淺析綠色建筑節(jié)水與水資源利用技術

劉琳琳　賀琳　黃迪　韓曉瀚　王佳媛

（1青島理工大學環(huán)境與市政工程學院山東青島266033 2青島市環(huán)境保護局黃島分局山東青島266555）

淺析綠色建筑節(jié)水與水資源利用技術

劉琳琳1賀琳2黃迪1韓曉瀚1王佳媛1

（1青島理工大學環(huán)境與市政工程學院山東青島266033 2青島市環(huán)境保護局黃島分局山東青島266555）

本文主要介紹了綠色建筑節(jié)水和水資源利用的幾種措施，包括綠色建筑供水系統(tǒng)節(jié)水技術，雨水綜合利用技術和中水回收利用技術。本文對這幾種節(jié)水技術及各個技術在生活中的實際應用進行了介紹。

綠色建筑；雨水利用；中水回用

1前言

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)，保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。推動綠色建筑的全面發(fā)展是實現我國建筑業(yè)與房地產業(yè)新時期蓬勃發(fā)展的重要途徑[1]。隨著社會的不斷發(fā)展，人們對生活環(huán)境的要求越來越高，整個社會的環(huán)保意識不斷增強，如何在城市建筑設計中推廣綠色建筑的理念與技術，值得持續(xù)的研究和實踐。

2節(jié)水和水資源利用措施

根據我國《綠色建筑評價標準》(GBT50378—2014)，在綠色建筑設計中節(jié)水和水資源利用技術占有的比重較大，因此在建筑未來的設計過程中應充分考慮如何運用綠色建筑理念實現節(jié)約水資源和提高水資源的利用率。在國內外現有的綠色建筑的應用技術中，最具可實現性的節(jié)水與水資源利用措施主要包括:降低供水管網漏損率;加強節(jié)水器具的推廣使用;充分利用中水回用和雨水回灌技術;緊抓設計環(huán)節(jié)，嚴格執(zhí)行節(jié)水標準和措施[2]。

2.1使用節(jié)水器具和綠化節(jié)水灌溉技術

生活用水在城市總供水量的比重逐年升高，配水裝置和衛(wèi)生設備作為水的最終使用單元，大力推行節(jié)水器具是減少水資源的宏觀流失和提高建筑節(jié)水成效的重要途徑和手段。如今我們提倡恒流、高速、低流量、大覆蓋面積洗滌用水的新理念，應選用《當前國家鼓勵發(fā)展的節(jié)水設備(產品)》目錄中公布的節(jié)水設備、器材和器具，并根據不同的用水功能情況、用水功能等特定條件，合理的選用節(jié)水龍頭、節(jié)水便器、節(jié)水淋浴裝置等。如采用陶瓷芯節(jié)水龍頭代替普通水龍頭。陶瓷芯節(jié)水龍頭具有靜壓越高、節(jié)水量越大的卓越特點。在相同的水壓條件下，陶瓷芯節(jié)水龍頭比普通水龍頭的節(jié)水效果更好，節(jié)水率可高達30%。現今，應用節(jié)水器具在建筑節(jié)水的眾多措施中是最簡單易行的，在國內外許多實際工程建筑中取得了一定的成效。如印度綠色商務中心、上海萬科朗日園、綠地匯創(chuàng)國際廣場準甲辦公樓等建筑中分別使用了無水小便器、3L/6L兩檔節(jié)水型虹吸式排水坐便器、水溫調節(jié)器及節(jié)水型淋浴噴嘴淋浴器等節(jié)水器具。

隨著人們對健康、環(huán)保、舒適的居住空間的要求不斷提高，城市綠化面積不斷增加，綠化灌溉用水量也逐年增長?！毒G色建筑評價標準》（GB50378-2014）控制項規(guī)定:住區(qū)的綠化率不低于30%，人均公共綠地面積不低于1m2。因此，綠化灌溉設計中，應充分考慮節(jié)水灌溉技術以減少灌溉用水量。除了充分利用回用水灌溉外，使用噴灌方式比地面漫灌節(jié)水30%～50%，若逐步開展微灌、滲灌、低壓灌溉等更加節(jié)水的景觀灌溉形式，在此基礎上設置土壤適度感應器、雨天關閉裝置等節(jié)水控制措施，對節(jié)約水資源、提高空氣質量、美化環(huán)境等起到積極作用。如青島天泰美家專屬服務公寓在綠化節(jié)水灌溉方面，采用輪灌制度，苗圃地主要使用地埋噴頭如圖1所示；噴頭彈伸高度10cm，工作壓力為0.275MPa，射程R=4.1m，全圓噴灑流量Q=0.169m/h，設計布置間距為4.1±0.5m。人工開啟閘閥使系統(tǒng)進行噴灌工作，取得了較好的節(jié)水成效。

