（环境工程专业论文）建筑节水改造及评价体系的研究.pdf

摘要 在当前资源紧张的情况下，对建筑的节水改造不仅任务繁重，而且势在必行。 建筑节水改造有很大的节水潜力，尤其是在越来越重视水质安全的今天，建筑节 水改造不仅能够节约用水，缓解资源紧张状况，更具有重大的社会效益。本文研 究内容是“十一五”科技支撑计划重大项目华北地区既有建筑综合改造技术集 成示范工程中的一部分。 首先本文通过对华北地区主要城市的二次供水现状进行分析，总结了该地区 建筑供水系统存在的问题，详细介绍了建筑节水途径，对其适用性进行简要分析， 并对建筑节水改造的模式进行初步探索研究。 其次介绍了建筑供水系统改造的五种改造方式，对其特点、适用类型进行说 明，并以碧云里小区的供水改造工程为例，计算分析其最佳供水改造方式；之后 对供水方式的节能改造进行了新的探讨，为建筑节水改造供水方式的选择提供参 考。 最后，依据全生命周期的评价方法建立了华北地区建筑节水改造的目标考核 评价体系，同时根据层次分析法，结合模糊综合评价法构建了评价体系的数学模 型。为建筑节水改造方案的比较以及改造效果评价提供参考模型，具有一定的指 导意义。 关键词：节水改造；节水技术；生命周期分析：评价体系；模糊综合评价 a b s t r a c t i nt h ec u r r e n tc a s eo fs h o r t a g eo fr e s o u r c e s ，i ti sn o to n l yah e a v yt a s kb u ta l s o i m p e r a t i v eu n d e rt h es i t u a t i o no ft h ew a t e re f f i c i e n c yr e n o v a t i o no fb u i l d i n g s ，w h i c h h a sp r o d i g i o u sp o t e n t i a l n o wb yt h ei n c r e a s i n ge m p h a s i so nw a t e rs a f e t ye s p e c i a l l y ， t h ew a t e re f f i c i e n c yr e n o v a t i o no fb u i l d i n g sn o to n l yc a ns a v et h ew a t e rr e s o u r c e s ， r e l i e v et h es t a t u so fr e s o u r c e s h o r t e n ，b u ta l s oh a sb i gs o c i e t yb e n e f i t f i r s t l y ，t h r o u g ht h ea n a l y s i so fb u i l d i n g sw a t e rs u p p l ys y s t e mi nn o r t hc h i n a ， t h i sp a p e rs u m m a r i z e st h ee x i s t i n gp r o b l e m so fb u i l d i n g sw a t e rs u p p l ys y s t e mi nt h i s a r e a ；p a r t i c u l a r l yi n t r o d u c e st h et e c h n o l o g yo fb u i l d i n g sw a t e r - s a v i n g ，a n db r i e f l y a n a l y s e st h ea p p l i c a b i l i t yo fw a t e r - s a v i n gt e c h n o l o g y f u r t h e r m o r e ，h o wt op r o m o t e t h eb u i l d i n g sw a t e re f f i c i e n c yr e n o v a t i o ni sp r e l i m i n a r yd i s c u s s e d s e c o n d l y ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e sf i v ew a y st ot h ea l t e r a t i o no fb u i l d i n g sw a t e r s u p p l ys y s t e m ，a n de x p l a i n st h es c o p eo fa p p l i c a t i o no ft h ef i v ew a y s 。