綠色建筑節(jié)水節(jié)能技術(shù)在給水排水設(shè)計中的應(yīng)用

程潔

【摘要】 通過對“某高層綜合樓給水排水系統(tǒng)”的討論，為設(shè)計綠色建筑的給水排水系統(tǒng)，提供相應(yīng)設(shè)計參數(shù)和技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑;節(jié)水;節(jié)能;雨水回用

隨著人們對綠色建筑的深入認識，給水排水設(shè)計已是現(xiàn)代綠色建筑的重要組成部分。本文以杭州市“某高層綜合樓給水排水系統(tǒng)設(shè)計”為依托，對綠色建筑給排水設(shè)計中的節(jié)水節(jié)能措施，進行分析和討論。

1、室內(nèi)供水系統(tǒng)設(shè)計

1.1生活給水系統(tǒng)

生活用水水源采用市政給水管網(wǎng)。根據(jù)市政給水管網(wǎng)壓力、建筑高度、建筑標(biāo)準(zhǔn)、水源條件、防二次污染、節(jié)能和供水安全等原則，生活給水系統(tǒng)采用分區(qū)形式。市政直供：地下一層-2層;加壓一區(qū)（3層-7層）：設(shè)計流量30m3 /h，揚程60米; 加壓二區(qū)（8-12層）：設(shè)計流量15m3/h，揚程85米;加壓三區(qū)（13-18層）：設(shè)計流量15m3/h，揚程110米。加壓四區(qū)（19層及以上）：設(shè)計流量15m3/h，揚程132米。加壓一、二、三、四區(qū)生活給水，分別由地下一層生活泵房內(nèi)130m3不銹鋼生活水池及各區(qū)恒壓變頻調(diào)速給水設(shè)備供水。各區(qū)最低用水器具的靜水壓力不超過0.45MPa，配水點靜水壓力超過0.20MPa的支管設(shè)支管減壓閥。主管和支管流量分別為1.2～1.8米/秒和0.8～1.2米/秒。

1.2雨水回用系統(tǒng)

道路沖洗和綠化用水采用雨水回用系統(tǒng)。在汽車坡道下方設(shè)置155m3雨水收集池。收集的雨水經(jīng)沉淀、過濾、消毒處理后，儲存在地下室10m3的清水池中。通過恒壓變頻供水設(shè)備（流量12m3 /h，揚程35米）加壓后，供應(yīng)綠化和道路沖洗用水，用戶端水壓不低于0.15Mpa。

2、排水系統(tǒng)設(shè)計

2.1室內(nèi)排水系統(tǒng)

室內(nèi)采用分流制排水系統(tǒng)，即生活污水、雨水和空調(diào)冷凝水分開排放;室內(nèi)排水系統(tǒng)采用伸頂透氣、環(huán)形透氣或?qū)Ｓ猛饬⒐茈p立管排水系統(tǒng);地下室廢水通過潛污泵提升，排入室外污水檢查井。

2.2室外排水系統(tǒng)

室外排水采用雨污分流制。污水經(jīng)化糞池處理后，廚房廢水經(jīng)成品隔油器處理后排入市政污水管網(wǎng)。場地及道路雨水由雨水口或帶篦蓋的雨水溝有組織地收集排入室外雨水管道。基地內(nèi)1/3的雨水通過初期棄流裝置，進入地下雨水收集池。多余的雨水經(jīng)過溢流與基地內(nèi)另外2/3的雨水匯集，就近排入市政雨水管網(wǎng)。

3、熱水系統(tǒng)設(shè)計

3.1熱水供水區(qū)域及分區(qū)

本項目三層職工食堂和二十一層公寓式辦公分別設(shè)置集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)。熱水系統(tǒng)分區(qū)與冷水系統(tǒng)分區(qū)相同。各區(qū)最低用水器具的靜水壓力不超過0.45MPa，配水點靜水壓力超過0.20Mpa的支管設(shè)支管減壓閥。

3.2熱源

采用空氣源熱泵為主要熱源，電熱水器輔助加熱。

3.3熱水系統(tǒng)設(shè)計

冷水→空氣源熱泵→承壓儲熱水罐→（電熱水器輔助加熱）→熱水供水管網(wǎng)的供水方式。熱水循環(huán)系統(tǒng)采用干管機械循環(huán)的方式。

4、綠色建筑節(jié)水、節(jié)能及雨水利用技術(shù)

4.1分質(zhì)供水

根據(jù)不同的用水需求，本建筑采用分質(zhì)供水系統(tǒng)。生活用水水源采用市政給水。綠化和道路沖洗用水由雨水回用系統(tǒng)提供。凈化處理后的雨水，水質(zhì)應(yīng)符合中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。雨水回用管道外壁應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，涂成淺綠色，標(biāo)識白色“Z”標(biāo)志，并注明“中水不可飲用”字樣;公共場所及綠化的雨水回用取水口應(yīng)設(shè)帶鎖裝置。

4.2雨水收集與利用

項目所在地杭州，地理位置優(yōu)越，空氣濕度高，雨量充沛，水資源豐富。然而，由于城市人口的增加和飲用水源受到不同程度的污染，杭州的生活用水也面臨著巨大的壓力。基于節(jié)約傳統(tǒng)水資源的理念，根據(jù)本項目的實際情況，考慮將路面和屋面雨水作為非傳統(tǒng)水源進行收集。本項目總用地面積為13288㎡，其中建筑占地面積約3750㎡，地面綠化面積約5315㎡，道路面積4223㎡。

用面積加權(quán)平均法計算綜合流量徑流系數(shù)：

φ=（φ綠地 F綠地+φ硬質(zhì)地面 F硬質(zhì)地面 +φ普通屋面 F普通屋面）/F

=（0.25*5315+0.9*4223+1*3750）/13288=0.668

用面積加權(quán)平均法計算綜合雨量徑流系數(shù)：

φ=（φ綠地 F綠地+φ硬質(zhì)地面 F（硬質(zhì)地面+） φ普通屋面 F普通屋面）/F

=（0.15*5315+0.8*4223+0.8*3750）/13288=0.540

杭州市年徑流總量控制率75%對應(yīng)的設(shè)計降雨量為21.3mm，雨水收集池控制容積：

V=10HφF=10*21.3*0.540*13288/10000=153m?

