节水措施在绿色建筑中的应用.doc

节水措施在绿色建筑中的应用李海涛（中原油田第四社区管理中心 山东 菏泽 274511）摘要:简要介绍了绿色建筑的内涵及几种典型的绿色建筑评估体系，如美国LEED评估体系、英国BREEAM评估体系及GBC评估体系等。从开源和节流两方面详细介绍了节水措施在绿色建筑中的应用。关键词: 绿色建筑；评估体系；开源；节流The Using of Water-saving Measures in Green BuildingsLi Ying-ying（Municipal and Environmental Engineering,Shandong JianZhu University,Jinan 250101,China ) Abstract：The content of green building and several typical evaluation systems of green building are briefly introduced ,such as, LEED evaluation system of America, BREEAM evaluation system of Britain, GBC evaluation system and so on. Moreover, the using of water-saving measures in green building are deeply introduced from Open Source and Throttle.Key words: green building；evaluation systems；Open Source；Throttle0 引言众所周知，水是人类生存和发展不可替代的资源，随着社会经济的发展、用水量的不断增加以及水环境的不断恶化，水资源紧缺已成为世界各国共同关注的全球性问题。中国是一个缺水大国，现在众多城市已进入生态型缺水，水资源短缺严重影响经济的可持续发展，也严重威胁人类的生命和安全!建筑物作为人类工作、生活的集聚地，是水资源消耗的主要承载体，建筑物在开发、维护及使用过程中消耗约50%的用水总量1。所以，建设节水型绿色建筑是缓解水资源短缺的必经之路！绿色建筑也称之为生态建筑、可持续建筑,是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑，其中节水是一个非常重要的环节。国际上对绿色建筑比较认可的定义为:“为人类提供一个健康、舒适的活动空间,同时最有效地利用资源,最低限度地影响环境的建筑物。”1,2绿色建筑的基本内涵可归纳为：减轻建筑对环境的负荷，即节约能源及资源；提供安全、健康、舒适性良好的生活空间；与自然环境亲和，做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展。1绿色建筑评估体系系统地评价一个建筑是否达到绿色设计和可持续发展的要求，需要建立明确的评价认证系统，以检测设计所达到的绿色环保效果，衡量建筑所能实现的生态效益。目前，常用的评估体系有：美国的LEED评估体系2-7、英国的BREEAM评估体系2,4-7、绿色建筑挑战(GBC)评估体系5-7等。1.1LEED评估体系LEED评估体系（Leadership in Energy and Environmental Design Green Building Rating System）即“能源与环境设计先导”绿色建筑评估体系3，由美国绿色建筑委员会（USGBC）于1998年发布，主要对美国现有建筑进行生态评估的一套评价体系。作为一项系统地评估绿色设计和可持续建筑的评价认证体系，LEED已在世界范围内受到广泛认可，并日趋成熟。LEED为提高建筑环境和经济性能提供详细参考标准，从建筑全寿命视角对建筑整体环境性能提供评测。它从可持续场地选择、有效利用水资源、能源与环境、可再生能源的利用及保护环境、材料和资源、室内环境质量这几方面对建筑进行评估，评判其对环境的影响。其中，可持续场地选择约占总评分的20，有效利用水资源占7，能源与环境占25，材料和资源占19，室内环境质量占22，创新设计占7。项目首先必须满足每个评估项中规定的前提条件，然后可根据每个得分点的相关规定对建筑进行评估打分。