b a s e do na p r o j e c ti nb i y u n l ia r e a ，t h i sa r t i c l ea n a l y s e st h eb e s tw a yt ot h ea l t e r a t i o no fw a t e r s u p p l ys y s t e mb yc a l c u l a t i o n t h e nt h ew a y st or e n o v a t i o na r ef u r t h e rd i s c u s s e d i t w i l lp r o v i d ear e f e r e n c ef o rh o wt oc h o i c et h ew a y st ob u i l d i n g sw a t e re f f i c i e n c y r e n o v a t i o n l a s t l y ，a c c o r d i n gt o “f ec y c l ea s s e s s m e n t ，m u l t i - i n d e xe v a l u a t i o n s ，a n a l y t i c h i e r a r c h yp r o c e s sa n df u z z yc o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n t ，t h i sp a p e re s t a b l i s h e st h e c h e c k i n ga n de v a l u a t i o no nt a r g e to fw a t e re f f i c i e n c yr e n o v a t i o nf o re x i s t i n gb u i l d i n g s i nn o r t hc h i n a t os o m ee x t e n t ，i tp r o v i d e sar e f e r e n c ef o rf u r t h e rr e s e a r c h e s ，a n dw i l l p r o m o t et h ed e v e l o p m e n to fb u i l d i n g sw a t e re f f i c i e n c yr e n o v a t i o n k e yw o r d s ：w a t e re f f i c i e n c yr e n o v a t i o n ；w a t e r - s a v i n gt e c h n o l o g y ：l i f ec y c l e a s s e s s m e n t ；e v a l u a t i o ns y s t e m ；f u z z yc o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n t 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：韩丹 签字日期： 加川 年 6 月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：幸南丹 签字日期： z 3 d c 年6 月1 日= 堂 第一章绪论 1 1 课题研究背景 1 1 1 水电能源现状 第一章绪论 我国是世界上最缺水的国家之一，人均水资源只占世界人均的四分之一，缺 水已成为社会普遍关注的焦点问题。当前我国日益严重的水资源短缺和水环境污 染，不仅困扰国计民生，并已成为制约社会经济可持续发展的重要因素。据水利 部统计，9 0 年代以来，我国城市缺水范围不断扩大，缺水程度不断加剧，全国6 7 0 座城市中有4 0 0 座不同程度的缺水，1 1 0 座严重缺水。正常年份全国城市缺水6 0 亿万m 3 。面对缺水的现状，节约用水已成为我国的基本国策。 