节水措施在绿色建筑设计中的应用.doc

摘 要 随着全球能源的日益短缺和可持续发展理念的提出，人们越来越重视建筑节水相关设计内容。文章在节水方面，主要介绍了新型节水设备，热水循环系统，超压出水的控制，中水回用，雨水回用，水表及管理方法，真空节水技术以及喷灌相关内容。关键词 节水 绿色建筑 LEED评估体系0 引言自20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗索勒瑞提出“绿色建筑”的理念，几十年来一直得到了全世界学者和政府的关注。从众多的绿色建筑的评估体系内涵来看，绿色建筑应充分考虑了建筑物的节地、节能、节水、节材、提高室内空气质量等环境因素。最大限度地做到了节约资源，保护环境，提高人类的居住水平。而这些评估体系中，以美国LEED最为成功。本文将从介绍LEED评估体系的相关内容入手，分析绿色建筑中与节水相关的内容，目的是为我国给排水设计行业在绿色建筑的发展中进一步明确方向。1 LEED评估体系简介LEED（ Leadership in Energy and Environmental Design）全称为“能源与环境设计先锋奖”。LEED主要强调以下五个方面：项目选址的可持续性、改善与提高用水效率、材料与资源的利用、能耗减少与大气污染控制、室内空气质量。节水8%Water Efficiency能源与大气27%Energy & Atmosphere材料和资源20%Materials & Resouces建筑环境22%Sustainable Sites室内环境质量23%Indoor EnvironmentalQuality图1表1 节水和节能方面的分值计算表水资源利用5分1节约景观用水22采用创新性废水技术13降低用水量与节水12 建筑设计中的节水措施2.1 管道系统和洁具设置合理、完善的室内给水系统。(1)采用合理的供水系统：低区充分利用市政给水压力；高层建筑给水系统合理分区供水，控制超压出流。 各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；水压大于0.35MPa的入户支管(或配水横管)上宜采取适当的减压措施。 各分区低层部分的卫生间，入户管(或配水横管)上宜采取适当的减压措施。不宜采用共同供水立管串联减压分区供水的方式；推荐支管减压作为节能节水的重要措施。 给水分区低层部分卫生间入户管处支管减压后的供水静压力在满足卫生器具给水配件额定流量要求的情况下，尽量取低值；采取减压限流的节水措施，居住建筑生活给水系统入户管表前供水压力不大于0.2MPa。(2)选用优质的管材、阀门使用低阻力优质阀门和倒流防止器等，淘汰劣质产品。避免因管道锈蚀、阀门的质量问题导致大量的水跑冒滴漏。 管材：给水系统中使用的管材、管件，必须符合现行产品国家标准的要求。 阀门：选用高性能的阀门、零泄漏阀门。恒温混水阀用于冷、热水的自动混合，为淋浴系统提供恒温洗浴用水。 室外管道：管道铺设时要采用质量好的管材，并采用橡胶圈柔性接口。并增强日常的管道检漏工作。 做好管道基础处理和覆土，并控制管道埋深。软土地基敷设管道时可采取下列几种保障措施：增设加固墩和穿管井；必要时可设置综合管沟；室外直埋管线局部设置软连接。(3)节水器具所有用水器具必须满足节水型生活用水器具CJ 164及节水型产品技术条件与管理通则GB18870的规定，节水率不得低于20。 给水水嘴应采用陶瓷芯等密封性能好，能限制出流率并经国家有关质量检测部门检测合格的节水水嘴。 大、小便器应采用节水型产品，坐便器水箱容积不大于6L，优先采用双挡冲洗阀。 公共浴室及设公共淋浴的场所，水温调节器、节水型淋浴头等节水淋浴装置；宜采用恒温混合阀等阀件或装置的单管供水，有条件的地方宜采用高位混合水箱供水；多于3个淋浴器的配水管道，宜布置成环形； 感应式或脚踏式高效节水型小便器和两档式坐便器，免冲洗水小便器；光电感应式等延时自动关闭水龙头、停水自动关闭水龙头。公共卫生间宜采用红外感应水嘴、感应式冲洗阀小便器、大便器等能消除长流水的水嘴和器具；厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头选用加气式节水龙头。