同时为了方便使用者深入了解该体系，LEED编制有详细的技术导则和手册。如在每一个得分条款中又包含评估目的、要求、提交文件和可能的技术和策略，详细阐明了绿色建筑各相关技术内容和实施措施及路线，并给予了成熟案例以指导。最终，将所有评估项所得分数相加就可得到建筑最终分数，满分为69分，52分以上可获得铂金认证，39分-51分为金质认证，33分38分为银质认证，26分32分为一般认证，以反映建筑的绿色水平2,4。对于公共建筑,主要涉及新建筑(LEED-NC)、既有建筑(LEED-EB)、商业建筑室内环境(LEED-CI)、建筑主体和外壳(LEED-CS)评估分册,其中对节水的评估要求相同。1.2BREEAM评估体系BREEAM评估体系(Building Research Establishment Environmental Assessment Method),即建筑研究中心环境评估法，由英国建筑研究中心于1990年提出，它是国际上首套实际应用于市场和管理的绿色建筑评估体系2，5。该体系的评价条目主要包括:管理优化、健康舒适、能源节约、运输、水资源消耗、原材料、土地使用、地区生态、污染等9大方面2,5-7。每一条目下分若干子条目,分别从建筑性能、设计与建造、管理与运行这3个方面对建筑进行评价,满足条款即可获得相应的分数,最终获得一个标签:通过、好、很好或优秀。1.3绿色建筑挑战评估体系GBC评估体系(Green Building Challenge),即绿色挑战建筑评估体系，由加拿大自然资源部发起并领导,至 2000年10月已有19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5。GBC的主要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间相互使用 ,最终使不同地区和国家之间的绿色建筑实例具有可比性。GBC2000采用定性和定量的评价依据相结合的方法,其评估范围包括新建、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。2节水措施在绿色建筑中的应用随着缺水形势的日益严峻，水资源紧缺的不断加剧，应在建筑物内设置分质供水系统，开发利用再生水、雨水等非传统水源；同时应采用节水器具、有效利用市政管网余压等措施进行节流，即开源与节流并举，有效节约水资源。2.1 开源措施2.1.1 雨水收集利用雨水是一种既不同于上水又不同于下水的水源，但弃除初期雨水后水质较好，而且它有轻污染、处理成本低廉、处理方法简单等优点，应给予特别对待，要物尽其用。在建筑物中，可以使用渗水性能好的材料，并设计贮水设备，以收集和贮存雨水，并加以利用。例如，德国有一座生态办公楼，屋顶设了贮水设备，收集并贮存雨水。贮存的雨水被用来浇灌屋顶花园的花草，从草地渗出的水回流贮水器，然后流到大楼的各个厕所，用于冲洗。雨水收集利用的目标和系统类别见表13。表1雨水利用的目标和系统类别系统种类收集回用入 渗调蓄排放目标将发展区内的雨水径流量控制在开发前的水平，即拦截利用硬化面上的雨水径流增量。技术原理蓄存并消除硬化面上的雨水贮存缓排硬化面上的雨水作用1减小外排雨峰流量2减少外排雨水总量减小外排雨峰流量替代部分自来水补充土壤含水量适用的雨水较洁净雨水非严重污染雨水各种雨水雨水来源屋面、水面、洁净地面地面、屋面地面、屋面水面技术适用条件常年降雨量大于400mm的地区1土壤渗透系数宜为106m/s103m/s2地下水位低于渗透面1.0m及以上。渗透和雨水回用难以实现的小区雨水收集回用设施的构成及选用见表23。表2 雨水收集回用设施的构成与选用设施的组成汇水面、收集系统、雨水弃流、雨水贮存、雨水处理、清洗池、雨水供水系统、雨水用户应用要求雨量充沛、汇水面雨水收集效率高(径流系数大)；雨水用量大，管网日均用水量不宜小于蓄水池贮存容积的1/3。雨水回用用途优先作为景观水体的补充水源，其次为绿化用水，循环冷却水，汽车冲洗用水、路面、地面冲洗用水、冲厕用水、消防用水等，不可用于生活饮用、游泳池补水等。雨水收集场所优先收集屋面雨水，不宜收集机动车道路等污染严重的路面上的雨水。当景观水体以雨水为主要水源之一时，地面雨水可以排入景观水体建筑物雨水收集利用系统主要包括：屋顶花园雨水利用系统和屋面雨水积蓄利用系统。