我国是发展中国家，经济上长期持续快速发展，在很人程度上依靠电力工业 的发展。充足的电力供应是经济发展的前提，因此，我国一直将电力工业放到优 先发展的重要位置上。但是多年来的突出问题就是缺电。从2 0 0 0 年以来，全国连 续4 年发电装机容量的增长率低于用电量的增长率。以2 0 0 4 、2 0 0 5 年的用电状况 为例，2 0 0 4 年我国全社会用电量为2 1 7 3 5 亿k w h ，同比增长1 2 ，新投产发电 设备容量3 5 0 0 万k w ，同比增长9 ，短缺3 个百分点以上川。按1 3 亿人口计算，我 国2 0 0 4 年人均用电量仅为1 6 7 1 9 k w h ，与世界人均年用电量2 4 0 0 k w h 相差 7 2 8 k w h 。2 0 0 5 年全国电力供应虽然在局部地区有所缓和，但总体紧张状况没 有根本转变。全国电力供需缺口在2 0 0 0 万2 5 0 0 万k w 之间，华北、东北和华东三 大电网电力缺口达2 1 9 2 万k w 。2 0 0 5 年全国电力需求增长1 3 ，用电量达至u 2 4 5 6 0 亿k w h ，比2 0 0 4 年增长2 8 2 5 亿k w h ，缺电程度较上年有所缓解，但电力供需 形势依然紧张【2 j 。 1 9 9 8 年以来，国家制订了节约能源法，先后发布了“节约用电管理办法” 和“加强电力需求侧管理工作的指导意见”等一系列文件，有力地指导和推进了 节约能源和需求管理工作。但是全国能源供应的“瓶预”状态日趋突出，能源供 需矛盾在今后一段时间内还将继续存在。解决缺电问题，一是靠开源，二是靠节 流，关键还是要搞好节流。 水和电是现代人类生活中不可缺少的两个重要元素。水是生命之源，是社会 经济发展不可缺少的基本资源，是环境生命的“血液”。电更是人类生产生活中 不可或缺的能源。为了缓解水电资源的紧缺，加大对水电能源的节约、有效利用 第一章绪论 是一个重要途径。 1 1 2 我国建筑节能现状 我国是一个建设量大、建设速度快的国家。从1 9 9 7 年至今，每年的建筑施 工面积都在迅速扩大，尤其是2 0 0 2 年以后，更是大幅度增加，预计到2 0 2 0 年还 将新增建筑面积约3 0 0 亿m 2 ，大约年增幅在1 8 亿m 2 到2 0 亿m 2 之间。到2 0 0 5 年底，我国城乡既有( 旧) 建筑面积达4 0 0 多亿m 2 ，全国城镇房屋建筑面积1 6 4 5 1 亿m 2 ，其中住宅建筑而积1 0 7 6 9 亿m 2 ，占房屋建筑面积的比重为6 5 4 6 t 3 1 。在 这一百多亿m 2 房屋建筑中，9 5 以上都属于高耗能建筑。这些建筑能耗在我国 能源总消费量中所占的比例已达2 0 多，耗水占城市用水的3 2 。同气候条件 的住宅单位能源消耗为发达国家的3 倍多【4 】。 我国长期以来都很重视建筑节能的工作。从上世纪8 0 年代至今，建设部公 布了一系列专门用于建筑节能的标准，如民用建筑节能设计标准( 采暖居住建 筑部分) 、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准、既有采暖居住建筑节能改 造技术规程掣5 1 。为了促进既有建筑节能改造的顺利进行，政府还在2 0 0 5 年 颁布了公共建筑节能设计标准。民用建筑节能条例也将在2 0 0 8 年1 0 月1 号实施。近年来北京、天津、唐山等全国各地先后制定建筑改造规程，逐步启动 既有建筑节能改造工程。 为引导、规范和促进既有建筑综合改造技术在全国建筑工程中推广应用，结 合我国既有建筑的实际和潜在需求，科技部、建设部将既有建筑综合改造技术的 研究与示范作为研究的重点和难点，启动了“十一五”科技支撑计划重大项目既 有建筑综合改造关键技术研究与示范。此外，在重大项目建筑节能关键技术 研究与示范、村镇小康住宅关键技术研究与示范中也列入了与既有建筑改造 相关的课题，这将对我国既有建筑综合改造技术的提升起到重大的推动作用。 1 1 3 课题的提出 本课题是“十一五”科技支撑计划重大项目既有建筑综合改造关键技术研 究与示范子课题十既有建筑综合改造技术集成示范丁程中的一部分。在我 国高度重视建筑节能改造的今天，本课题对于基础理论的研究与今后的节能改造 工作有一定的参考和指导意义。建筑节水技术作为建筑产业化技术体系的重要组 成部分，在建筑的开发、建设和使用过程中，选择资源节约型的发展模式，把握 建筑用水的各个技术环节，对建筑节水具有重要的现实意义。