高端别墅的给水系统设计

高端别墅的给水系统设计

张学伟

（江苏省建设工程设计院有限公司  江苏南京  210000）

摘要：高端别墅对给水系统水质要求较高，根据业主对各用水点的需求，提供不同水质的供水系统，并从供水方案着手，系统设计及选型时保证在各种运行工况下均能提供稳定的供水水质。

关键词：高端度假型别墅 分质供水 活水系统 净水 软水 直饮水 热水

随着社会的经济发展，人们的生活质量提高，人们的环保意识、健康意识增强，对生活用水也愈发重视。传统的自来水以及简单的末端处理的生活饮用水方式，已经不能满足人们对高端用水品质的追求。

高端供水品质，从供水方案着手，对水处理系统、管路系统、后期运维管理都有着很高的要求。下面笔者就结合设计过的一个高端度假型别墅的给水系统，对此类建筑的给水系统设计进行探讨。

1. 项目介绍

项目位于三亚市海棠湾，建设内容为酒店及配套设施等，本次设计主要为B1楼（主人栋）及B2栋（宴会、酒店）。其中B1栋（主人栋）为地上2层+地下1层建筑，总建筑面积3765㎡，定位为豪华别墅，具备接待、起居、工作、餐饮、陈列、体育、娱乐、收藏、避险等多种功能。B2栋（宴会、酒店）为地上3层+地下1层建筑，总建筑面积5654㎡，主要为主人宴请宾客及住宿的功能。

2. 业主诉求

根据管理公司提供的用户需求表，结合相关顾问单位对项目的设计要求，笔者对室内给水系统的需求总结如下：

（1）项目需采用分质供水系统，各用水点根据功能要求提供不同水质的。

（2）管路需采用活水系统，避免管路中存在死水，影响供水水质。

（3）为保证系统供水压力的稳定性以及良好的水质环境，冷热水采用同源供水的闭式系统。

（4）项目选用高质量的进口管材及设备，系统运行可靠。

3. 给水设计方案确定

（1）分析本项目用水特点

本项目为度假型别墅，每年仅在特定时间段内使用，运行时间有限且有间隔；

建筑功能齐全、用水点多且分散，用水点对水质要求多样，用水高峰期与低峰期用水流量差别较大；

用水点使用频率低，需要控制管道内滞水不易变质，管道需考虑运维、杀菌措施；

冷水使用温度不恒定，夏季自来水受当地天气影响水温较高，易滋生细菌；

（2）分析业主对室内给水系统的要求

根据用户需求表中对各用水点的用水需求，本项目提供净水、软水、热水、直饮水等水质。其中B1栋为主人栋，需保证用水系统的独立性、舒适性，标准最高。

供水水质需保证，管路采用活水设计，避免产生滞水及死水。生活冷水系统采用环路连接方式，任何一个出水点用水都能促使整个管道系统的水交换，避免死水导致微生物的产生以及病毒的传播，并设置自动冲洗装置，保证3天内整个系统至少完成1次水交换。部分区域不经常使用的用水点存在死水区应采用文丘里管解决死水问题。

净水及软水供水系统需采用水冷却技术，保证冷水使用温度恒定，使用舒适，不受外界天气影响。

满足整个管路中热水的稳定。热水管路采用全循环系统，管道系统考虑温度以及平衡控制，回水管做到用水点位处，保证任何一个供水点3秒内能出热水，出水温度恒定，压力均衡稳定。

冷热水管道均采用316L不锈钢管道，卡压连接。中央水处理系统设备均采用国外进口设备，热水系统设备及配件均采用进口设备。

（3）分析一次土建预留条件

原一次设计未预留水处理机房及热水机房。根据主要用水点分布、用水量需求及各栋楼可设置机房位置的情况，当B2栋有大客流使用时，整个系统在B2区域的用水流量较大，B1栋主人栋用水流量比较稳定且总体流量较小。另外B1栋主人栋负一层功能房间较多，整体功能受建筑条件限制无法增加集中水处理机房，B2栋宴会区的负一层主要为机房区域。考虑以上两个主要因素，将原先B2栋宴会区负一层设备用房区域预留的生活泵房改为中央水处理机房及热水机房。

（4）水处理流程

本项目设计拟采用分质并联集中供水系统，主要处理流程如下：

①原水处理：

原水为城市自来水，进水压力约0.25MPa。自来水中含有微量杂质、金属离子、余氯、细菌等，TDS值在100~120ppm之间，硬度约80mg/L。

原水首先经过前置过滤器处理，初步去除水中铁锈、泥沙等大颗粒杂质。经过过滤后的自来水进入生活原水水箱，水箱采用不锈钢无菌水箱。无菌水箱出水经过给水变频泵加压后，接至中央净水机处理。

②净水处理：

中央净水机采用大流量的超滤净水机。超滤技术可以过滤掉水中的砂石、病菌、有机胶体等大分子有机物，而对人体有用的钙镁离子等矿物质可以直接通过。经过中央净水器处理后的水为净水，一路供给厨房、备餐间、直饮水机等用水，另一路接至中央软水机继续处理。

