱跨为例,除建筑平面已经明确的用水点外,笔者建议每隔两个柱跨,即16平方米范围内,另外预留一套冷、热、回水阀门组以供改造时使用。在建筑平面已经明确的用水点,同可复制单元一样,建议采用分水器配水,但由于不可复制单元的多样性和唯一性,构件在设计、生产时难以考虑面面俱到,建议配水支管采用明装后找平的安装方式。
        3装配式住宅给水排水系统应用分析
        3.1优化废水处理
        水资源的利用率低的困境,需要加強废水处理和回收解决。比如,城市废水,可以如上所述,用于清洁和绿化。生活中普通废水可以合理有效地优化废水处理,进入特定的区域,通过消毒,再次的得到利用,变废为宝。
        3.2热水供应
        日常生活需要冷水、热水。冷热转化中的节水排水对于设计者有很大的难度。传统方式不可取,因为有巨大的能量消耗。为了使绿色和便民不矛盾,应考虑对电的使用。第一,要降低配水点的温度,减热的损耗;第二点要考虑到降低热能利用,来有效减少电能损失。所采用的材料大多可使用保温材料,热管、加热设备等。另外,太阳能风能等自然途径也能实现资源的高效利用,达到节水效果。鉴于自然资源的不可抗性,最好的方式还是根据建筑结构采用新型的材料,以达到减少热能损耗的效果。
        3.3中水回用
        在家庭中的主要应用是冲洗马桶和洗车。在日常用水得到很好满足同时,耗水能大大降低。对环境的作用也是不可估量的。中水的回收另一个好处是,减少部分污水中氮等物质含量,大大降低了对地质的损害程度,也是减少污染的另一种形式。中水技术还有待完善,但是却是十分必不可缺的,需要在绿色建筑中将其考虑进去。中水处理要做到的有:安全、高效,达到国家标准的水才可以进行处理,否则就得不偿失了;减少投资,要达到事半功倍的效果;经减少处理对周边居民产生噪音、气味的影响;采用的工艺实操性要强,否则只是纸上谈兵。
        3.4存水弯系统
        存水弯作为装配式住宅建筑排水系统中的关键部位,其设计的位置也是至关重要的。很多住宅建筑未考虑到住户的实际生活而将楼层上下的存水弯设计一致。但在实际生活中存水弯的安装对楼上和楼下住户的使用情况是不同的。若楼上住户的存水弯安装在楼板下,在解决存水弯因头发而堵塞的问题时就需要去楼下住户家里进行堵塞的清理工作,且一般住户都会对棚顶进行装修,在进行楼上住户的存水弯清理工作时还需将装修好的棚顶打开,因此,将存水弯设计在本层就可以方便存水弯堵塞的清理工作。
        4分析装配式住宅建筑给水排水设计要点的意义
        随着经济的发展,建筑行业逐渐崛起,住户对装配式住宅建筑宜居度的要求也越来越高,在满足住户的居住舒适感方面,给水排水起着至关重要的作用。给水排水工程是装配式住宅建筑工程中的重要一环,其工程是否完善,是否满足住户的需求是评判装配式住宅建筑整体质量好坏的关键。设计人员在进行装配式住宅建筑给水排水工程设计时应对住宅建筑整体结构进行详细的了解、严格按照规范进行设计并结合住户的实际需求的特点来提高装配式住宅建筑给水排水工程的质量和住户对住宅建筑的满意度。
        5结语
        预制装配式建筑对建筑建造方式的转变有重要意义,可以实现快捷施工、并有效保证施工质量[5]。而给水排水设计是其中的重点,在设计过程中需要让系统设计与结构设计保持协同。并在具体的设计中严格把控其中的关键节点,从而保障给水排水设计的质量。
        参考文献:
        [1]刘文吉.关于预制装配式建筑结构体系与设计的分析[J].住宅与房地产,2018,No.500(15):75-76.
        [2]赵年河.预制装配式住宅给水排水系统的设计与应用初探[J].科技创新与应用,2017,23(14):261-261.
        [3]高路.BIM技术在预制装配式建筑设计及其绿色施工中的应用研究[D].安徽建筑大学,2018,29(18):185-186.
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