好房子建設是住房和城鄉建設部重點工作之一，建筑水系統（給水、熱水、排水）與房屋使用者關系最為密切，是好房子的重要組成部分。建筑給水系統應提供優質的飲用水，建立優質飲用水的水質安全保障體系。建筑熱水系統采取洗浴廢水廢熱利用的節能低碳技術，降低生活熱水的使用成本。建筑排水系統應安全排出污廢水并不對室內環境產生負面影響，采用高安全性的排水系統。好房子中的建筑水系統還要符合國家戰略發展需求，在設計理念、技術、產品上開展創新性的工作。
引用本文：趙鋰. 基于好房子建設的建筑水系統技術提升與創新［J］. 給水排水，2024，50（9）：1-6，14.
作者
趙鋰
正高級工程師，全國工程勘察設計大師。主要研究方向為建筑水系統等相關方向。
住房和城鄉建設部將建設好房子作為中心工作之一。2024年3月，倪虹部長在十四屆全國人大二次會議民主記者會上指出“住房發展，歸根到底，還是要讓人民群眾住上好房子”。進入新時代，隨著我國社會主要矛盾變化，住房發展已經從總量短缺轉為結構性供給不足，進入結構優化和品質提升的發展時期。根據第七次全國人口普查數據，我國城市、鎮、鄉村家庭戶人均住房建筑面積分別達到了36.52、42.29、46.80m²，比第六次全國人口普查時分別增加7.4、10.3、15.1 m²。我國住房領域“有沒有”的問題已基本解決，“好不好”的問題日益凸顯，客觀上要求形成需求牽引供給、供給創造需求的新平衡。人民群眾對住房建設的要求從“有沒有”轉向“好不好”，期盼擁有更舒適安全、環保性更高的居住條件，住房事業發展來到了新的歷史起點上。在行業高質量發展的要求之下，提升住宅品質，推動高品質住宅建設已成為必然趨勢。
好房子的建設標準，需要從使用者的角度出發進行評價。好房子結構應是安全耐久的、功能應是適用的、室內空間及環境應是健康舒適的、居住性能應是優良的、配套設施應是便捷齊全的、采用的建材及設備應是綠色低碳的。從全生命周期來看，還應是經濟耐用的。好房子設施及系統中，在安全耐久、健康舒適、綠色低碳等方面要以科技創新為驅動，加強科技賦能，將研發出的好技術、好產品、好設備應用于好房子建設，特別要推動多專業跨界協同，合力建造綠色、低碳、智能、安全的好房子。
01
好房子建設技術要求
中國工程建設標準協會頒布的《好房子建設評價指南》中指出好房子建設技術應包括安全耐久、健康舒適、綠色低碳、智慧便捷等4個方面。應遵循因地制宜的原則，結合氣候、環境、資源、經濟和文化等特點，在建筑全壽命期內的開展技術實踐。
安全是基礎，房屋結構和設備（建筑水系統、暖通空調、建筑電氣）安全必須滿足。消防與防疫等安全措施一定要到位。建筑水系統中消防水系統是保障房屋建筑安全的核心，消防水系統一定要滿足國家現行相關消防規范的要求。當房屋建筑采用中水回用系統時，水處理機房中的調節池污水應具備直接進行消毒和應急監測的條件，對中水調節池內的污水直接進行消毒，以應對突發疫情。
在耐久性方面，與安全相關的部件、設施應當與建筑同壽命，非必要不維修不更新；隱蔽工程內且不好維修的管道等一定要耐久；與居住功能相關的部件設施原則上應好維修。建筑水系統中可更換的部件設施要經久耐用、易更換，方便檢修和維護。工程中選用的管道、閥門、水箱、水泵等必須符合或高于現行國家相關標準的要求。設備與管道應進行管道綜合，為施工安裝預留合理的空間，同時還應考慮工程投入使用后，有操作、檢修和維護的空間，對于暗裝的閥門、設備等，還要預留檢修孔等，即設備與管道應方便安裝、調試、檢修和維護。敷設在墻體或墊層內的給水管道，不應采用可拆卸的連接方式。
