超大型城市商业综合体节水节能设计浅析.docx

Technical Exchange技术交流超大型城市商业综合体节水节能设计浅析朱红卫（北京朗东建筑设计咨询有限公司，北京 100048）摘要：城市商业综合体开发建设越来越受到社会各界的重视，开发的体量和商业业态趋向复杂化、多功能的。目前的节水、节能、低碳、环保是当今给排水设计中所倡导的，本文针对国家和地方绿色建 筑设计规范中给排水设计相关条款并结合工程项目，在项目用水量标准的选取、给水分区、雨水利用、 节水设备、合理用能等方面进行具体分析说明，为类似的项目提供设计参考。关键词：用水量标准，给水分区，雨水利用，节水设备，合理用能引言用率和雨水利用中雨水集水池容积等，参考文献4、5以及华北地区类似商业综合体成功开发经验，各项用水量指标数 列表如下（表2）。水资源和传统能源的紧缺给人类带来日常生活的不便，制约着国家的基础建设和工业发展。建筑节水节能是目前设 计中倡导的趋势和绿色理念，项目实施过程中建筑节水节能 的设计应本着节能、卫生、安全及当地政府规定等要求，并 结合非传统水源综合利用的内容进行设计。本文以某大型城 市商业综合体项目为例探讨节水节能的实施方法。该项目位于天津市，集商业、办公、公寓、办公为一体 的大型综合商业体，项目投资30多亿元人民币，规划总建设 用地8.2万m2，开发面积达41万m2，以建设商业地产为主，引 入国际国内服装连锁店、精品超市、世界一流的五星级国际 影城、国际先进设备的K T V娱乐总汇、精品餐饮酒楼、健身 中心、儿童欢乐谷等多种商业业态，同时建设近10万m2的国 内甲A级写字楼。项目综合体功能设计分布如下（表1）。二、给水系统目 前 建 筑 物 加 压 供 水 的 成 套 设 备 控 制 基 本 利 用 “ 变 频器”和“微机”控制水泵按照实际用水参数变化进行变频调 速供水，变频调速范围应设置在水泵供水量的25%100%之 间（供水扬程满足使用要求），小于25%的水泵供水量时， 水泵处于低效区运行，供水系统也存在严重超压，给水系统 不节能反而成耗能。而设计流量的确定与设计对象、实际用 水量的变化范围、最大与最小流量的比值、有无调节瞬时流 量变化的措施等有关。表1项目综合体功能设计一、用水量标准天津作为资源型缺水城市，人均本地水资源占有量只有160立方米，不同用水量定额的取值涉及到市政给水的水资源 费、各类别加压供水系统中生活水箱容积、非传统水源的利图1 商业综合体局部图中 国 住 宅 设 施60功能 类别面积单位备注地上写字楼98304m2共三座（写字楼1，2和3）； 每座均为24F，建筑面积32768m2；商业 综合体116489m2百货楼（5F）、综合楼（5F）和娱乐楼（4F+）； 首层部分餐饮，三层餐饮，四层健身 房，五层酒楼；公寓133431m2包含公寓8座，其中：公寓D-3、D-6、D-9、D-10（29F）； 公寓D-4、D-5（39F）；公寓D-7（西32、东33F）； 公寓D-8（33F）；底商33679m2公寓底商、外铺（两层，局部三层）地下地下车库、 设备用房84000m2地下一层 超市16000m2Technical Exchange 技术交流该项目给水系统是以业态来分，有以下几大业态：国际连锁超市类，高档百货类，写字楼、大物业（包括商业步行 街）和高层公寓。基于各业态生活用水的时间段和用水密集 程度的不同，系统末端所需供水压力不同，最大小时用水量 的 差 异 性 较 大 （ 具 体 数 值 见 表 2 ） ， 系 统 共 设 以 下 给 水 泵 房（各类水泵参数选型见表3）：百货类、写字楼、公寓楼、综 合商业类（含店铺、餐饮、娱乐、酒楼、健身、电影院等） 等给水泵房，储水箱及供水设备均设于下二层。热水系统设置按甲方要求，建筑物内不考虑集中热水供应， 店铺、餐饮、娱乐、酒楼等业态分布分散，热水用水点最大时水量差别大，统一收费难度很大，故其热水供应设计 由业主通过电热水器或燃气热水器等局部供应的方式，既避 免了集中热水管线过长而产生的无效热水量的浪费，不发生 热水系统循环管理费用，又充分发挥局部热水循环即时高效 的作用；其中，店铺、娱乐预留快速电热水器位置和水点， 餐 饮 、 酒 楼 设 置 容 积 式 电 热 水 器 或 燃 气 式 热 水 器 位 置 和 水 点，适应使用中对热水量大小需求的差异性。