屋顶花园雨水利用系统屋顶花园雨水利用系统是削减城市暴雨径流量，控制非点源污染和美化城市的重要途径之一，也可作为雨水积蓄利用的预处理措施。为了确保屋顶花园不漏水和屋顶下水道通畅，可以考虑在屋顶花园的种植区和水体中增加一道防水和排水措施。屋顶材料中，关键是植物和上层土壤的选择，植物应根据当地气候条件来确定，还应与土壤类型、厚度相匹配。上层土壤应选择空隙率高、密度小、耐冲刷、可供植物生长的洁净天然的或人工材料。屋顶花园系统可使屋面径流系数减少到0.3，有效地削减了雨水流失量，可同时改善小区的生态环境。屋面雨水积蓄利用系统屋面雨水积蓄利用系统以瓦质屋面和水泥混凝土屋面为主，以金属、粘土和混凝土材料为最佳屋顶材料，不能采用含铅材料。屋面雨水水质的可生化性较差，故不宜采用生化方法处理，宜采用物化方法。该系统由集雨区、输水系统、截污净化系统、储存系统以及配水系统等几部分组成，有时还设有渗透系统，并与贮水池溢流管相连，当集雨量较多或降雨频繁时，部分雨水可进行渗透。初期雨水由于含有较多的污染物应加以去除，排放量需根据小区当地的大气质量等因素，通过采样试验确定。根据初期弃流后的屋面雨水水质的情况和试验结果，采用相关雨水处理流程，其出水水质可满足生活杂用水水质标准要求，主要用于小区内家庭、公共场所等非饮用水，如浇灌、冲刷、洗车等。2.1.2 中水回用中水回用是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水，其水质介于上水与下水之间，是水资源有效利用的一种形式。中水的水源较广，但对建筑中水而言，其水源一般包括空调排水、盥洗排水、沐浴排水、洗衣排水、厨房排水和厕所排水等8。中水的供水方式等同于一般给水供水方式，它取决于中水给水管网所能提供的压力与用户使用时所需的压力。在进行建筑中水系统的设计时，应根据实际情况，集流一种或多种排水作为中水水源，常见组合有以下几种情况：空调系统排水、盥洗排水和沐浴排水等，其污染程度较轻，称为优质杂排水， 在设计时应优先选择其作为中水水源；冲厕以外的生活排水组合，其污染程度中等，称为杂排水；所有生活排水的总称，其污染程度最重，称为生活污水，由于其处理费用较高，且难处理，所以在设计时应尽量不采用其作为中水水源。2.2 节流措施要实现建筑节水，设计时必须严格执行建筑给水排水设计规范中的生活用水量定额标准，合理布置建筑给水、热水系统，充分利用市政管网的压力直接供水，推广采用节水设备及计量装置。 2.2.1 采用节水设备及器具配水装置和卫生设备是水的最终使用单元，其节水性能的好坏，直接影响着建筑节水工作的成效。因此，设计时应优先选用节水器具和设备3,8-9，如限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等,不应采用无控制花管、长流水的小便槽。（1）节水型便器家庭生活中，便器冲洗水量占全天用水量的3040%，便器冲洗设备的节水是建筑节水的重点。除了利用中水做厕所冲洗水之外， 目前已开发研制出许多种类的节水设备。美国研制的免冲洗(干燥型) 小便器，采用高液体存水弯衬垫，无臭味，不用水，免除了用水和污水处理的费用， 是一种有效的节水设备。还有一种带感应自动冲水设备的小便器，比一般设备日节水13L。在瑞士及德国，公共卫生间的小便器几乎100%采用了这种设备。还有各种节水型大便器，如双冲洗水量坐便器，这种坐便器每次冲洗水量为9L，而小便冲洗为415L，节水效果显著。我国大、中城市住宅中严禁采用一次冲洗水量在9L以上的坐便器。（2）节水型水龙头水龙头是应用范围最广、数量最多的一种盥洗洗涤用水器具，目前开发研制的节水型水龙头有延时自动关闭水龙头，手压、脚踏、肘动式水龙头，停水自动关闭水龙头及节水水龙头等，这些节水型水龙头都有较好的节水效果。在日本各城市普遍推广节水阀(节水皮垫)，水龙头若配此种阀芯，安装后一般可节水50%以上。 （3）节水型洗衣机洗衣机是家庭用水的另一大器具，今年欧盟公布的洗衣用水标准为：清洗lkg衣物的用水不得超过12L，而市场上绝大多数国产品牌的洗衣机用水量均大大超过了这一标准，以普通5kg洗衣机为例，大约需要150-175L水，一些所谓节水型洗衣机只不过是设置了少几个水位段，最低的水位段也在17L左右。