在建筑中合理利用這些節(jié)水器具，節(jié)約了大量城市生活用水，節(jié)水效率遠遠超過《綠色建筑評價標準》中“采用節(jié)水器具和設備,節(jié)水率不低于8%”的指標要求,是綠色建筑供水系統(tǒng)中簡單、有效的節(jié)水措施。

圖1苗圃地節(jié)水噴頭

2.2雨水的綜合利用技術

現在的城市路面處處硬化，雨水很難滲入地下補充地下水，只能造成水資源的白白流失；并且由于現在城市發(fā)展過快，很多城市的市政排水系統(tǒng)并不完善，以至于每逢大雨，城市內部便形成內澇，造成一定的經濟損失。同時，對于雨水的資源化利用可以有效的緩解城市供水壓力、水資源短缺等嚴重問題。因此，對于當代城市建設來說，研究雨水的排放和利用問題具有深遠的意義。雨水回收及利用技術基本上是采取不用的方式將屋頂、路面的雨水進行收集，經過簡單的工藝處理后達到城市雜用水的水質標準，用于非飲用水如道路沖洗、綠化澆灌、洗車或人工湖補水等。

2.2.1建筑工程實踐中雨水的綜合利用

近幾年青島大力推廣綠色建筑，已有不少成功的案例。青島天泰美家專屬服務公寓在雨水回收綜合利用方面取得了一定成效。該項目將地塊內道路、屋面以及綠化的雨水統(tǒng)一收集至地塊東南角的地埋式雨水處理構筑物中，雨水收集面積約1158m2。具體工藝如下；雨水經管網收集至初期雨水棄流裝置內，棄流井中設置網罩用于截留雨水中經路面、管道沖刷攜帶的泥沙顆粒漂浮物，干凈的雨水在提升泵作用下儲存于雨水蓄水池中，經雨水提升泵提升后進入多介質過濾器，使雨水中部分可溶性COD與加藥裝置投加的絮凝劑充分混合，形成的較大的絮狀體而被過濾去除。該工藝可有效降解雨水中的COD、N、P等污染物，出水通過消毒裝置消毒后，進入清水池用于室外綠地澆灌、道路澆灑等。雨水處理工藝流程如圖2所示。該項目雨水年收集量399.4m3/a，年利用量185.8m3/a，非傳統(tǒng)水源利用率達到0.24%。

圖2雨水處理工藝流程圖

2.2.2海綿城市

隨著“北京看?！钡雀鞣N頻發(fā)洪澇災害的出現，傳統(tǒng)的“灰色雨水基礎設施”城市雨水排水方式受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。我們迫切需要引進一種新理念，將其運用到一些新興城市的建設中。融入綠色建筑節(jié)水理念及技術到城市建設的每一個細節(jié)里，在整個城市未來的運作過程中發(fā)揮其最大功效。

積極引入雨水資源化的可持續(xù)發(fā)展及低影響開發(fā)理念，海綿城市可謂是這一領域的一大創(chuàng)舉。海綿城市以“自然積存、自然滲透、自然凈化”為目標，在其雨水系統(tǒng)設計過程中融入了很多綠色節(jié)水理念。海綿城市就是比喻城市像海綿一樣，在應對環(huán)境變化和自然災害時具有一定的調節(jié)能力，通過對徑流雨水的“滲透、調蓄、凈化、利用、排放”等多種技術途徑，維持或恢復城市“海綿”的功能，使城市水循環(huán)過程更加“自然”。海綿城市的構建打破了傳統(tǒng)的主要依靠管道、泵站等“灰色”設施來完成雨水的收集排放，在海綿城市的建設過程中采用了很多最新科技研究成果，如采用綠色街道、下凹式綠地、生態(tài)濕地、透水鋪裝、雨水調蓄池等低影響技術措施。

2.3中水回用技術

中水回用技術節(jié)約了為滿足城市用水需求而必須從環(huán)境中取用的水量，既緩解了城市水資源短缺的狀況，又充分體現了回用水體的“優(yōu)質優(yōu)用、低質低用”的原則。在綠色建筑中，中水水源一般分為兩類：優(yōu)質雜排水和含有糞便污水的生活污水（或雜排水）。中水回用主要應用于環(huán)境景觀用水、消防、綠化、道路清掃、沖廁、建筑施工等方面。按照“高質高用、低質低用，生活用水、景觀用水和綠化用水等不同水質要求分梯級處理回用”的原則[8]，在綠色建筑中推行中水回用技術和污水資源化利用戰(zhàn)略對建筑水資源的良性循環(huán)具有深遠影響。