另外，给水系统竖向分区时各分区最低卫生器具配水点表2用水量指标数列表3m 餐厅面积/人，用餐次数2次，餐厅注：自来水、中水平均日用水定额指平均日生活用水节水用水定额，为最高日用水定额的80%。表3 生活给水泵（不含中水用水）参数选型61CHINA HOUSING FACILITIES超市用水泵写字楼1#用水泵写字楼2#，3#用水泵百货用水泵商业用水泵公寓楼用水泵Q（m3/h）H（m）Q（m3/h）H（m）Q（m3/h）H（m）Q（m3/h）H（m）Q（m3/h）H（m）Q（L/s）H（m）205059015902040504015130用水部位用水量 标准用水 时间时变化 系数类别用水量/m3中水/m3备注最高日平均日最高时最高日平均日最高时超市10L/m2d12h1.515000m2150.00120.0018.757.506.001.88不含空调补水百货4L/m2d12h1.525000m2100.0080.0012.505.004.001.25不含空调补水大商业大型酒楼（中餐）60L/人次10h1.510000m2200.00160.0030.00100.0080.003.003面积按建筑面积50%计健身中心50L/人次8h1.52997m229.9723.985.629.997.991.87每人5平米影院5L/人次3h1.51500人7.506.003.752.502.001.25数码广场7L/m2d12h1.53473m224.3119.453.048.106.481.01儿童活动5L/m2d12h1.52992m214.9611.971.874.993.990.62电玩15L/人次16h1.33482m210.458.360.853.482.790.28每人5平米KTV15L/人次16h1.33852m211.569.240.943.853.080.31每人5平米步行街7L/m2d12h1.542000m2235.2188.1629.4078.4062.729.80按照建筑面积的80%计步行街（店铺）20L/人次12h1.510000m2640.00512.0080.00320.00256.008.00按餐饮计步行街（餐饮）20L/人次12h1.542000m2537.60430.0867.2053.7643.016.72按快餐考虑，餐饮总面积为步行街总套 内面积的20%，1m2餐厅面积/人，用餐 次数4次，餐厅面积按建筑面积80%计写字楼写字楼140L/人班10h1.333000m2113.1490.5114.7174.6759.741.47按7m2/人考虑；按照建筑面积的60%计写字楼2，340L/人班10h1.366600m2228.34182.6729.68150.71120.572.97按7m2/人考虑；按照建筑面积的60%计其 他物业办公25L/人班10h1.250人1.251.000.150.8250.660.015员工食堂20L/人次12h1.5500人10.008.001.251.000.800.13员工宿舍120L/人日24h350人6.004.800.750.600.480.08地下车库2L/m2次8h190500m2181144.8022.6318.1014.482.26公 寓90L/人日24h2.54973人447.57358.0646.62196.93157.544.66每户按2.8人计浇洒和绿化2L/m2次8h1.514560m200.000.0029.1223.305.46未预见水量279.88223.9135.10106.2084.965.12总量10%总用水量（不计空调补水）32292583405117694158超市空调补水12h1158.4158.413.2按循环水量的1%计百货空调补水12h1158.4158.413.2大商业空调补水12h1440.4440.436.7写字楼写字楼1空调补水10h189898.9写字楼2，3空调补水10h1136.2136.213.62总用水量（计空调补水）42113369895116Technical Exchange技术交流表4注：水源性质为自来水，系统分区按15层25层，卫生间配置标准为4个洗手盆（感应水嘴）计。