洗衣房可选用高效节水洗衣机。2.2 合理利用市政管网余压，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使用无负压给水设备加压与传统二次加压方式比较（传统加压方式为市政管网供水至水池，然后由水泵供应至屋顶水箱）有以下优点：(1) 可减少投资；原有的供水方式要建水池,设置水箱,而且水池中二次污染严重,需要设水处理消毒等装置,定期清理水池,水箱,增加日常开支。使用无负压给水设备可取消水池及水箱。(2) 可减少污染；自来水在水池及水箱内增加停留时间，水中余氯余量低，微生物含量高，使用新型设备后水质同自来水，达到节水的目的。(3) 可节省大量能源；传统二次加压方式是将自来水直接放入水池或水箱中，使原有压力全部为零，再从零从新加压供水；而无负压变频设备完全利用原有市政管网压力供水，与供水管网直接串接，差多少，补多少。(4) 可减少水资源浪费，由于传统方式中，水池、水箱均易造成渗水、跑水、漏水、蒸发不可避免，而且水池、水箱需定期清洗，需要大量清洗水。2.3 合理配置水表等计量装置2.3.1 按照使用用途分别设置水表(1) 住宅建筑每个居住单元、景观及灌溉用水等均应设置水表，分别统计用水量。(2) 公共建筑中对不同用途的用水进行分别计量：餐饮、洗浴、中水补水、空调补水分设水表计量。(3) 所有水表计量数据宜统一输入建筑自动化管理系统(BMS)，以达到漏水探查监控的目的。(4) 大专院校、工矿企业的公共浴室、大学生公寓、学生宿舍公共卫生间的淋浴器宜采用刷卡用水。(5) 增加小区进户总水表的设置：对于供水方式为水池一水泵一水箱的高层建筑，有条件时，应在水箱出水管上设置水表；高区给水系统每根给水立管上设置分水表（或两根立管合设一个分水表）；2.3.2 提高水表计量的准确由于选型和水表本身的问题水表计量的准确性较差。如有的建筑物水表型号过大。用水量较小时水表指针基本不动。为此应采取选用高灵敏度计量水表提高水表计量的准确度。2.3.3 限制使用年限由于水表自身零件的机械磨损，水表的使用年限越长，其准确度就越低。所以为了保证水表的工作精度，物业部门和自来水公司有必要对水表进行经常性检查。2.4 合理设计热水和开水供应系统2.4.1 完善集中热水供应循环系统(1) 住宅设集中热水供应时，应设立管循环；当室内供水支管长度大于10m时，宜设支管循环系统。(2) 单栋建筑的热水供应系统，循环管道宜采用同程布置的方式，应在用户表前设置循环管路，当户内用水点相距较远时，可考虑增加热水表，以减少冷水的空放。(3) 新建建筑的集中热水供应系统在选择循环方式时需综合考虑节水效果与工程成本，根据建筑性质、建筑标准、地区经济条件等具体情况选用支管循环方式或立管循环方式，尽可能减小乃至消除无效冷水的浪费.(4) 水加热设备站房应根据小区内建筑物的分布，给水系统的设置等因素确定水加热设备站房采用集中、相对集中或按单体建筑分散等布置方式。2.4.2 开水供应系统开水供应一般是在每层开水间设电开水器或燃油燃气开水器。电开水器较灵活，宜作供水量少时用；燃油燃气宜于耗开水量大时用。对于办公楼也可采用小型开水器，由用户在房间通电使用，这更为方便而且节能。2.5 设置分质供水系统，开发利用再生水、雨水等非传统水源2.5.1 中水的收集利用缺水形势的日益严峻，水资源紧缺的加剧，开辟非传统水源，改善水环境成为社会各界广泛关注的热点。中水来源于建筑生活排水，包括人们日常生活中排出的生活污水和生活废水。生活废水包括冷却排水、沐浴排水、盟洗排水、洗衣排水及厨房排水等杂排水。不含厨房排水的杂排水称为优质杂排水。中水指的是各种排水经过处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。(1) 居住建筑小区污水再生利用是节水的重要举措。