中水的利用范圍很廣，選擇不同中水水源和高效低耗的處理工藝，是滿足《綠色建筑節(jié)水標準》中的節(jié)水率和非傳統(tǒng)水源利用率的指標要求的關鍵。我國《建筑中水設計規(guī)范》對不同的中水水源、中水水質標準及處理工藝進行了詳細的分類與介紹，并根據不同的進水水質分別提出了相應的處理工藝，但規(guī)范中未對處理工藝排出的達標出水水質進行詳細的分類說明。《建筑中水設計規(guī)范》對中水處理共提出了七種處理工藝，工藝主體主要由“前處理+主要處理+后處理”組成。其中“前處理”均為物理處理，“主要處理”采用生物處理、物理化學處理、膜處理等先進工藝，“后處理”一般為過濾、消毒等。綠色建筑中水預處理流程如圖3所示[9]。

圖3綠色建筑中水預處理流程圖

中水回用與開發(fā)技術在許多國家有著廣泛的推廣及應用。1991年日本開展了“造水計劃”，把中水回用處理工藝作為主要的研究課題，在膜分離技術、膜生物反應器技術等方面取得了較好成績。為了使中水得到充分的利用，日本政府專門設置了中水道系統(tǒng)，制定了大量的獎勵政策大力加以推廣。2000年美國加州中水年回用量達到8.64×108m3，占污水處理總量的10%，占全州城鎮(zhèn)年用水量的7%[10]。以色列在中水回用方面是最具特色的國家。由于地理位置的特殊原因，以色列大部分處于干旱和半干旱地帶，以色列46%的中水回用于土地灌溉，約33.3%的回用水回灌于地下，其余20%排入河道最后被間接應用于城市各個方面。各國在中水回用方面都有許多成功的經驗和出色的范例，為最大限度的節(jié)約水資源、減輕城市供水和污水處理系統(tǒng)負擔做出了極大的貢獻。

3結語

今后在建筑的發(fā)展領域中，無視生態(tài)學和可持續(xù)性的狀態(tài)是不允許的。節(jié)水和水資源利用作為綠色建筑內涵的重要體現，應把排放廢水的減量化、資源化作為追求目標，并在城市開發(fā)建設的各個環(huán)節(jié)積極落實，從而保證人類擁有豐富、清潔的水資源可供使用。

[1]柴宏祥,胡學斌,彭述娟,王天云.綠色建筑節(jié)水項目全生命周期增量成本經濟模型[J].華南理工大學學報:自然科學版,2010,11: 59-63.

[2]侯玲.基于蒙特卡羅模擬的綠色建筑節(jié)水和中水回用的決策模型[J].安徽農業(yè)科學,2012,08:4732-4734.

[3]劉曉峰,郭斌.關于綠色建筑及綠色建筑節(jié)水問題的研究[J].科技傳播,2009,Z1:40-41.

[4]時燕.綠色建筑節(jié)水措施[J].中國高新技術企業(yè),2011,04:92-93. [5]馮萃敏,付婉霞.集中熱水供應系統(tǒng)的循環(huán)方式與節(jié)水[J].中國給水排水,2001,17（9）:46-48.

[6]趙晶波.淺析綠色建筑節(jié)水及水資源利用技術[J].民營科技, 2014,12:222.

[7]Mi Jeong Kim,MyoungWon Oh,Jeong TaiKim.A method for evaluating the performance of green buildingswith a focus on user experience[J].Energy&Buildings,2013,66.

[8]Hadas Gabay,Isaac A.Meir,Moshe Schwartz,Elia Werzberger. Cost-benefit analysis of green buildings:An Israeli office buildings casestudy[J].Energy&Buildings,2014.

[9]Wen-Hsien Tsai,Chih-Hao Yang,Jui-Chu Chang,Hsiu-Li Lee.An Activity-Based Costing decision model for life cycle assessment in green building projects[J].European JournalofOperational Research, 2014,2382.

[10]Hyojoo Son,Changwan Kim.Early prediction of the performance of green building projectsusing pre-projectplanning variables:dataminingapproaches[J].Journalof Cleaner Production,2014.

劉琳琳，女，在讀碩士研究生，主要從事水環(huán)境系統(tǒng)分析研究工作。