低碳住區(qū)水環(huán)境規(guī)劃設計研究

宋曉瑩,單連建

(西北大學 城市與環(huán)境學院,陜西西安 710127)

1 低碳住區(qū)水環(huán)境的涵義

1.1 低碳住區(qū)的涵義

目前,低碳住區(qū)領域的研究尚處于探索階段,國內(nèi)對于低碳住區(qū)的研究還沒有形成統(tǒng)一涵義。清華大學建筑學院工學博士朱穎心認為生態(tài)住宅、綠色住宅從根本上來講,就叫做可持續(xù)發(fā)展住宅,這是一個多種技術集成的結果,而不是單項的東西。低碳住區(qū)的內(nèi)涵是全方位的立體環(huán)保工程。它是既適應地方生態(tài)而又不破壞地方生態(tài)的建筑,具有節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能、改善生態(tài)環(huán)境、減少環(huán)境污染、延長建筑壽命等優(yōu)點。低碳住區(qū)是技術的混合體。

低碳住區(qū)的理念不等于綠化,低碳除了綠色以外還意味著健康、生態(tài)環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等概念;低碳住區(qū)不等同于高建筑成本,高成本只針對于建設綠色住宅之初;低碳住區(qū)不等于城郊建筑,空氣、環(huán)境等是綠色住宅的一方面,但更應該注重以人為本。

本文將低碳住區(qū)的涵義定為:低碳建筑;友好型住區(qū)規(guī)劃與設計,即節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、自然、生態(tài)、環(huán)保;綠色交通出行體系,即住區(qū)內(nèi)部交通與對外交通的規(guī)劃與組織方面的低碳化策略三方面。

1.2 低碳住區(qū)水環(huán)境的涵義

在過去的相當長時間,居住區(qū)的水環(huán)境系統(tǒng)只簡單分為給水和排水兩個系統(tǒng),但是隨著人們的生態(tài)環(huán)境意識和生活質量的提高,住區(qū)水環(huán)境系統(tǒng)涵蓋的內(nèi)容擴充為:給水、排污、中水、景觀水、雨水等系統(tǒng)。

低碳住區(qū)水環(huán)境規(guī)劃設計是低碳住區(qū)規(guī)劃設計中的主要組成部分。低碳理念的水環(huán)境設計應與低碳住區(qū)的其他各組成部分和諧統(tǒng)一,設計高效完整的分質給排水系統(tǒng)和中水回收利用系統(tǒng),設計循環(huán)再生水景觀水體系統(tǒng)和全面的雨水回收利用系統(tǒng)。

2 我國住區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀

2.1 水循環(huán)系統(tǒng)完善程度低

目前,我國大部分居住區(qū)還是以傳統(tǒng)的單一自來水供水管道系統(tǒng)和污水管道系統(tǒng)為主。隨著社會的發(fā)展和人們生態(tài)環(huán)境意識的提高,這種方式已經(jīng)不能滿足人們對高品質生活的追求,于是產(chǎn)生了分質給排水系統(tǒng)及中水系統(tǒng)。隨著人們對飲用水安全性要求的提高,對便捷、安全的直飲水有了需求。一些中高檔居住區(qū)開始在市政自來水系統(tǒng)的基礎上,建設優(yōu)質直飲水系統(tǒng)。小區(qū)給水系統(tǒng)中出現(xiàn)了建筑中水便器沖洗水入戶管道系統(tǒng),就在居民樓另建一套給水系統(tǒng),利用市政污水處理廠處理后的中水或小區(qū)內(nèi)部收集優(yōu)質雜排水進行處理的小型中水處理系統(tǒng)處理后的中水,進行建筑沖廁。小區(qū)建筑污廢水排放系統(tǒng),也在傳統(tǒng)的單一污水管道系統(tǒng)繼續(xù)存在的情況下,出現(xiàn)了新的形式。即隨著中水利用的發(fā)展,出現(xiàn)了用于小區(qū)中水回用的污水分質收集系統(tǒng),它包括污水管道系統(tǒng)和優(yōu)質雜排水管道系統(tǒng)。中水的回用用途方案包括:廁所便器沖洗水、洗車用水、園林綠化用水、道路噴灑水、景觀水體補充水等。