在当前资源紧张的 情况下，对建筑的节水改造不仅任务繁重，而且势在必行。而既有建筑供水系统 2 第一章绪论 的消耗主要是电能和水资源的消耗，因此，研究建筑节水改造技术及评价体系显 得尤为重要。 1 2 国内外研究现状及存在的问题 1 2 1 国外研究现状 2 5 年前德国就开始了建筑节能改造。因为当时整个西方世界出现了能源危 机，能源价格上升，以及保温节能技术的发展，促进了建筑改造行业的发展。从 上个世纪8 0 年代开始，德国联邦政府开始了对国内节能项目的扶持，以促进整 个节能活动的开展【6 】。而美国、英国、日本等其他国家也非常重视既有建筑的节 能改造工作。各国均制定法律法规，并采取各种优惠政策来保证既有建筑节能改 造的实施。 世界各国绿色建筑评估体系很多，如美国的l e e d 、英国的b r e e a m 、日本 的c a s b e e 、澳大利亚的n a b e r s 、加拿大的g b t o o l 、意大利的p r o t o c o l l o 、挪 威的e c o p r o f i l e 及多个国家制定的“绿色建筑挑战”( g r e e nb u i l d i n gc h a l l e n g e ) 等。 1 ) 英国的b r e e a m 1 9 9 0 年英国的建筑研究中心提出了b r e e a m ( 建筑研究中心环境评估法) ， 它是世界上第一个绿色建筑综合评估系统。b r e e a m 主要包含的评估内容涵盖 了管理优化、能源节约、健康舒适、污染、运输、土地使用、场地的生态价值、 材料、水资源消耗和使用效率等9 个方面，分别归类于全球环境影响、当地环境 影响及室内环境影响等3 个环境表现类别【7 1 。在b r e e a m 评估体系中，除水资源 外，与其相关的内容中均有节水要求。绿色建筑节水评价标准在其中占有十分重 要的地位，直接影响到整个建筑的绿色评价程度。其给出的节水指标体系详细具 体，更重要的是这些指标能结合建筑的类型而给出，并反映了社会的用水背景， 而且具有很强的可操作性，易于理解、接受和广泛推广。 2 ) 美国的l e e d 事实上目前许多国家绿色建筑的理论框架都来自于美国绿色建筑委员会的 l e e d 标准。该标准将生态住宅所应涵盖的技术方向分为5 个方面即建筑场地、水 资源、建筑与环境、材料与资源、室内环境质量，并逐项细化为可以评定的得分 标准，用以判定生态住宅的合格级别【8 】。l e e d 认证体系对建筑的评价主要是根 据各种相关标准进行深入、定量的分析，从而使建筑的设计和建造过程更趋于可 控化和可实践性。 第一章绪论 3 ) 绿色建筑挑战 绿色建筑挑战( g b c ) 是由加拿大自然资源部发起并领导，至2 0 0 0 年1 0 月已 有1 9 个国家参与制定的一种评估体系，主要用于评价建筑的环境性能。绿色建筑 挑战的目的是发展一套统一的性能参数指标，建立全球化的绿色建筑性能评价标 准和认证系统，使有用的建筑性能信息可以在国家之问相互使用，最终使不同地 区和国家之间的绿色建筑实例具有可比性。g b c 2 0 0 0 评估范围包括新建、改建及 翻新建筑，评估手册共有4 卷，包括总论、办公建筑、学校建筑、集合住宅。g b c 2 0 0 0 采用定性和定量的评价依据相结合的方法，其评价操作系统称为g b t o o l ，这是 一套可以被调整以适合不同国家、地区和建筑类型特征的软件系统【9 】。 由于每个国家的水资源条件及生活习惯、技术水平、施工方式均有所不同， 因此对绿色建筑的节水要求也存在较大差别。以美国的l e e d 为例，其对水资源 与节水部分的主要规定包括：建筑设计遵循保护水资源的原则，采用中水回收系 统、雨雪水回收、现场处理污水等方案，并尽量使用低流量节水设备、无水小便 槽等高效卫生设备和干燥装置，以求达到建筑内部的节水最大化，从而减轻市政 供水和废水处理系统的负担；灌溉系统的供水由收集到的雨水、经过处理的中水 优先提供，市政供水系统作为后备水源：消防系统用水也将由经过处理的中水和 雨水优先提供，市政供水则作为备用水源。此外，在其他几项目标中也包含了节 水的要求，例如在场地可持续眭发展方面，要求设计透水铺路系统，场地收集到 的雨水将通过人工湿地、湖面以及排水道排出场地。 1 2 2 国内研究现状 近年来，绿色建筑在我国方兴未艾，尤其是随着资源和能源短缺问题的日益 严重，作为大量消耗能源和资源的建筑业，走可持续发展的道路成为必然的选择。 