健康舒適方面，應提供良好的室內環境質量，實現“看著舒服、聽著不吵、空氣清新、體感舒適、水質干凈”的全方位體驗。除了建筑結構墻體、樓板隔聲性能良好外，建筑水系統管道、設備的減振、消聲和隔聲措施應到位。用戶端的供水壓力、水量和水質應達標，儲水池（箱）的水質應滿足衛生要求。室內生活熱水應滿足使用溫度，熱水水質應達標。室內衛生間排水系統無臭氣返溢。
綠色低碳方面，應因地制宜通過各類技術手段實現綠色低碳的效果。建筑水系統中綠色建材宜用盡用。在保證室內舒適前提下，充分應用節能節水技術和可再生能源資源，減少房屋日常使用對資源能源的消耗浪費，在用水、用電、用熱、用氣等方面節省開支。
智慧便捷方面，建筑水系統應建設智慧水系統，將給水系統的流量、壓力、水質（余氯、濁度、pH值等），水箱水齡、液位控制，排水系統的流量、水質（SS、COD、氨氮等），水泵房的智慧控制等納入建筑智慧管控平臺。
02
建筑給水系統的提升與創新
好房子應滿足居住者打開龍頭即可飲用口感佳，安全可直飲的自來水，既優質飲用水或高品質飲用水。深圳市人民政府辦公廳于2013年發布“深圳市優質飲用水入戶工程實施方案”的通知，目標到2025年，全市城區自來水可以直接飲用，水質標準應符合深圳市《生活飲用水水質標準》（DB4403/T 60-2020）的要求。上海市人民政府辦公廳2021年印發“《上海市水系統治理“十四五”規劃》的通知”，提出推進高品質飲用水示范區試點建設，水質標準應達到上海市《生活飲用水水質標準》（DB31/T1091-2018）的要求。城市中優質飲用水系統60%~80%的供水是通過二次加壓與調蓄供水設施來實現的，需要建立從水廠直供到二次加壓與調蓄供水的優質飲用水水質保障的技術體系。
2.1 優質飲用水的水質安全保障體系
優質飲用水水質安全保障體系由技術保障體系及管理保障體系組成。技術保障體系包括供水方式優選、管材保障、管道布置優化及水質在線監測構成。管理保障體系包括由供水公司統一建設二次加壓調蓄供水設施并統一管理的“統建統管”模式，建設智慧化二次加壓與調蓄供水管控平臺。該平臺系統可實時感知二次加壓與調蓄供水設施的運行狀態，采用可視化的方式有機整合運行管理職能，形成二次加壓與調蓄的供水物聯網，并將海量供水信息進行及時分析與處理，輔助決策建議，構建智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預警、智能調度、智能處置、智能控制、智能服務、智能評價為一體的功能平臺體系。
2.2 基于終端用戶關注度的優質飲用水水質保障技術
用戶對水質的關注主要表現在感官指標（色度、渾濁度、臭和味及肉眼可見物）、生物安全性指標（總大腸菌群、細菌總數）及化學指標（總硬度、溶解性總固體等）上。優質飲用水水質保障技術由物化技術、化學技術、水力條件優化、涉水材料提升等組成，見圖1。涵蓋物理屏障、化學屏障、水齡保障、管材保障等。物化技術包括膜濾、活性炭技術：可保障水質的感官指標、生物安全性指標�；瘜W技術主要是消毒技術，包括二次消毒和沖擊消毒，以維持水中剩余消毒劑，控制水箱及管道中的生物膜，保障水質。水力條件優化，包括縮短水池（箱）中水力停留時間，構建用水末端管道環形管路，加強末端水的循環流動，不產生死水端。涉水材料提升，包括優化供水管道材質的選擇，控制生物污染，提升供水管道安全，降低溶出污染物，提高管道壽命。
圖1 終端用戶關注度的優質飲用水水質技術構成
2.2.1 供水方式及設施優選
（1）二次加壓與調蓄供水方式在市政管網供水能力有保證的前提下，應優先選用疊壓供水方式，可消除水池（箱）帶來的水質污染，且能充分利用了市政管網的壓力供水。當采用疊壓供水方式時，該地區城鎮供水管網的水壓不得低于最低供水服務壓力且不得對供水管網造成污染。
