高層綠色住宅小區(qū)給排水設(shè)計概況

朱紅衛(wèi)

一、工程概況

項目用地位于中新天津生態(tài)城南部片區(qū)的某新城，規(guī)劃用地面積58857.9m2，總建筑面積110699m2。項目為住宅小區(qū)，采用塔、板式相結(jié)合的方式，塔式高層層數(shù)為16層、18層、21層、24層，板式小高層為11層，設(shè)計按 《中新生態(tài)城綠色建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。

二、非傳統(tǒng)水源利用

天津作為資源型缺水城市，人均本地水資源占有量只有160立方米，中新生態(tài)城用地為鹽地、鹽堿荒地和濕地，屬水質(zhì)性缺水地區(qū)。按 《天津市住宅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》10.1.1條規(guī)定：最高日生活給水定額為85～120升/人·日；其中中水用水定額為30～40升/人·日，相關(guān)用水量計算見表1和表2。(注：按生態(tài)城管委會規(guī)定，住宅戶均按2.8人，設(shè)計中考慮住宅的入住率為80%)。該項目生活用自來水和中水均由市政水廠供給，中水僅供給住宅和公建的沖廁和地庫定時沖洗地面；室外綠化和澆灑道路雨季時采用收集池中的雨水，旱季時采用市政中水補給。

非傳統(tǒng)水源利用率可通過下列公式計算：

Wu＝WR＋Wr+Ws＋Wo

式中，Ru——非傳統(tǒng)水源利用率，%；

Wu——非傳統(tǒng)水源設(shè)計使用量 （規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H使用量 （運行階段），m3/a；

WR——再生水設(shè)計利用量 （規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H利用量 （運行階段），m3/a；

Wr——雨水設(shè)計利用量 （規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H利用量 （運行階段），m3/a；

表1 生活用水量 ［傳統(tǒng)水源］

表2 中水、雨水用水量 ［非傳統(tǒng)水源］

Ws——海水設(shè)計利用量 （規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H利用量 （運行階段），m3/a；

Wo——其它非傳統(tǒng)水源利用量 （規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H利用量 （運行階段），m3/a；

Wt——設(shè)計用水總量 （規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H用水總量 （運行階段），m3/a。

由上表數(shù)據(jù)確認(rèn)非傳統(tǒng)水源利用率：

圖1

可再生水利用率34.36%年生活用水總量（m3）年車庫沖洗地面（m3）93121.92 31999.49 12880.00 356.12 615.00 439.16年可再生水用水總量（m3）年綠化灌溉方式及用水量（m3）年道路沖洗用水量（m3）年車輛沖洗用水量（m3）

滿足文獻4.3.12：非傳統(tǒng)水源利用不低于30%的規(guī)定。

三、可再生能源利用

天津市位于華北平原東北部，東臨渤海北依燕山，緯度39度05分，經(jīng)度117度04分，海拔高度3米。天津為太陽能資源較豐富區(qū) (Ⅱ)區(qū)，年輻射量5152.36MJ/m2(水平面)，年日照時數(shù)為2612.7小時。從圖1中可看出年內(nèi)日照時數(shù)以5月最多，月日照時數(shù)在275.3小時；6月為次多，12月最少，12月與5月相比，少97小時。

1.太陽能產(chǎn)熱水量計算

住戶熱水采用太陽能和電輔助加熱系統(tǒng)，太陽能為 “集中集熱——分戶貯水——分戶使用”和 “分戶集熱——分戶貯水——分戶使用”相結(jié)合方式，太陽能熱水覆蓋100%住戶的使用，系統(tǒng)在全年投入使用，在計算單個集熱模塊單元平均每天的產(chǎn)熱水量，分別選取春分日、夏季日、秋分日、冬至日等四個節(jié)氣時太陽的輻射量 （等于當(dāng)?shù)鼐暥龋撚嬎憬Y(jié)果與實際運行的誤差控制在5%左右，具體結(jié)果見表3和表4。