③软水处理：

中央软水机主要利用阳离子交换树脂对净水进行软化处理，水中的钙镁离子与树脂中的钠离子交换，达到减少或去除水中钙、镁离子，经处理后的净水成为软水，软水供给卫生间台盆、冲厕、洗衣房等用水。

④直饮水处理：

设置末端直饮水机，主要采用RO反渗透技术。直饮水点位之前，提供经过中央净水机处理后的净水，水分子和离子状态的矿物质元素通过反渗透膜，使溶解在水中的有害物质(如重金属、细菌、病毒)等被截留清除，从而达到净化饮用水的目的。

图1 水处理流程图

（5）水处理设备选型：

工况A：仅有B1栋主人栋入住，无宴请宾客；

工况B：B1栋主人栋入住，宴请少量宾客；

工况C：B1栋主人栋入住，宴请较多宾客；

前置过滤器、中央净水器、中央软水器、中央直饮水处理系统均按并联配置，前置过滤器配置2台或者3台并联设置，总流量满足按工况C的平均时流量选择。

无菌水箱配置2台，一大一小2台配置，小的满足B1栋20%日用水量，总的容积满足工况C时20%日用水量。变频泵配置也按大小泵配置。当处于工况A时，大水箱停用。

中央净水器、中央软水器、直饮水处理系统的配置，根据系统不同工况下的设计秒流量控制，并考虑系统反冲洗时的产水量，按大小流量配置。

（6）直饮水系统的设计：

本项目中，B1栋有直饮水需求的点位为一层厨房、餐吧区域，一层男女主人办公区水吧、二层主卧；B2栋有直饮水需求的点位为宴会栋一层餐吧、2层水吧和烧烤区，B2栋酒店栋酒店区为1层茶室、水吧。

考虑到本项目直饮水点位需求少且用水点分散，项目使用频率低，若采用中央直饮水处理设备，直饮水管路为全循环系统且有直饮水箱调节，水质保持较困难且成本较大。经过综合比较选择，本项目采用末端直饮水设备提供直饮水。

（7）热水系统设计

考虑到常规热水系统中，储热水箱的温度分层无法避免，适宜的温度及低流动性，水箱成为病原的温床。病原大量进入管网，污染水质。本项目设置二次热水换热站，通过高效板式换热器将储热设备中的高含菌水与供水管网中的饮用水完全隔离，有效隔离水箱中受污染的水，通过换热获得稳定充足的热量。

项目中，热源为锅炉房提供的高温热水，供至中央水处理机房，与二次换热站进行换热。换热站根据热水需求的点位，按片区设置。

本项目热水系统采用循环系统，热水管道采用平衡阀系统控制回水，满足热水使用需求。

图2 热水系统流程图

（8）管路设计

在管路设计时，采用活水系统设计。完整的活水系统由水质净化处理、系统流量压力的调节、管道活水系统、水加热及水循环、控制及运维组成。

其中，水质净化处理及分质供水，按使用需求，提供软水、净水、直饮水。

系统的流量及压力的调节，根据整个系统通过计算得出，并实际模拟各工况进行调试，以满足交付后各种工况下均能够正常稳定使用。

管道活水系统是指通过使用优质的金属管作为材质和独特的环路连接进行设计，达到让家庭管道系统中的水保持流动，避免细菌繁殖危害健康的目的。生活冷热水系统采用环路连接方式，使任何一个出水点用水都能促使整个管道系统的水交换，避免死水导致微生物的产生以及军团菌的传播，并设置自动冲洗装置，并使3天内至少完成1次水交换。部分区域不经常使用的用水点存在死水区应采用文丘里管解决死水问题。

水加热及循环：热水供水温度60℃，热水回水温度不低于55℃，回水温度差控制在5℃以内。冷水供水温度不高于20℃，为满足此条件，生活冷水系统采用水冷却技术，保证冷水使用温度恒定，不受外界天气影响。

控制及运维需要定期对管网主动杀菌，利用高温热水的巴氏杀菌原理，给管网做可靠的杀菌措施。杀菌根据使用周期，每周深夜不用水时进行自动杀菌。对系统长时间不用，可采用低能耗运行或者放空处理，再次投入使用前，进行全面杀菌处理并复测水质合格方能投入使用。

4. 结论

（1）高端别墅对给水系统水质要求较高，需采用分质供水。

（2）别墅的供水设备选型需根据具体的使用工况进行设计分析，系统选型时在各种工况下均需保证供水水质的稳定。

（3）高端供水品质，从供水方案着手，对水处理系统、管路系统、后期运维管理都有着很高的要求。

参考文献：

（1）住房和城乡建设部.建筑给水排水设计标准: GB50015-2019[S].北京:中国计划出版社，2019．

（2）周炯祥.新型人居趋势:绿色智能科技住宅设计[J].低碳世界，2017(8):139-141.