（2）當采用二次加壓設備和高位水池（箱）聯合供水或低位水池（箱）和二次加壓變頻調速水泵聯合供水時，高、低位水池（箱）及配件應選用不銹鋼或鋼襯塑材料，不銹鋼材料的耐腐蝕性能不應低于06Cr19Ni10（S30408）。
（3）水池（箱）的進水管道與出水管道在布置時不得產生水流短路，對于有效容積在200m³及以上的水池（箱），宜在水池（箱）內設導流裝置。水池（箱）中水的停留時間（水齡）不應超過48h，不宜超過24h。
（4）水池（箱）應采用智能水箱，水池（箱）設置有自動清洗、水質在線監測、人孔蓋啟閉報警、液位自動運行控制、內部視頻監控等自動運行管理功能。
（5）水池（箱）應設置消毒裝置，消毒裝置可選紫外線消毒器、臭氧發生器、紫外光催化氧化設備和水箱自潔消毒器等。
（6）對于超高層建筑，多采用在中間避難層或設備層設置轉輸水箱的供水方式，在絕大多數的時間內，中間轉輸水箱中水的水力停留時間會增加，余氯在輸配水管道和中間轉輸水箱中衰減情況會更加嚴重。應考慮在余氯過低供水區或中間轉輸水箱處設置自動補氯設施。
2.2.2 管材優選
正確選用給水管材是保證優質飲用水龍頭水質達標的關鍵，建筑室內的給水管道，應選用耐腐蝕和安裝連接方便可靠的管材，可采用不銹鋼管、銅管、優質塑料給水管（CPVC、PB）等。
2.2.3 管道布置優化
市政直接供水的小區，室外給水管網應布置成環狀網，或與城市給水管連接成環狀網。環狀給水管網與城市給水管的連接管不應少于2條。二次加壓與調蓄供水主干管網應布置成環狀，與二次加壓與調蓄供水管網連接的加壓泵出水管不應少于兩條，環狀管網應分段。二次加壓與調蓄供水的干管布置成環狀既可提高供水的安全性，也可減少支狀管網供水末端由于長時間不用水而造成水齡增加，水質指標降低的問題。
衛生間內的管道應采用支管環狀供水，見圖2。既用水器具處采用雙承彎供水且供水管道布置成環狀，任一用水點用水時均可使管道內部存水流動的供水方式。可有效解決枝狀管網單向供水，在用水點一段時間內不用水，此支管段中的水不流動，水齡將過長，水質指標降低、水質變壞的問題�！吨袊擎偹畡�2035年行業發展規劃》第 2.3.3.5 款規定：保障建筑室內供水安全積極推動居民建筑住宅、公共建筑內使用環狀“微循環”供水技術，改善優化室內管道水力條件，推進建筑室內自來水循環供應，消除建筑室內局部“死水區”，致力縮短室內供水管道自來水的水力停留時間，避免自來水停留時間長等原因產生的水齡過長問題，保證龍頭水質安全。
圖2 支管環狀供水
2.2.4 在線水質監測
應在二次加壓與調蓄供水設施的泵房內設置水質在線監測儀表，宜設置余氯（總氯）、濁度、pH等相關指標的水質在線監測儀表。在線監測儀表的數據上傳至智慧化二次加壓與調蓄供水管控平臺，通過GIS和BIM相結合構建二次加壓與調蓄供水系統的實時在線管道模型系統，對水質實時監測與控制，動態控制水質變化。
2.2.5 定期公示水質
優質飲用水設施的管理者應結合水池（箱）清洗消毒后的水質檢測及在線的水質監測，至少每6個月向用戶公示水質一次,接受公眾的監督，使用戶對水質的狀況具有知情權。
03
建筑熱水系統的提升與創新
我國建筑生活熱水系統二氧化碳排放總量約為0.8億t/年，占全國碳排放總量的1%。生活熱水系統采用可再生能源意義重大。而建筑每天排放的洗浴廢水，除可以回收作為建筑中水源水回用外，還有總量可觀的余熱未被回收利用。我國城鎮人口約為8.3億，每年排放的洗浴廢水約高達120億m³，如果將洗浴廢水中的低品位余熱全部利用，每年可為國家節約能源約為1.41×107億kJ。
3.1 洗浴廢水熱能回收利用系統