绿色建筑强调关注建筑的全寿命周期、适应自然条件、保护自然环境、加强资源 节约与综合利用、减轻环境负荷等基本原则，这对改变我国当前建筑业中存在的 高投入、高消耗、高污染、低效率等问题具有重要意义。在这种背景下，我国陆 续出台了一些相关的导则、标准体系和评估手册，对推动绿色建筑的健康发展起 到了积极作用。其中有中国生态住宅技术评估手册、绿色奥运建筑评估体 系等，而2 0 0 6 年发布实施的绿色建筑评价标准则标志着我国绿色建筑评价 标准体系的形成。 1 ) 绿色建筑评价标准 绿色建筑评价标准包括两大板块( 住宅建筑、公共建筑) 、6 4 方面( 节 地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源、室内环 境质量、运营管理) 和3 个层次( 控制项、一般项、优选项) ，同时包含了建筑 4 第一章绪论 物全寿命周期内的规划设计、施工、运营管理及验收各阶段评定指标的子系统。 针对住宅建筑和公共建筑，绿色建筑评价标准分别提出了不同的节水与水资 源利用要求。以住宅建筑为例，节水与水资源利用指标中主要包含节水规划、提 高用水效率、雨污水综合利用等3 方面的内容。其中节水规划是控制项的首要条 款，即要求在规划阶段必须编制详细的水系统规划方案；提高用水效率则主要体 现在设计和运营管理阶段，强调按高质高用、低质低用的原则( 生活用水、景观 用水和绿化用水等按用水水质要求分别提供并按梯级处理回用) ，同时要求必须 采用节水系统、节水器具和设备以及节水的景观和绿化浇灌设计；雨污水综合利 用则贯穿于规划、设计、运营管理等各个阶段，对雨水利用的要求分为两个层次： 一是强化雨水就地入渗，合理规划地表与屋面雨水径流途径，降低地表径流，采 用多种渗透措施增加雨水渗透量；二是在降雨量大( 年均降雨量 8 0 0 m m ) 的缺 水地区，通过技术经济比较，合理确定雨水集蓄及利用方案。 对再生水的利用未作硬性规定，但是一般项中要求对非传统水源( 主要是雨 水和再生水及海水等) 的利用率1 0 ，而优选项则要求住宅区对非传统水源的 利用率 3 0 。由于单纯利用雨水资源可能达不到该要求，故_ 般要考虑雨水与 建筑的优质杂排水联合使用。 2 ) 中国生态住宅技术评估手册 中国生态住宅技术评估手册包含五大指标体系，即小区环境规划设计、 能源和环境、室内环境质量、小区水环境、材料与资源。该手册从整个住区的水 环境系统出发，对水质和水量保障技术进行了详细规定。将整个小区水环境的总 分定为1 0 0 分，其中用水规划为1 2 分，给排水系统为4 0 分，污水处理与回收利用 为1 7 分，雨水为8 分，绿化、景观用水为1 4 分，节水器具与设施为9 分。尽管出发 点包括住区环境卫生、景观绿化等诸多因素，但最终均与节水相关联。例如高质 高用、低质低用的用水原则，表明梯级用水方式是节水的一条有效途径；而再生 水利用的水质安全保障技术是实现再生水推广利用的先决条件；水生态循环技术 是一种典型的可持续水资源利用与节水技术。该手册还重点讨论了用水规划和污 水处理与回收利用方式、雨水收集处理与利用方式，并提供了较为详细的规划设 计方案及污水、污泥的处理原则和技术手段，对节水率、回用率等概念及雨水调 节池的设计计算方法等都有较详细的说明，因此其技术层面的可操作性很强。该 手册出版以来，已用于许多生态住宅小区水环境系统的规划设计和评估，对推动 我国绿色建筑及其节水技术起到了积极作用。 3 ) 绿色奥运建筑评估体系 绿色奥运建筑评估体系是专门为奥运场馆的建设编制的，其内容包括评 估纲要( 主要面向业主、设计人员使用) 、评分手册( 主要面向评估机构专业人 第一章绪论 士使用) 、条文说明( 解释评估纲要和评分手册) 、评估软件( 实施评分手册) 。 该评估体系的特点有：一是全过程控制、分阶段评估与管理；二是采用了质量和 环境负荷双指针方式，其核心思想就是消耗较小的环境负荷而获取较大的质量； 三是采用了开放式、结构化的评分体系，并通过权重来体现条文重要性的差异。 绿色奥运建筑评估体系按阶段分别评分，以规划阶段的水环境系统为例，主要包 括用水规划、给水系统、排水系统、污( 废) 水处理与回用、雨水合理利用、绿 化与景观用水、湿地等规划项目。而在设计阶段，则着重对饮用水深度处理工艺、 再生水回用的水质保障技术、节水器材与设备等进行了具体规定。施工阶段则对 施工用水节约、施工现场污( 废) 水处理及回用等进行了具体规定。