居住建筑应按国家有关规定设置中水处理站及管道系统；(2) 中水水源应优先收集优质杂排水(洗浴水、盥洗水、冷却水排放、空调冷凝水、直饮水系统及渗透的反冲洗水)经处理后，用于冲洗厕所、园林灌溉、道路保洁、汽车冲洗、水景、冷却设备补充水；(3) 中水设施必须与主体建筑同时设计，同时使用；(4) 中水设施应采用合理、有效、成熟的处理工艺及设备；目前国内中水处理较成熟的工艺有，生物接触氧化、气浮一过滤、周期循环活性污泥法、毛管渗滤和膜生物反应器等几种中水处理工艺。(5) 中水工程设计必须确保使用维修的安全措施，防止误安、误用，严禁中水进入生活饮用给水系统；(6) 中水系统宜做大市政，在市政管网尚未健全的阶段，应做较大规模的小市政中水处理系统；(7) 设置中水系统时应按户计量中水。2.5.2 雨水收集利用（1）雨水利用的目标、系统类别见表1。（2） 雨水收集回用：雨水收集回用设施的构成与选用，见表2。（3） 雨水处理： 屋面雨水水质处理根据原水水质可选择下列工艺流程；a. 雨水(初期弃流) 景观水体；b. 雨水初期弃流雨水蓄水沉淀雨水清水池植物浇灌、地面冲洗；c. 雨水初期弃流雨水蓄水沉淀过滤消毒雨水清洗池冲厕、车辆冲洗、娱乐性水景；d. 当雨水用于冷却塔补水或用户对水质有较高要求时，增加相应的深度处理措施。 雨水用于景观水体时，水体宜优先采用生态处理方式净化水体。 雨水消毒可参照中水系统。2.5.3 空调冷凝水回收利用冷凝水比自来水更纯净，可以用于工业生产，冷却塔和喷泉补充用水，甚至绿地浇洒等。由于冷凝水中矿物质低，因此非常适合作为冷却塔的补充水。在小区合适位置设置蓄水箱，将冷凝水收集用于绿化可大大节省自来水。应当注意问题：冷凝水在空调机组的表冷器上形成和流动过程中会携带细菌和污染物。如果冷凝水直接用于冷却塔的补水，可以不进行消毒处理，但要储存，必须采取消毒措施。冷凝水比地下水、地表水更具有腐蚀性，所以相关的容器管道应当考虑使用抗腐蚀的材料。2.6 真空卫生排水节水系统为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果，将真空技术运用于排水工程，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。真空泵在排水管道内产生4050kPa的负压，将污水抽吸到收集容器内，再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。生活污水真空收集系统主要由以下几部分组成：(1) 真空泵站 真空泵站是一个由生产厂家组装成的一体化装置。它的作用是使真空收集器和管道系统产生负压，并维持这个负压在一个设定的范围内。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。技术原理蓄存并消防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。图2 生活污水真空收集系统(2) 真空坐便器 它是一种特制的并和系统配套的坐便器。它的核心部件是1个气动的真空控制阀，作用是负责连接或切断真空。真空阀打开的时间是可调的，1次排水一般为2s真空阀关闭后，给水管自动向坐便器补入约1L自来水，浸润坐便器底部。 (3) 真空控制装置 它直接连接于卫生洁具（如脸盆、小便器、净身盆、浴盆、淋浴盆等），这些洁具产生的废水靠重力流入真空控制阀，当控制阀内的水位上升到设定位置时，液位控制器依靠弹簧打开真空阀，并向外排水。 (4) 序批处理器 序批处理器的作用就是积累每次冲洗产生的污水，当到达一定量时，依靠液位传感器的指令打开真空阀，对真空管道进行水力冲洗，以防止其结垢。 (5) 真空收集管 用以传递真空状态和传输污水。其材质可以是进口或国产的PVCU或PE管等，连接方式随管材而定。 生活污水真空收集系统的使用在国内尚属起步阶段，国外已有冲洗水量仅为0.2升的新一代生活污水真空收集装置这方面我们还存在着较大差距。此外，与生活污水真空收集系统配套的接收设施尚不完善，因此推广这项技术的关键在于设备的国产化和配套设施的完善。2.7 园林绿地节水灌溉设施(1) 园林绿地节水灌溉应遵循的基本原则是节水、实用、可靠、节能和经济，这些原则之间存在着相互制约的关系，当不能同时满足时应首先是节水。绿地灌溉系统包括喷头、管材