利用穩定可靠的洗浴廢水中的熱能，輔以地熱，替代化石能源制取低碳生活熱水，實現余熱、廢熱與地熱的循環利用。讓排放掉的洗浴廢水變成清潔能源，解決居住建筑中傳統集中生活熱水能源成本居高不下的行業瓶頸，實現綠色低碳、節能省錢的集中生活熱水供應。
住房城鄉和建設部科技研發項目“洗浴廢熱低碳集中供熱水技術及應用研究”的試驗研究表明，以五層樓的居住建筑為例，當淋浴噴頭出水溫度為43.47 ℃時，洗浴環境溫度為17.19℃，地面地漏處廢水溫度為34.99 ℃，從五層地漏進入排水立管，排至地下一層處污水收集水箱，廢水的溫度仍然有33.67 ℃，既洗浴廢水的溫度是穩定。試驗系統見圖3。洗浴廢水熱回收利用系統是在一套設備中對溫度穩定的低品位洗浴廢水中的廢熱進行三級梯級利用，不僅可將洗浴廢水中高于清水進口溫度的余熱全部回收，而且還可以回收從清水進口溫度至廢水排放溫度（3℃）間的廢熱，實現等量洗浴廢水廢熱制取等量洗浴熱水的技術突破，系統原理見圖4。
圖3 洗浴廢水溫度折減試驗
圖4 洗浴廢水廢熱梯級利用水源熱泵熱水機（三級）原理
前置換熱器將12℃清水直接升至27℃，占總制熱量的42.5%。27℃的清水經熱泵Ⅰ二級吸熱后升至36℃，這一級的制熱量占總制熱量27.27%；36℃的清水經熱泵Ⅱ三級吸熱后升至46℃，這一級的制熱量占總制熱量30.3%。將17℃廢水分成二個梯度回收熱能，使廢水、清水均保持較大流量通過，保證了熱泵額定制熱量，效率能最大化。廢水經兩次熱泵熱能回收，排放溫度可低至3℃左右，廢水熱能最大化回收利用。將廢水余熱梯級熱泵與普通水源熱泵進行試驗對比，二組設備均為10P機組，試驗時，清水進水溫度為12℃，廢水進水溫度為33 ℃。熱泵熱水出水溫度為55 ℃時，廢水與給水流量比為1.2∶1，45 ℃、48℃及60℃時，廢水與給水流量為1∶1。洗浴廢熱梯級利用水源熱泵 COP值明顯優于普通水源熱泵，見圖5。洗浴廢熱梯級利用水源熱泵制熱量也高于普通水源熱泵60%~80%，見圖6。
圖5 廢熱熱泵與普通水源熱泵COP對比
圖6 廢熱熱泵與普通水源熱泵制熱量對比
3.2 經濟性比較
洗浴廢熱梯級利用水源熱泵制備噸熱水的成本與普通水源熱泵、電鍋爐及天然氣鍋爐對比見圖7。對比是基于北方某城市，水溫升以35℃為基準。廢熱梯級利用水源熱泵熱水機冬季電加熱比例約12%，全年有一半時間需要啟動，全年電加壓占比為6%。能耗價格中的天然氣價格某北方省會城市的價格（民用第二檔）為例。天然氣鍋爐噸水能耗為4.97m³，熱量折合為46.3 kW·h。洗浴廢熱梯級利用水源熱泵制備生活熱水的噸水成本約為5元，使百姓在洗浴方面的支出得以降低。需要強調的是，洗浴廢熱梯級利用水源熱泵系統應設置消毒設施，可采用銀離子消毒器或光催化氧化消毒器。
注：北方地區產品能源成本對比(溫升35 ℃)。
圖7 不同制熱設備的噸熱水制備成本對比
04
建筑排水系統的提升與創新
4.1 高安全性排水系統
我國高層建筑的數量為世界第一，約占世界高層建筑40%以上，在城市中，高層住宅也是主要的居住建筑。高層建筑除消防問題外，排水系統的安全也需要加以關注，在提升排水系統排水能力的同時，還要滿足排水系統的安全性，排水系統內最大負壓是限制排水系統排水能力的主要因素。高安全性能的排水系統由中空壁螺旋塑料管、加強性旋流器、負壓衰減器、正壓衰減器、雙密封地漏、大曲率半徑排出管件等組成。通過在特殊單立管系統頂部樓層安裝負壓緩解器、底部排出管采用大曲率半徑擴徑彎頭與排水立管連接，或安裝正壓衰減器，采用高安全性地漏等，可有效緩解系統內負壓和正壓，提高排水系統的能力。排水系統中的流量為設計秒流量1.5倍以上時，其系統內壓力波動仍能控制在±400Pa 以內，系統見圖8。