集中集熱方式集熱器面積計算公式：

式中：Ac——直接系統(tǒng)集熱器總面積，m2；

Qw——日均用水量，kg；

Cw——水的定壓比熱容，kJ/(kg·℃)；

tend——貯熱水箱內(nèi)水的設(shè)計溫度，℃；

ti——水的初始溫度，℃；

JT——正南朝向，傾角為當(dāng)?shù)鼐暥鹊钠矫嫔夏昶骄仗栞椪樟浚琸J/m2；

f——太陽能保證率，%；根據(jù)系統(tǒng)使用期內(nèi)的太陽輻照、系統(tǒng)經(jīng)濟性及用戶要求等因素綜合考慮后確定，宜為30%～80%；

表3 分戶陽臺壁掛式太陽能集熱計算

ηcd——太陽能集熱器年平均集熱效率；根據(jù)經(jīng)驗取值宜為0.25～0.50，具體取值應(yīng)根據(jù)集熱器產(chǎn)品的實際測試結(jié)果而定；

ηL——管路及貯水箱的熱損失率；根據(jù)經(jīng)驗取值宜為 0.20～0.30。

以建筑日照計算為基礎(chǔ)，集熱器不宜受建筑墻體、周圍設(shè)施和樹木遮擋的部位，應(yīng)滿足一天不少于4小時日照時數(shù)的要求，集熱面積結(jié)合樓座朝向進行面積補償百分比修正，可計算出每棟樓的全年平均日的太陽能產(chǎn)熱水量 (見表5)。

表4 集中式太陽能集熱計算

圖2

滿足文獻 [1]中4.2.10：可再生能源提供60%~70%住戶生活熱水的規(guī)定。

表5 太陽能年產(chǎn)熱水量

2.太陽能節(jié)能和投資估算[8]

（1）年節(jié)能量計算

以1號樓為例，1號樓年平均日依靠太陽能產(chǎn)生60℃熱水量為10772.05L，此部分熱水能量為10772.05L×4187J/kg·℃×45℃=2029.62MJ， 節(jié)省電能563.78度，電費按0.5元/度計算，每天節(jié)省電費281.89元，則每年節(jié)省電費為102889.85元。本系統(tǒng)設(shè)計年限為15年，則15年共節(jié)省電費1543347.75元。

壽命內(nèi)系統(tǒng)的節(jié)省費用：

a.計算公式

SAV=PI(ΔQsave·Cc－A·DJ) －A

SAV：系統(tǒng)壽命期內(nèi)的總節(jié)省費用 （元）；PI：折現(xiàn)系數(shù)；Cc：常規(guī)能源熱價A：太陽能系統(tǒng)總增投資，按0.9×106元計算；DJ：維護費用，取0.5%。

d—年市場折現(xiàn)率，可取銀行貸款利率，目前為6.12%；

e—年燃料價格上漲率，取3.4%；

n—分析節(jié)省費用的年限，從系統(tǒng)開始運行算起，集熱系統(tǒng)壽命按15年計算。

b.相對于其他能源的節(jié)省費用

經(jīng)計算得出：相對于電熱水器，太陽能系統(tǒng)壽命期內(nèi)節(jié)約費用272萬。

（2）回收年限預(yù)評估 (Ne)

太陽集熱系統(tǒng)投資主要包括集熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分的投資。其它不可預(yù)見費包括根據(jù)具體的工程情況有所不同，一般占總投資的5%左右。

a.計算公式

d—五年以上銀行貸款利率，取6.12%；

e—年燃料價格上漲率，取3.4%。

相對于普通能源的回收年限預(yù)評估：相對于電熱水器，太陽能系統(tǒng)約6年回收成本。

（3）太陽能環(huán)保效益的評估

太陽熱水系統(tǒng)的環(huán)保效益體現(xiàn)在因節(jié)省常規(guī)能源而減少了污染物的排放，主要指標(biāo)為二氧化碳的減排量。

W：標(biāo)準(zhǔn)煤熱值，29308KJ/Kg。

每年二氧化碳的減排量為57.1噸，15年壽命期內(nèi)二氧化碳的減排量為856.5噸。

四、雨水利用

天津市氣候受西北大陸季風(fēng)影響，雨量偏少，多年平均降雨量為586mm，年蒸發(fā)量高達1000~1200mm。降雨主要集中在6~9月份，占年降雨量的83%。其中7~8月份降雨占全年降雨量的63%。