验收与运行 管理阶段的具体指标很多，主要量化指标包括：节水率 2 0 ，回用率 3 0 ，采 用先进技术节约生活用水水量 5 ，公共停车场、广场及人行道铺设透水性路面 面积的比例 5 0 ；用再生水及收集到的雨水进行浇灌，节约自来水的比例达到 2 0 3 0 ( 一般要求) 或3 0 以上( 较好) 。此外，绿色奥运建筑评估体系还特 别强调水质管理和节水管理。 4 ) 台湾地区的绿色建筑解说与评估手册 为了真正落实绿色建筑的政策，台湾地区的内政部建筑研究所编制了绿色 建筑解说与评估手册，该评估系统充分考虑了本地气候、风土、社会特色等因 素，包括绿化指针、基地保水指针、水资源指针、营建冲击指针、日常耗能指针、 营建废弃物指针、污水及垃圾指针，七项指针都是定量的，指出凡是政府投资的 项目都必须通过绿色建筑的评估和审查，而对私人投资住宅则未做硬性规定。该 评估手册中，节水所占比重较大，7 项指标中有3 项跟节水有关：一是基地保水指 标，其实质是雨水利用，强化就地入渗，具体内容包括基地铺面透水性、人工地 面量、渗流井、储流设施、雨水利用状况：二是水资源指标，从用水量( 含用水 规划) 、节水器具和中水( 再生水) 利用等方面进行要求；三是评估污水的排放 量及其处理方式。该评估体系特别强调和鼓励雨水利用及中水回用。尽管其总体 框架和思路与内地发布的绿色建筑评价标准有所差异，但具体内容是基本一致 的。 尽管各国的绿色建筑总体框架和编排体系各不相同，但对绿色建筑节水的具 体要求基本是一致的，只是由于气候和水资源条件以及技术水平、生活差异等原 因，导致节水在不同体系中所占的比重不同。中国最近颁布实施的国家标准一绿 色建筑评价标准中水资源所占比重远较国外多数评估体系的大，这也反映出我 国水资源短缺的严重态势。目前国家环境保护总局也推出了环保行业标准一环 境标志产品技术要求生态住宅( 住区) 的征求意见稿，建筑与环保的关系越来 越密切，其中节水部分不仅涉及到建筑给排水的相关要求，更对给水水质、污( 废) 6 第一章绪论 水处理及再生回用等进行了相关规定。因此，随着建筑节能的发展，对节水的要 求必将进一步推动传统建筑给排水技术的拓展和给水、排水、建筑给排水等各种 技术的融合。 1 2 3 存在的问题 建筑节能改造工程在国外虽已全面进行，但尚未形成一套适合节水改造的有 针对性的考核评价体系，而国内的建筑节水改造工程则刚刚启动，处于零乱的、 分散的试点状态，更缺少适用的节水改造评价体系。目前建筑节水改造技术大都 是单纯的更换节水器具，并没有系统的深入研究，缺乏具有针对性的节水改造综 合技术体系。目前国内外建筑改造综合评价体系研究成果比较多，但是大多集中 在建筑的综合评价体系上，关于建筑节能改造专项评价体系的研究却比较少，主 要有：天津大学的朱能、赵靖等人按照寿命周期分析的评价步骤建立了我国北方 供暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造的三级目标考核评价体系及数学模 型【lo 】；哈尔滨工业大学的孙金颖等采用b p 神经网络建立了既有居住建筑节能改 造评价模型，并提出了适合我国既有居住建筑节能改造的模式】；同济大学的黄 俊鹏采用层次分析法建立了评价现有办公建筑节能潜力影响因素的层次结构，并 建立了反映建筑师和设备工程师不同观点的节能潜力评价模型【1 2 】。而目前建筑节 水改造效果所采用的评价指标还都是比较初步、零散、片面的，对于整体的建筑 给排水系统，完备的评价体系仍未形成。 总的来说，建筑的节水改造存在的问题主要表现在： 1 ) 对于建筑节水改造，缺乏具有针对性的节水改造综合技术体系； 2 ) 对于建筑节水改造，缺少全面客观的改造效果评价指标体系； 3 ) 需要出台一些政策法规来保障和推动建筑节水改造工程的进行： 4 ) 缺乏建筑节水改造系统性的资料。应建立建筑供水系统检测、评定与改 造的平台或基地，建立建筑节水综合改造示范工程的信息数据库，监督指导建筑 节水改造工程的进行。 1 3 课题研究内容及方法 建筑节水改造是一个系统性的工程，且具有极大的节水潜力。本课题研究主 要针对我国华北地区的建筑用水现状，并充分考虑其研究成果的可行性与适用 性。 本课题首先通过对北京、天津、唐山、太原等城市的二次供水现状的详细数 据分析，总结分析华北地区建筑供水系统存在的主要问题。 第一章绪论 其次总结建筑节水途径，针对华北地区的区域特点对建筑节水技术的适用性 进行分析，并对建筑节水改造模式进行初步探索。 