青岛海尔公司是成功推出节水洗衣机的厂家，其生产的XQG50-QY800型洗衣机，每次洗衣只需60L水，达到了国际A级滚筒式洗衣机的用水量标准，其余的如超薄滚筒洗衣机XQG50-ALS968TX型及顶开式XQG50-B628TX型，也含有较高的节水技术，是适合家庭使用的节水型洗衣机。（4）节水型淋浴设施在生活用水中，淋浴用水约占总用水量的20%-35%。淋浴时因调节水温和不需水擦拭身体的时间较长，若不及时调节水量会浪费很多水。因此，淋浴节水很重要。现在研制使用的节水型淋浴器包括带恒温装置的冷热水混合栓式淋浴器，按设定好的温度开启扳手，既可迅速调节温度，又可减少调水时间。带定量停止水栓的淋浴器，能自动预先调好需要的冷热水量，如用完已设定好的水量，即可自动停水，防止浪费冷水和热水。改革传统淋浴喷头是改革淋浴器的方向之一。（5）管道节水节水的前提是防止渗漏。漏损的最主要途径是管道，自来水管道漏损率一般都在10%左右。为了减少管道漏损，在管道铺设时要采用质量好的管材，并采用橡胶圈柔性接口。另外，还应增强日常的管道检漏工作。瑞士乔治费谢尔公司研制开发的聚丁烯(PB)管在建筑上的全面应用引起了人们的广泛关注。首先在材料上选用了化工产品中尖端产品聚丁烯(PB)，具有耐高温、无渗漏、低噪音、保障卫生的优点，是世界上最先进的给水管材。连接方法有热熔、电熔和带0型的挤压式等，使其能够完美地连接在一起，而且极利于施工安装。这种管材已在西欧北美等国家得以广泛使用，节水效果显著。2.2.2 合理利用市政管网余压合理利用市政管网的压力，直接供水，不仅可以减少投资、减少污染，还可以避免大量能源、水资源的浪费3。具体做法为：合理进行竖向分区，平衡用水点的水压；采用并联给水泵分区，尽量减少减压阀的设置；推荐减压作为节能节水的措施，减小用水点的出水压力；合理设置生活水池的位置，尽量减小设置深度，以减少水泵的提升高度；优先考虑水池一水泵一水箱的联合供水方式；分区给水优先采用管网叠压供水等节能的供水技术,避免供水压力过高或压力骤变。2.2.3 合理配置水表等计量装置在适当的位置上设置计量装置如水表等，可以增强人们的节水意识 、避免漏水损失。在计量设备的设置中 ,应注意下列问题3,8-10：（1）在建筑物的引入管、住宅单元入户管、景观和灌溉用水以及公共建筑需计量的水管上均应设置水表 ，这样不仅有利于进行水量平衡分析，还可以找出漏水隐患。（2）提高水表计量的准确性，一方面应选择正规厂家的合格产品，另一方面应选择与计量范围相适应的水表。（3）学生公寓、工矿企业的公共浴室的淋浴器应采用刷卡用水。2.2.4 合理设计热水供应系统目前，大多数集中热水供应系统存在严重的浪费现象,主要体现在开启热水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,而是要放掉部分冷水之后才能正常使用。这种浪费现象是设计、施工、管理等多方面原因造成的3，10。为了尽量减少这部分无效冷水的量，要对现有定时供应热水的无循环系统进行改造，增设回水管；对新建建筑的热水供应系统应根据建筑性质及建筑标准选用支管循环或干管循环。同一幢建筑的热水供应系统，选用不同的循环方式其无效冷水量是不相同的。就节水效果而言，支管循环方式最优，立管循环方式次之，循环方式浪费水量最大，干管循环方式次之。而对局部热水供应系统在设计住宅厨房和卫生间位置时除考虑建筑功能和建筑布局外，应尽量减少其热水管线的长度，并进行管道保温。除此之外， 还应选择适宜的加热和贮热设备， 在不同条件下满足用户对热水的水温、水量和水压要求， 减少水量浪费。此外，具备条件的,应当至少选择一种可再生能源(指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源)用于建筑物的热水供应,现在一些中小城市已普及推广太阳能热水导流设计使用。2.2.5 真空卫生排水节水系统真空卫生排水节水技术即为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果，在排水工程中用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气、水混合物，快速将洁具内的污水、污物冲洗干净，达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系