处的净水压不大于0.45M P a，且分区最低部分设置支管减压阀保证用水点处供水压力不大于0.2M P a，单个分区计算结果 见表4（以写字楼为例）：政雨水管道。下渗系统设置采用渗滤沟，收集周围渗透到级配碎石垫层内的雨水，再通过渗滤沟内的全透型排水软管排 入主渗滤沟，透水垫层和排水软管的铺设，有双向排水的功 能，一方面便于雨水下渗、收集和利用，另一方面当地下水 位上升时作为排水管，避免地下水顶托地面铺装；屋面雨水 由 于 是 虹 吸 排 放 过 程 ， 必 须 经 过 消 能 井 注 ： 在 下 雨 的 前 阶 段 （ 最 少 5 分 钟 ） 内 ， 虹 吸 埋 地 出 户 管 需 保 持 于 消 能 井 内 的 水位以上，被淹没的排水出管将可能影响虹吸系统的实现， 消 能 井 结 构 材 料 必 须 能 承 受 虹 吸 系 统 的 高 流 速 排 水 。 的 处 理才能进入收集管道系统，两种利用方式收集到的雨水储存 在300m3雨水蓄水池，该池设置避免设置如图2所示的金街出 入口，防止超重现期的暴雨发生时雨水下渗或收集不畅而对 一层临街商铺造成的水患，收集到的雨水在供区内绿化和浇 洒道路。三、雨水利用雨水利用的途径通常分下渗（间接利用）和收集（直接利用）。间接利用即采用透水路面，屋面雨水排至散水地面 后流入绿地渗透到地下补充地下水源，或者屋面雨水排至室 外雨水检查井，再经室外渗管渗入地下补充地下水源；直接 利用即屋面雨水经弃流初期雨水后，收集到雨水蓄水池，经 机械过滤等处理达到中水水质标准后，进入中水贮水池，回 收用于中水系统供水或用于水景补水。天津市气候受西北大陆季风影响，雨量偏少，多年平均 降雨量为586m m，年蒸发量高达10001200m m。降雨主要 集中在69月份，占年降雨量的83%。其中78月份降雨占 全年降雨量的63%。据地勘报告，该场地浅层地下水属潜水 类型，地下水稳定水位埋深在0.62.5米左右，相初见地下水 位埋深在0.82.5米左右，地下水位随季节有所变化，年波动 幅度一般小于1.0米。该 项 目 收 集 区 域 如 图 2 中 所 示 的 步 行 街 （ 铺 砌 路 面 ） 围 护的裙房屋面汇水面积，该汇水面积为34080m2，采用虹吸雨 水排放系统（系统数量为32个，雨水斗81个），溢流系统数 量10个。若按雨水回收利用，收集池测算如下（P=2a，对应24小 时降雨厚度：76.6mm）（表5）。该项目以下渗设施和雨水收集相结合，设计重现期内的 降雨量除收集外全部下渗，超重现期部分的雨水溢流排入市图2 裙房屋面汇水面积62中 国 住 宅 设 施管段序号NgqgDNi层高P层数户用H超压起止L/smmm/skPa/mmkPakPa套内2.000.42320.730.256AB12.000.42320.730.2563.601.20025F60.00否BC24.000.60321.030.4873.602.27724F97.20否CD36.000.73400.810.2393.601.11823F103.08否DE48.000.85400.930.3123.601.45922F140.19否EF510.000.95401.040.3833.601.79321F177.65否FG612.001.04401.140.4543.602.12220F199.18否GH714.001.12500.790.1743.600.81619F237.31是HI816.001.20650.530.0643.600.30218F274.12是IJ918.001.27650.560.0723.600.33717F310.42是JK1020.001.34650.590.0793.600.37116F346.76是KL1122.001.41650.6215F383.13是Technical Exchange 技术交流表5雨水下渗流程如下：五、用能评估按照天津市固定资产投资项目合理用能评估和审查管理暂行办法（津政发200715号）文件的要求，需对该项 目进行合理用能的评价，其中办法的第七条（六）款规 定：项目的能耗指标、采用的节能技术措施和预期达到的节 能效果分析。