然后对建筑供水方式的改造进行研究，针对华北地区需改造建筑的类型提出 相应的改造方法，并举例分析，通过对改造实例的能耗比较对供水方式进行进一 步的节能探讨。 最后对建筑节水改造评价指标体系进行研究。基于全生命周期运用层次模糊 综合评价法建立建筑节水改造评价体系，为建筑节水改造方法的选择及改造后效 果评价提供评价方法。 1 4 课题研究的意义 本课题的研究在理论深化和实际应用方面都具有重要意义。首先通过对建筑 节水改造技术的深入研究，系统化了建筑节水改造技术；其次，系统化了的建筑 节水技术能更有效的指导建筑节水改造；第三，研究建筑供水系统改造效果评价 指标体系，为系统、全面、客观地评价建筑节水改造提供了一套科学的方法。 8 第二章华北地区建筑供水现状 第二章华北地区建筑供水现状 2 1 华北地区水资源概况 华北地区包括山西、河北、内蒙古自治区和北京、天津两个直辖市。华北地 区地处黄河中下游，它的西部为黄土高原，东部为华北平原，黄河在这个区域中 占据重要地位。华北地区在我国政治经济中占据十分重要的地位，2 0 0 7 年人口 约1 5 亿多，有北京、天津、石家庄、唐山、保定等1 8 座大中城市。华北平原 多年平均降雨量为4 0 0 8 0 0 m m ，年蒸发量为9 0 0 1 4 0 0 m m 。地势西高东低，呈 扇形向渤海湾倾斜，境内主要河流为海河水系、滦河水系和黄河中下游的支流。 2 1 1 华北地区水资源现状 全国2 0 0 7 年水资源总量为2 5 2 5 5 2 亿m 3 ，其中地表水和地下水资源量分别 为2 4 2 4 2 5 亿m 3 和7 6 1 7 2 亿m 3 。我国华北5 省市2 0 0 7 年水资源总量为5 5 4 2 亿m 3 ，占全国总量的2 2 ，其中地表水和地下水资源量分别为3 0 2 4 亿m 3 和 4 2 4 亿m 3 ；人均水资源量3 5 7 8m 3 ，仅为全国人均量的1 8 6 7 。 2 0 0 7 年，全国水资源总供给量为5 8 1 8 7 亿m 3 ，其中地表水量为4 7 2 3 9 亿 m 3 ，地下水资源量为1 0 6 9 1 亿m 3 ，其它可利用水资源量为2 5 7 亿m 3 。我国华 北地区2 0 0 7 年水资源总供给量为4 9 9 4 亿1 1 1 3 ，占全国总量的8 5 8 ，其中地表 水为1 7 4 7 亿m 3 、地下水为3 1 8 2 亿m 3 ，其它水资源为6 6 亿m 3 。 2 0 0 7 年，全国水资源总利用量为5 8 1 8 7 亿m 3 ，与供水量持平，其中农业用 水3 5 9 9 5 亿m 3 ，工业用水1 4 0 3 0 亿m 3 ，生活用水7 1 0 4 亿m 3 ，生态用水1 0 5 7 亿1 1 1 3 。华北地区2 0 0 7 年水资源使用总量4 9 9 4 亿m 3 ，其中农业用水、工业用水、 生活用水、生态用水量分别为3 5 2 6 亿m 3 、6 6 7 亿m 3 、6 7 亿m 3 、1 2 4 亿m 3 【1 3 】。 2 1 2 华北地区水资源特点 1 ) 水资源总量少，人均量也少 我国人均水资源量远低于世界平均水平，被联合国列为1 2 个贫水国之一， 而华北地区人均水资源量3 5 7 8m 3 ，仅为全国人均量的1 8 6 7 。其中天津市人 均水资源量为1 0 3 3 m 3 ，仅为全国人均水资源量的5 4 。华北地区五省( 市) 人 口占全国人口的1 1 7 ，耕地占全国4 5 ，京津唐工业基地工业产值占全国工业 9 第二章华北地区建筑供水现状 总产值的1 0 ，而水资源总量只占全国的2 2 ，人均水资源、水土资源配置比 例均大大低于全国的平均水平。 2 ) 使用量大，地下水严重超采 受水资源总量少的影响，华北地区地下水的开采量占全国开采总量的 5 4 7 8 。华北平原可开采水资源量为3 0 9 6 8 亿m 3 a ，其中浅层地下水1 9 7 2 6 亿 m 3 a ，深层地下水1 1 2 4 2 亿m 3 a 。地下水开采程度为7 3 ，浅层地下水开采程 度为9 4 ，深层地下水开采程度为3 7 。河北地下水开采程度最高，为1 2 2 ， 整体上处于严重超采状态。所以说，河北平原是华北平原最缺水的地区。虽然整 体上地下水资源量有盈余，但由于水资源分布和开发利用的极不均匀性，使得华 北平原出现了十几个地下水位降落漏斗。超采区主要分布在河北平原中东部的沧 州、衡水、廊坊，以及天津西部、保定东部、唐山北部和石家庄、邢台、邯郸的 部分地区。