圖8 高安全性能排水系統組成
4.2 模塊化戶內中水系統
習近平總書記提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的新時期治水思路，強調從觀念、意識、措施等各方面都要把節水放在優先位置。在開源端，應充分利用污、廢水回用。建筑物的中水回用有3種模式：市政中水（再生水）、建筑中水及戶內中水。戶內中水是將戶內的優質雜排水（洗衣廢水、洗浴廢水及盥洗廢水）經適當處理達到規定的水質標準后，在本戶內回用沖洗便器。模塊化戶內中水系統集成了同層排水與戶內中水回用系統，入住即可實現戶內中水回用，節約用水量可達生活用水總量的30%以上，并等量減少污水的排放。戶內中水較市政中水在節能降碳方面具有明顯的優勢，同時還解決了建筑中水設施在使用初期受入住率限制，設施達不到設計運行水量，導致系統無法運行的弊端，使用成本也更經濟。采用模塊化戶內中水集成裝置，既將衛生間排水橫支管集成在整體模塊內，與衛生器具同層敷設，能夠將優質雜排水收集進入模塊內，經適當處理后用于本戶便器沖洗，既實現戶內同層排水又可廢水梯級利用裝置，見圖9。戶內中水模塊分為下沉式戶內中水模塊及側立式戶內中水模塊，其設計、施工安裝與維護應符合國家行業標準《模塊化戶內中水集成系統技術規程》(JGJ/T 409-2017)的規定。戶內中水技術榮獲2019年香港建造業議會創新獎“國際一等獎”（排名第一）及2021年第22屆中國專利優秀獎。
注：1 過濾裝置；2 消毒裝置；3 排水立管；4 潛水提升泵；5 模塊匯集水箱
圖9 模塊戶內中水設施工作原理
05
建筑雨水系統的提升與創新
國務院辦公廳在2015年發布了“關于推進海綿城市建設的指導意見”（國辦發〔2015〕75號)，要求全國各城市新區、各類園區、成片開發區要全面落實海綿城市建設要求，建設海綿型建筑與小區。“十四五”期間，開展系統化全域推進海綿城市建設示范工作。小區作為城市的重要組成部分，雨水的排放理念也隨之調整，不再采用在道路上設置雨水篦子，雨水篦子收集雨水并排至雨水檢查井，由小區內的雨水排水管道排放至市政雨水管道的方式。小區雨水的排放要采取設置低影響開發設施，既源頭減排雨水系統的方式排除，見圖10。
圖10 源頭減排雨水系統
全文強制國家標準《建筑給水排水與節水通用規范》(GB 55020-2021)4.5.10條規定：室外雨水口應設置在雨水控制利用設施末端，以溢流形式排放；超過雨水徑流控制要求的降雨溢流排入市政雨水管渠。雨水口設置在雨水控制利用設施的末端，是充分發揮雨水控制利用設施的功能要求，在重現期內或年徑流總量控制率內的雨水，要通過海綿城市建設的源頭減排設施，如下凹綠地、雨水花園、透水鋪裝等設施將其消納。當超過其控制能力的雨水出現時，由設置在系統末端的雨水口先排至小區雨水管網，再進入市政雨水管道。
06
結 語
好房子是關系到國計民生的重要議題，為滿足人民群眾安居樂業的美好需求，在好房子建設中，建筑水系統要圍繞發展新質生產力，以科技創新為手段，在設計理念、關鍵技術、高效能產品及材料開展研發，重點要關注綠色健康、節能節水等方面，加快科技成果的轉化落地，將高質量的產品、技術應用到好房子建設中。好房子應是綠色建筑、裝配式建筑、超低能耗建筑、健康建筑，并采用宜居技術。建筑水系統的技術與提升應能助力提高居住者的生活品質，推動建筑產業化的高質量發展，保障居住者的權益，提高人民群眾的獲得感與生活水平。
微信對原文有修改。原文標題：基于好房子建設的建筑水系統技術提升與創新；作者：趙鋰；作者單位：中國建筑設計研究院有限公司 。刊登在《給水排水》2024年第9期“水業導航”欄目。