该款对项目设计具有重要的指导意义。从当地 环境科学院合理用能评估报告中看，当初上报的节能专篇中 所列项目综合能耗同实际评估复核计算结果相差较大（图3、 图4）。雨水收集流程如下：四、节水设备（ 1 ） 节 水 器 具 ： 室 内 卫 生 器 具 、 水 嘴 、 淋 浴 器 等 应 符合国家现行产品标准节水型生活用水器具C J164的要求； 坐大便器宜采用设有大、小便分档的冲洗水箱；公寓和住宅 中使用一次冲洗水量大于6L的坐便器；公共卫生间蹲式大便 器、小便器配套采用延时自闭冲洗阀、感应式冲洗阀；公共 卫生间洗手盆采用感应式水嘴或延时自闭式水嘴；洗涤池、 拖布池采用陶瓷片等密封性能良好耐用的水嘴。（ 2 ） 给 水 管 道 在 下 列 位 置 设 置 水 表 计 量 ： 公 寓 、 住 宅 入户管；公共建筑内（含店铺、餐饮、娱乐、酒楼、健身、 电影院等）需要计量的用水区域配水管的起端；小区引入管 和单体建筑入楼管；各商业业态的水箱补水管；冷却塔补水 管等。另外，绿化用水采用微喷滴灌方式浇洒，并设置单独 计量装置。（3）管材：室内给水支管采用P P R给水塑料管，干管采 用衬塑钢管，室内热水（电热水器供给）采用专用热水P P R 管；消防管道采用内外热镀锌钢管；污水管支管采用U P V C 管，干管采用机制铸铁管；室外给水管采用P E给水管；室外 排水管采用PE双壁波纹管。图3 复核计算与节能专篇设计的各能源品种消耗对比结果图4 “节能专篇”与复核计算结果对比情况63CHINA HOUSING FACILITIES类别面积（m2）收集面积百分率（%）雨量径流系数（c）流量径流系数（m）雨量径流系数加权平均值流量径流系数加权平均值雨水设计径流总量（m3）雨水设计流量（L/s）屋面日雨水径流量（m3）12345678910屋面34080100.000.901.000.901.003843.201185.642349绿地00.000.150.25道路00.000.900.90弃流雨水量（m3）92.02按3mm初期径流雨水弃流计算雨水蓄水池有效容积（m3）300.00屋面收集比例0.13收集屋面面积（m2）4351.6120%用水量占蓄水池容积比例0.41雨水回收利用量40%集水屋面雨水设计径流总量，满足要求Technical Exchange技术交流由 图 3 可 知 ， “ 节 能 篇 ” 电 力 、 采 暖 热 力 设 计 能 耗 较 评估复核计算结果偏大，而燃气能耗相对评估复核计算结果偏 小，而且相差悬殊。由图4可知，“节能篇”中制冷、动力设 备设计电耗远大于评估复核计算结果，而照明、电器设备设 计电耗则相差不大。由此得出，项目能耗在初步设计和施工图阶段是有一定 偏差的，建议类似项目应进行合理用能的评估测算，以保证 项目的合理设计及设备选型，降低设备运行中的综合能耗。委员会）.2建筑与小区雨水利用工程技术规范（G B50400-2006）（中国建筑工业出版社）. 3 建筑给水排水设计手册（第二版）（中国建筑工业出 版社）. 4建筑给水排水设计规范（GB500152003）（2009年版）. 5民用建筑节水设计标准（GB50555-2010）.作者简介朱红卫，注册公用设备工程师，从事建筑给排水工程设计和 研究。参考文献1天津市住宅设计标准（J968-2007）（天津市建设管理欢迎订阅门窗月刊 门 窗 月 刊 是 经 国 家 新 闻 出 版 总 署 批 准 、 国 内 外 公开 出 版 发 行 ， 是 目 前 国 内 门 窗 幕 墙 行 业 唯 一 正 式 公 开 发 行 的 国 家 级 科 技 期 刊 ， 是 中 国 期 刊 全 文 数 据 库 、 中 国 核 心 期 刊 （ 遴 选 ） 数 据 库 和 中 文 科 技 期 刊 数 据 库 （ 全 文 版 ） 收 录 期 刊 。 本 刊 由 中 国 建 筑 材 料 联 合 会 主 管 、 建 筑 材 料 工 业 技 术 监 督 研 究 中 心 主 办 ， 是 全 面 服 务 于 房 地 产 开 发 、 建 筑 施 工 、 建 筑 设 计 、 生 产 加 工