但是,目前國內(nèi)住區(qū)水循環(huán)系統(tǒng)仍以傳統(tǒng)的單一式給排水為主,分質給排水和中水系統(tǒng)因為造價和改造涉及工程量巨大的問題未能在全國大范圍推廣。

2.2 自然降水利用率極低

我國是世界上 13個最貧水的國家之一。而大量的居住區(qū)環(huán)境建設用水基本上是城市供應的可飲用淡水。資源的浪費與我國的缺水程度形成強烈的反差,充分利用自然降水已成為急需解決的問題。但是現(xiàn)實中,住區(qū)的地表被建筑屋頂和鋪裝地面覆蓋,自然的降雨中落在屋頂上的雨水通過雨水管導流到街道上或是地下排水管中;落在鋪裝地面和道路上的雨水同樣經(jīng)過工程排水的組織,從地表流入排水孔,進入城市排水系統(tǒng),不能進入地下補充地下水 ,同時暴雨又會增加河流的供水水位,加速對堤岸的沖蝕。因此研究如何在居住區(qū)環(huán)境建設中有效收集和利用自然降水,對營造居住區(qū)良好的生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。

2.3 地表水的污染

住區(qū)的地表水,主要是從臨近的河流湖泊中引入的水。一些小區(qū)的地表水景建設只從美學角度出發(fā),隨意地挖池修渠,卻忽視了水域自身的凈化,由于水景缺乏自身凈化能力設計的考慮,使得景觀用水必須頻繁更換以保持清潔,否則就成了一汪死水。

3 低碳住區(qū)水環(huán)境規(guī)劃設計研究

水環(huán)境規(guī)劃是低碳住區(qū)規(guī)劃的非常重要的組成部分。低碳水環(huán)境規(guī)劃提供安全、衛(wèi)生健康的生活用水、綠化與景觀用水等。做好水量平衡,努力提高水循環(huán)利用率和用水效率,節(jié)約用水、減少污水排放量,實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展和利用。

3.1 低碳住區(qū)水環(huán)境規(guī)劃設計原則

低碳住區(qū)水環(huán)境設計是住區(qū)設計的重要內(nèi)容之一。合理的規(guī)劃、設計可調(diào)節(jié)水文、供養(yǎng)生物、維護生物多樣性、吸塵、減噪、凈化環(huán)境。而且其自生、循環(huán)的原則與特點也有利于節(jié)約資,是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。概括而言,應遵循以下原則:

(1)大力推進從傳統(tǒng)模式向低碳模式的轉型。改變過去住區(qū)建設中水源、水環(huán)境、景觀水環(huán)境及水安全彼此分割的狀況,轉變?yōu)榻y(tǒng)籌兼顧住區(qū)內(nèi)水體及內(nèi)外多個環(huán)節(jié);整合與調(diào)度上水、中水、下水、地表水、地下水、雨水和廢水,充分發(fā)揮小區(qū)內(nèi)水與水體在生活、社會、生態(tài)等多方面的服務功能,形成相互聯(lián)系、相互依存、相生相克,互為因果的水系統(tǒng) 。

(2)充分有效地保護與利用水資源。給水應開源節(jié)流,就地充分利用雨水、中水,按不同功能進行分質供水、分質利用。以達到一水多用、節(jié)約用水的目的。

(3)防治水污染。廢水處理于利用中,促進水生態(tài)代謝從良性小循環(huán)到大循環(huán)的轉變。從源頭上減少廢、污水產(chǎn)生量;減少污染質輸入水中的途徑和量,就地、分類、分質處理與利用。從人工處理到自然凈化,促進與增加水中污染物質的遷移、轉化、流通、輸出的途徑和數(shù)量。變污水為凈水、變廢水為利水、變雨水為水源,從而減少雨水、廢水、污水的排放。

(4)住區(qū)內(nèi)水體要從無到有、從線到面。溪、塘、瀑、管等明水與暗水、自然水與人工水、疊水與平水等與建構筑物、綠化空間、道路交通、居民室外活動空間的協(xié)調(diào),提高水的安全性、吸塵、減噪、調(diào)節(jié)小氣候等多功能。

(5)因地、因類制宜。具體貫徹生態(tài)工程學的整體性、協(xié)調(diào)性、自生性、再生和良性循環(huán)等原理,促使水資源在利用與消耗過程中達到長期的持續(xù)、穩(wěn)定和生態(tài)平衡。

