绿色建筑节水节能技术在给水排水设计中的应用

程洁

【摘要】 通过对“某高层综合楼给水排水系统”的讨论，为设计绿色建筑的给水排水系统，提供相应设计参数和技术措施。

【关键词】绿色建筑;节水;节能;雨水回用

随着人们对绿色建筑的深入认识，给水排水设计已是现代绿色建筑的重要组成部分。本文以杭州市“某高层综合楼给水排水系统设计”为依托，对绿色建筑给排水设计中的节水节能措施，进行分析和讨论。

1、室内供水系统设计

1.1生活给水系统

生活用水水源采用市政给水管网。根据市政给水管网压力、建筑高度、建筑标准、水源条件、防二次污染、节能和供水安全等原则，生活给水系统采用分区形式。市政直供：地下一层-2层;加压一区（3层-7层）：设计流量30m3 /h，扬程60米; 加压二区（8-12层）：设计流量15m3/h，扬程85米;加压三区（13-18层）：设计流量15m3/h，扬程110米。加压四区（19层及以上）：设计流量15m3/h，扬程132米。加压一、二、三、四区生活给水，分別由地下一层生活泵房内130m3不锈钢生活水池及各区恒压变频调速给水设备供水。各区最低用水器具的静水压力不超过0.45MPa，配水点静水压力超过0.20MPa的支管设支管减压阀。主管和支管流量分别为1.2～1.8米/秒和0.8～1.2米/秒。

1.2雨水回用系统

道路冲洗和绿化用水采用雨水回用系统。在汽车坡道下方设置155m3雨水收集池。收集的雨水经沉淀、过滤、消毒处理后，储存在地下室10m3的清水池中。通过恒压变频供水设备（流量12m3 /h，扬程35米）加压后，供应绿化和道路冲洗用水，用户端水压不低于0.15Mpa。

2、排水系统设计

2.1室内排水系统

室内采用分流制排水系统，即生活污水、雨水和空调冷凝水分开排放;室内排水系统采用伸顶透气、环形透气或专用通气立管双立管排水系统;地下室废水通过潜污泵提升，排入室外污水检查井。

2.2室外排水系统

室外排水采用雨污分流制。污水经化粪池处理后，厨房废水经成品隔油器处理后排入市政污水管网。场地及道路雨水由雨水口或带篦盖的雨水沟有组织地收集排入室外雨水管道。基地内1/3的雨水通过初期弃流装置，进入地下雨水收集池。多余的雨水经过溢流与基地内另外2/3的雨水汇集，就近排入市政雨水管网。

3、热水系统设计

3.1热水供水区域及分区

本项目三层职工食堂和二十一层公寓式办公分别设置集中热水供应系统。热水系统分区与冷水系统分区相同。各区最低用水器具的静水压力不超过0.45MPa，配水点静水压力超过0.20Mpa的支管设支管减压阀。

3.2热源

采用空气源热泵为主要热源，电热水器辅助加热。

3.3热水系统设计

冷水→空气源热泵→承压储热水罐→（电热水器辅助加热）→热水供水管网的供水方式。热水循环系统采用干管机械循环的方式。

4、绿色建筑节水、节能及雨水利用技术

4.1分质供水

根据不同的用水需求，本建筑采用分质供水系统。生活用水水源采用市政给水。绿化和道路冲洗用水由雨水回用系统提供。净化处理后的雨水，水质应符合中水水质标准。雨水回用管道外壁应按有关标准的规定，涂成浅绿色，标识白色“Z”标志，并注明“中水不可饮用”字样;公共场所及绿化的雨水回用取水口应设带锁装置。

4.2雨水收集与利用

项目所在地杭州，地理位置优越，空气湿度高，雨量充沛，水资源丰富。然而，由于城市人口的增加和饮用水源受到不同程度的污染，杭州的生活用水也面临着巨大的压力。基于节约传统水资源的理念，根据本项目的实际情况，考虑将路面和屋面雨水作为非传统水源进行收集。本项目总用地面积为13288㎡，其中建筑占地面积约3750㎡，地面绿化面积约5315㎡，道路面积4223㎡。