據(jù)地勘報告，該場地淺層地下水屬潛水類型，地下水穩(wěn)定水位埋深在0.6～3.1米左右，相初見地下水位埋深在0.8～3.3米左右，地下水位隨季節(jié)有所變化，年波動幅度一般小于1.0米。

該項目以雨水收集池和下滲設(shè)施相結(jié)合，休閑區(qū)、非機動車道及輕型車的鋪裝地面，均采用透水鋪裝。鋪裝面層采用新型環(huán)保的風(fēng)積沙透水磚，粘結(jié)找平層采用透水性較強的風(fēng)積沙，使其與面層緊密結(jié)合為一體，其下鋪設(shè)300mm厚級配碎石墊層，在級配碎石墊層內(nèi)鋪設(shè)全透型。結(jié)合區(qū)內(nèi)園林景觀設(shè)計，每各30米設(shè)計一條1.2x0.9m的滲濾溝，收集周圍滲透到級配碎石墊層內(nèi)的雨水，再通過滲濾溝內(nèi)的全透型排水軟管排入主滲濾溝，然后收集到180m3雨水蓄水池，供小區(qū)綠化和澆灑道路。

透水墊層和排水軟管的鋪設(shè)，有雙向排水的功能，一方面便于雨水下滲、收集和利用，另一方面當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r作為排水管，避免地下水頂托地面鋪裝。設(shè)計重現(xiàn)期內(nèi)的降雨量除收集外全部下滲，超重現(xiàn)期部分的雨水溢流排入市政雨水管道，流程示意如下：

表6 雨水回收利用收集池測算 (P=2a,對應(yīng)24小時降雨厚度:76.6mm)

五、其它

根據(jù)生態(tài)城總體規(guī)劃，區(qū)域內(nèi)設(shè)有城市污水處理廠，按規(guī)定場地內(nèi)的污水排放滿足 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978中的三級標(biāo)準(zhǔn)即可。同時考慮室內(nèi)外污廢水合流排放，冬天室外溫度在-10度左右，化糞池的處理效率明顯降低，也為避免化糞池的通氣管設(shè)置和清掏對小區(qū)環(huán)境的二次污染，室外不設(shè)置化糞池，在設(shè)計室外污水管道時，管道的管徑和坡度嚴(yán)格按設(shè)計充滿度下不淤流速控制，在管道的起始端設(shè)計流速宜適當(dāng)加大；同時，參考文獻 ［10］，應(yīng)在排入市政管網(wǎng)接駁點前設(shè)置攔污設(shè)施，小區(qū)物業(yè)負(fù)責(zé)攔污設(shè)施的維護管理工作。

[1] 《中新天津生態(tài)城綠色建筑評價技術(shù)細(xì)則》.天津市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會.

[2] 《中新天津生態(tài)城綠色建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 (DB29-195-2010).中新天津生態(tài)城管委會.中國建筑科學(xué)研究院.

[3] 《天津市住宅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 (J968-2007).(天津市建設(shè)管理委員會).

[4] 《生態(tài)城相關(guān)設(shè)計導(dǎo)則》 （能源、管網(wǎng)部分）.內(nèi)部資料.

[5] 《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》 (GB50400-2006).中國建筑工業(yè)出版社.

[6] 《建筑給水排水設(shè)計手冊》 (第二版).中國建筑工業(yè)出版社.

[7] 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》 （GB50015－2003）.2009年版.

[8] 《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)工程技術(shù)手冊》.化學(xué)工業(yè)出版社.

[9] 《建筑節(jié)能設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)措施·給水排水》.中國建筑工業(yè)出版社.

[10] 《福建省化糞池設(shè)置技術(shù)管理暫行規(guī)定》.