其他地区由于地表水资源量较丰富，地下水开采量相对较小。 目前，华北平原年地下水开采量中农业用水为1 6 0 2 5 亿m 3 ，工业用水4 0 8 1 亿m 3 ，生活用水2 5 9 6 亿m 3 ，分别占地下水总开采量的7 0 6 、1 8 0 、1 1 4 。 可见农业仍是用水大户。随着地下水位的下降，浅层含水层逐渐被疏干，地下水 的开采向深部扩展。天津和河北因有咸水分布，深居地下水开采强烈，开采程度 分别为1 6 1 和1 6 0 1 1 4 】。可见在华北平原的农灌区和重要城市，地下水已严重 超采。引发的一系列环境问题已经制约了社会经济的发展，对人类的生存环境已 经产生了极大的负面影响。 3 ) 水资源时空分布不均 在时间上，水资源分布不均：年度内，主要表现在夏秋降水多，水资源量相 对较多：冬春降水少，水资源量相对短缺。从降水季节分配来看，我国绝大多数 地区降水集中在5 月1 0 月，而华北地区则高度集中在7 月、8 月，这两个月的 降水量占全年降水总量的8 0 ，而冬春季则出现持续干旱。年际间，华北地区降 水年际变化也很大，如北京市近5 0 年来，降水最多的年份达到1 4 6 0 m m ，而最 少的年份只有2 0 0 m m 。年际问分布不均还表现在出现丰水年和枯水年的现象， 例如黄河曾经连续断流1 1 年，海河曾经连续断流8 年。 在空间上，水资源的分布不均，主要表现为资源水量和地表蒸散发量的地带 性变化而分布不均匀。水资源的补给来源为大气降水，在华北地区，张家口以西 以北地区，降水明显减少。地表蒸散发量也随着地表植被类型的不同而产生地带 性分布。 时空分布不均无疑是造成华北地区水资源紧张的主要自然因素。 4 ) 水土流失严重、河流含沙量大、径流量减少，生态环境脆弱 泥沙含量之冠的黄河主要位于华北地区，途经黄土高原，自然因素加上人为 1 0 第二章华北地区建筑供水现状 长时期的破坏，水土流失严重、蓄水能力大大削弱。其它河流也出现类似的情况， 径流量减少，入海口泥沙淤积严重。生态系统变的脆弱，其恢复的难度增加，生 态环境建设的迫切性增强。 2 2 华北地区二次供水现状 随着我国经济建设的发展和人民生活水平的不断提高，高层建筑逐渐增多， 二次供水服务人口和范围逐渐增加。所谓的二次供水，即单位或个人为弥补供水 管线压力不足，保证高层居民用水，增加使用水泵、密闭储存、加压等设施，将 城市公共或自备设施所供饮用水经处置后，再提供给用户使用的形式【”】。目前二 次供水的水质状况越来越引起人们的关注。为了解华北地区二次供水的现状，本 文以华北地区几个主要城市的二次供水现状为例来分析华北地区二次供水中存 在的问题。 2 2 1 北京市二次供水现状 1 ) 北京市通州区二次供水卫生现状【1 6 】 于2 0 0 6 年3 - 6 月，共调查通州区二次供水单位4 8 户，其中，为住宅小区供 水的有4 5 户，占9 3 8 。以市政供水为源水的有3 7 户，占7 7 1 ；以自备水源 供水为源水的有1 1 户，占2 2 9 。 ( 1 ) 二次供水设施情况 水箱( 池) 共计6 3 个，其中，低位水箱( 池) 5 8 个，占9 2 1 ；高位水箱 ( 池) 5 个，占7 9 。依据g b l 7 0 5 1 1 9 9 7 二次供水设施卫生规范和北京 市生活饮用水设计审查和竣工验收卫生要求的相关规定对水箱的结构设计进行 卫生学评价，水箱结构完全符合要求的有1 2 个，仅占1 9 o 。 ( 2 ) 消毒设施 消毒设施共计6 0 套。消毒设施完全符合要求的1 6 套，占2 6 7 ；消毒设备 无批号的有8 套，占1 3 3 ；消毒设备不能正常运行的有6 套，占1 0 0 ；紫外 线消毒的灯管不能按时更换并做记录的3 8 套，占紫外线消毒设施的8 4 4 。 ( 3 ) 二次供水单位卫生管理的情况 所有二次供水单位均设有专职或兼职的卫生管理人员，建立了卫生档案。有 2 1 户供水单位未能按时组织卫生管理人员体检，占4 3 8 ：卫生管理人员健康证 持有率为5 6 5 。 ( 4 ) 水箱间卫生管理的情况 水箱间共7 l 间( 有1 套二次供水设施有2 个水箱问) ，完全符合要求的有9 第二章华北地区建筑供水现状 间，占1 2 7 。有卫生许可证的3 8 家二次供水单位中，有1 6 户的水箱间没有悬 挂卫生许可证，占4 2 1 。 ( 5 ) 二次供水设施清洗消毒及水样检测情况 除去8 户无负压直供