(6)控制投資、加大維護力度。住區(qū)水環(huán)境、水資源、水景觀、水安全等生態(tài)建設的投資與運轉費用應力爭總體不高于常規(guī)工程。即使個別項目的投資可能略高,但其節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約運轉費用、省料、省管理費所獲得的效益,應在 1～2年內(nèi)就可彌補增加的建設投資,而且將有贏余。

3.2 低碳住區(qū)水環(huán)境規(guī)劃設計方案研究

通過對國內(nèi)現(xiàn)有經(jīng)驗問題的總結,并遵循低碳住區(qū)水環(huán)境規(guī)劃設計的原則,得出低碳住區(qū)水環(huán)境規(guī)劃設計方案如下:

(1)分質給水系統(tǒng)。設置分質給水水系統(tǒng)。飲用水由市政自來水統(tǒng)一供給;用建筑中水便器沖洗水入戶管道系統(tǒng),利用市政污水處理廠處理后的中水或者小區(qū)內(nèi)部收集優(yōu)質雜排水進行處理的小型中水處理系統(tǒng)處理后的中水,進行建筑沖廁。

(2)分質排污水系統(tǒng)。設計分質排污管道系統(tǒng),將不同質量的生活用水分不同管道排放循環(huán)。收集廚房排水和便器污水排入市政污水網(wǎng);收集其他生活廢水,如淋浴、盥洗、洗衣等,排至小區(qū)中水處理設施,進行中水處理。

(3)中水循環(huán)系統(tǒng)。利用“微絮凝過濾 +生物活性炭 +二氧化氯消毒”處理工藝處理優(yōu)質雜排水;提供綠地澆灌、道路澆灑、景觀水補充用水;考慮安全性,提供獨特的中水管道的標識。由于中水工程初期投資較高,所以要想制定成標準規(guī)范至少在目前看來是比較難于讓開發(fā)商接受的。但是從長遠看,在水資源越發(fā)缺乏的情況下,建設第二水資源一一中水勢在必行,是今后節(jié)約用水發(fā)展的必然方向。

(4)景觀水循環(huán)系統(tǒng)。設置景觀水循環(huán)處理系統(tǒng);景觀水體水質保護采用包括生態(tài)、化學、水動力學方法在內(nèi)的綜合控制方案;設置有效的水體推流,可采用機械裝置使之流動起來,與噴泉、瀑布等結合形成的循環(huán)水流,不僅會使流水不腐,而且也會產(chǎn)生很好的景觀效果;設置湖水的溢流系統(tǒng)和退水系統(tǒng);將雨水收集系統(tǒng)和景觀水系結合起來,并配合水生植物和土壤過濾進行水的處理,使景觀水系統(tǒng)流動起來并保持清潔形成優(yōu)美的水景。

(5)雨水回收循環(huán)利用系統(tǒng)。在住區(qū)內(nèi)建筑物上設計收集雨水的設施,將收集到的雨水用于消防、小區(qū)綠化、洗車、廁所沖洗和冷水補給等,也可以經(jīng)過深度處理后供居民飲用;除了主干道上的雨水進入市政雨水管網(wǎng)之外,其他地方產(chǎn)生的雨水徑流先經(jīng)過草坪,然后進入景觀水體;路面、停車場鋪設透水路面;降低草地高程,接納小區(qū)雨水徑流;草地內(nèi)設置入滲設施,最大限度的回補地下水;鋪設滲透性排水管。

此外,選擇節(jié)水性能好的用水設備。禁止使用國家明令淘汰的便器水箱、管材和有關的附屬器具;選用當前國家鼓勵發(fā)展的節(jié)水設備。

4 結語

低碳住區(qū)水環(huán)境的規(guī)劃設計是在城市發(fā)展新前沿推動下產(chǎn)生的新的水環(huán)境規(guī)劃理念,它在繼承了傳統(tǒng)水環(huán)境系統(tǒng)優(yōu)良部分的基礎上加入低碳理念。從實際、高效、節(jié)能、和諧共存的角度出發(fā),建設低碳住區(qū)的水環(huán)境,就能為人類打造一個綠色舒適的居住環(huán)境,實現(xiàn)人居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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