本項目實際雨水收集池容積為155m?，滿足調(diào)蓄要求。

本項目年綠化及道路沖洗用水量為5315 m2×0.28 m3/ m2 +4223m2 ×0.4 L/m2.d×30d = 1539 m3，其中綠化按暖季型草坪一級養(yǎng)護的年均灌水定額0.28m3/m2·a計。杭州市設(shè)計日降雨量為57.5mm，棄流雨量為3mm。1/3基地面積年收集雨水回用量，可滿足綠地澆灑和道路沖洗需求。雨水回收處理的流程圖如所示：

由于雨水水量波動較大，處理設(shè)備工作沒有規(guī)律。因此雨水處理應(yīng)遵循“簡單”的原則。經(jīng)過棄流的雨水主要含有化學(xué)需氧量COD和懸浮污染物SS。沉淀是去除SS簡單有效的辦法，這個過程一般在雨水收集池中完成。再經(jīng)石英砂過濾和消毒后，回用雨水完全符合回用水標(biāo)準(zhǔn)，一般不需進行深度處理。

4.3空氣源熱泵熱水系統(tǒng)

受屋面面積限制及建筑立面造型影響，本項目放棄了通用的再生能源--太陽能熱水系統(tǒng)，選擇了空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。空氣源熱泵制熱水作為常見可再生能源利用技術(shù)之一，具備安全、節(jié)能、舒適、智能化程度高的優(yōu)點。然而該技術(shù)的使用效果，在一定程度上受溫度影響。在冬冷夏熱的杭州地區(qū)，應(yīng)配備相應(yīng)的輔助熱源，以滿足極端天氣的需求。

本項目食堂熱水日均定額7L/人·次，共700人次，日用水量為4.9m?，全年（250天）熱水需求1225m?。公寓式辦公熱水日均定額80L/人·次，共32人次，日用水量為2.56m?，全年（250天）熱水需求640m?。總計全年生活熱水需求1865m?。

空氣源熱泵全年需產(chǎn)生熱水1865m?，按全年平均效率COP取2.5，全年冷熱水平均溫差45℃，空氣源熱泵能耗為{1865m?×4200[kJ/（m3·℃）]×（60-15）℃/3600 （kJ/kWh）}/2.5=39165 kWh，折標(biāo)煤12.72tce。

4.4綠化用水系統(tǒng)

本項目綠化用水采用微噴、滴灌系統(tǒng)，設(shè)置單獨用水計量裝置。回收利用的雨水與綠化所需養(yǎng)分充分混合，通過低壓管道和安裝在末端管道上的特殊發(fā)射器，以小流量均勻準(zhǔn)確地輸送到土壤表面，或植物根部的土壤層。這種噴灌方法是在較低的壓力下進行的，用水量少，灌溉時間短，并且可以潤濕植物根部的土壤。產(chǎn)生的水滴直徑只有0.5～0.6毫米，與地面灌溉相比，可節(jié)約75%的用水。同時設(shè)置土壤濕度感應(yīng)器和雨天關(guān)閉裝置，避免雨天重復(fù)灌溉。

4.5其他節(jié)水節(jié)能措施

（1）本項目采用用水效率等級不低于二級的衛(wèi)生器具。衛(wèi)生設(shè)備及配件需符合國標(biāo)CJ164的相關(guān)要求。公共衛(wèi)生間采用感應(yīng)式水龍頭，并使用采用帶恒溫控制和溫度顯示功能的冷熱水混合淋浴器。蹲便器和小便器采用光電感應(yīng)或延時自閉式?jīng)_洗閥。

（2）管道敷設(shè)和連接采取嚴(yán)密的防漏措施，減少管網(wǎng)滲漏。

（3）本項目除在總進水處設(shè)置水表外，還按樓層和使用功能不同分別設(shè)置計量裝置，如衛(wèi)生間、新風(fēng)機房等。水量計量裝置采用具有遠傳功能的數(shù)字式水表。

（4）消防水池，水箱溢流管上設(shè)置報警設(shè)備，防止故障期間水流溢出造成浪費。

（5）生活水泵采用高效率、低噪聲、震動小的變頻調(diào)速水泵，并設(shè)置減振基座或減振吊架;同時與設(shè)備連接的接管上設(shè)柔性減振接頭。

（6）本項目選用密閉性能好的閥門和供水設(shè)備，采用耐腐蝕性強、耐久性能優(yōu)良的管材與管件。管道及管件的工作壓力不應(yīng)大于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的公稱允許工作壓力。

結(jié)語：

構(gòu)建綠色建筑是一個系統(tǒng)工程，涵蓋“減少用地、保護能源、合理選材、節(jié)約用水、打造優(yōu)良室內(nèi)環(huán)境、科學(xué)施工管理、優(yōu)化運營管理、提高創(chuàng)新能力”八部分內(nèi)容，需各個專業(yè)、各個環(huán)節(jié)相互配合，協(xié)調(diào)完善，以達到設(shè)計預(yù)期效果。

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