用面积加权平均法计算综合流量径流系数：

φ=（φ绿地 F绿地+φ硬质地面 F硬质地面 +φ普通屋面 F普通屋面）/F

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

用面积加权平均法计算综合雨量径流系数：

φ=（φ绿地 F绿地+φ硬质地面 F（硬质地面+） φ普通屋面 F普通屋面）/F

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

杭州市年径流总量控制率75%对应的设计降雨量为21.3mm，雨水收集池控制容积：

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

本项目实际雨水收集池容积为155m?，满足调蓄要求。

本项目年绿化及道路冲洗用水量为5315 m2×0.28 m3/ m2 +4223m2 ×0.4 L/m2.d×30d = 1539 m3，其中绿化按暖季型草坪一级养护的年均灌水定额0.28m3/m2·a计。杭州市设计日降雨量为57.5mm，弃流雨量为3mm。1/3基地面积年收集雨水回用量，可满足绿地浇洒和道路冲洗需求。雨水回收处理的流程图如所示：

由于雨水水量波动较大，处理设备工作没有规律。因此雨水处理应遵循“简单”的原则。经过弃流的雨水主要含有化学需氧量COD和悬浮污染物SS。沉淀是去除SS简单有效的办法，这个过程一般在雨水收集池中完成。再经石英砂过滤和消毒后，回用雨水完全符合回用水标准，一般不需进行深度处理。

4.3空气源热泵热水系统

受屋面面积限制及建筑立面造型影响，本项目放弃了通用的再生能源--太阳能热水系统，选择了空气源热泵热水系统。空气源热泵制热水作为常见可再生能源利用技术之一，具备安全、节能、舒适、智能化程度高的优点。然而该技术的使用效果，在一定程度上受温度影响。在冬冷夏热的杭州地区，应配备相应的辅助热源，以满足极端天气的需求。

本项目食堂热水日均定额7L/人·次，共700人次，日用水量为4.9m?，全年（250天）热水需求1225m?。公寓式办公热水日均定额80L/人·次，共32人次，日用水量为2.56m?，全年（250天）热水需求640m?。总计全年生活热水需求1865m?。

空气源热泵全年需产生热水1865m?，按全年平均效率COP取2.5，全年冷热水平均温差45℃，空气源热泵能耗为{1865m?×4200[kJ/（m3·℃）]×（60-15）℃/3600 （kJ/kWh）}/2.5=39165 kWh，折标煤12.72tce。

4.4绿化用水系统

本项目绿化用水采用微喷、滴灌系统，设置单独用水计量装置。回收利用的雨水与绿化所需养分充分混合，通过低压管道和安装在末端管道上的特殊发射器，以小流量均匀准确地输送到土壤表面，或植物根部的土壤层。这种喷灌方法是在较低的压力下进行的，用水量少，灌溉时间短，并且可以润湿植物根部的土壤。产生的水滴直径只有0.5～0.6毫米，与地面灌溉相比，可节约75%的用水。同时设置土壤湿度感应器和雨天关闭装置，避免雨天重复灌溉。

4.5其他节水节能措施

（1）本项目采用用水效率等级不低于二级的卫生器具。卫生设备及配件需符合国标CJ164的相关要求。公共卫生间采用感应式水龙头，并使用采用带恒温控制和温度显示功能的冷热水混合淋浴器。蹲便器和小便器采用光电感应或延时自闭式冲洗阀。

（2）管道敷设和连接采取严密的防漏措施，减少管网渗漏。

（3）本项目除在总进水处设置水表外，还按楼层和使用功能不同分别设置计量装置，如卫生间、新风机房等。水量计量装置采用具有远传功能的数字式水表。

（4）消防水池，水箱溢流管上设置报警设备，防止故障期间水流溢出造成浪费。

（5）生活水泵采用高效率、低噪声、震动小的变频调速水泵，并设置减振基座或减振吊架;同时与设备连接的接管上设柔性减振接头。

（6）本项目选用密闭性能好的阀门和供水设备，采用耐腐蚀性强、耐久性能优良的管材与管件。管道及管件的工作压力不应大于产品标准的公称允许工作压力。

结语：

构建绿色建筑是一个系统工程，涵盖“减少用地、保护能源、合理选材、节约用水、打造优良室内环境、科学施工管理、优化运营管理、提高创新能力”八部分内容，需各个专业、各个环节相互配合，协调完善，以达到设计预期效果。

参考文献：

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[6]浙江省《绿色建筑设计标准》DB33/1092-2016

[7]浙江省《太阳能与空气源热泵水系统应用技术规程术规程》DB33/1034-2016