某學校三星級綠色建筑給排水設(shè)計研究

姬秀娟 段煥林 陳愛東 王迎輝

摘要：對鄭州市某學校的三星級綠色建筑，按照《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378-2014）要求，綜合分析了鄭州地區(qū)的氣候特點及各項影響因素，學校的建筑給排水專業(yè)設(shè)計了其屋面太陽能熱水供應系統(tǒng)、雨水收集處理中水回用系統(tǒng)，達到了合理利用清潔衛(wèi)生能源和水資源的目的，并采用綠化灌溉系統(tǒng)、分級設(shè)置水表、節(jié)水器具和設(shè)備、給水系統(tǒng)合理分區(qū)，最大限度地避免了水資源浪費。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;中水回用系統(tǒng);屋面太陽能熱水系統(tǒng);綠化灌溉系統(tǒng)

中圖分類號：TU82 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）18-0201-03

1引言

“十二五”以來，我國綠色建筑快速發(fā)展。綠色建筑是指在全壽命期內(nèi)，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、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。建筑給排水能源消耗占建筑總能耗比例約為20%，因此建筑給排水的節(jié)水節(jié)能和保護環(huán)境就顯得非常重要。本文結(jié)合已完成的三星級綠色建筑施工圖設(shè)計，全面地介紹三星級綠色建筑給排水專業(yè)的設(shè)計要點供同類工程參考。

2工程概況

鄭州市某學校位于鄭州市鄭東新區(qū)，項目用地面積為47160 m²，設(shè)置48個教學班，初中3個年級，每年級16個班，每班50個人，計劃招生2400人，教職工200人。擬建教學樓、宿舍樓、行政辦公樓、禮堂、公共教學樓、食堂、后勤生活樓、體育館等建筑，及400 m環(huán)形跑道、足球場、籃球場等室外運動場地。建筑占地13160.0m²，運動場占地155680.0 m²，容積率為0.895，建筑密度27.90%，綠地面積19092.4 m²，綠地率40.48%。項目效果圖，見圖1。

3綠色建筑評價標準對給排水的要求

3.1綠色建筑評價標準

2014年頒布的《綠色建筑評價標準》明確給出綠色建筑評價指標包括節(jié)地與室外環(huán)境，節(jié)能與能源利用，節(jié)水與水資源利用，節(jié)材與材料資源利用，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、施工管理、運營管理七類指標組成。每項指標均由控制項和評分項組成，綠色建筑必須滿足控制項要求。根據(jù)評分項得分綠色建筑分為一、二、三星級3個等級，每類指標的評分項得分不應小于40分，當總得分分別達到50分、60分、80分，綠色建筑的等級分別為一星級、二星級、三星級。

3.2本工程建筑給排水達標內(nèi)容

根據(jù)建筑性質(zhì)、室內(nèi)外環(huán)境和市政給水條件，結(jié)合項目所在地的氣候、環(huán)境、資源、經(jīng)濟等特點，本項目建筑給排水專業(yè)評分項得分詳見表1。本項目節(jié)水與水資源利用指標評分項實際得分為70分除以該指標評分項總分值為83分，得出節(jié)水與水資源利用指標評分項最終得分為84.3分。

4節(jié)水與水資源利用的設(shè)計

4.1供水系統(tǒng)中采用的節(jié)水、節(jié)能措施

（1）本項目生活給水充分利用市政壓力（0.18MPa），1～3層采用市政供水直供，4～6層由變頻恒壓供水設(shè)備供水（Q=8.3 L/s，H=45 m，N=2×5.5kW）。供水系統(tǒng)中水量及揚程變化時，壓力傳感器向微機控制器輸入電信號，經(jīng)微機運算，改變水泵轉(zhuǎn)速保持給水系統(tǒng)水壓恒定以滿足用水要求。與傳統(tǒng)高位水箱、氣壓罐供水相比，變頻恒壓供水系統(tǒng)具有供水可靠、效率高、能耗低、占地面積少等優(yōu)點。

（2）給水系統(tǒng)配水支管處壓力通過調(diào)整分水器前截止閥的開啟度，使用水點處水壓不超過0.20 MPa，并不小于用水器具要求的最低工作壓力，減少給水系統(tǒng)的超壓出流，達到節(jié)水目的。

（3）生活水箱，消防水池、高位消防水箱等設(shè)置溢流水位報警和自動斷開功能。

4.2太陽能熱水供應系統(tǒng)

本項目共有兩棟宿舍樓，每棟宿舍樓均為多層公建，地上五層，共設(shè)130間學生宿舍，每間8人，共計1040人。宿舍樓采用太陽能熱水系統(tǒng)，平時以屋面太陽能集熱板收集太陽能為熱源，太陽能提供熱量不足時以電加熱系統(tǒng)為輔助熱源。屋頂太陽能集熱系統(tǒng)采用定溫放水的控制方式，集熱器內(nèi)溫度達到設(shè)定值時，集熱出水總管上的電磁閥打開，向熱水箱放水。熱水系統(tǒng)采用定是供應，循環(huán)方式為上供下回機械式干管循環(huán)。熱水循環(huán)泵的啟、閉由設(shè)在熱水循環(huán)泵前熱水回水管上的電節(jié)點溫度計自動控制，其中啟泵溫度為50℃，停泵溫度溫度為55℃。全樓最高日熱水用水量為46.08 m²/d，設(shè)計小時熱水量為37.7 m。/h，系統(tǒng)設(shè)計小時耗熱量為4731804 kJ/h。

4.3雨水綜合利用

4.3.1雨水回用方案

鄭州地區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，降雨量較豐富，年平均降雨量632.4 mm，但由于其全年降水時間分布不均勻，因此本項目需考慮季節(jié)雨水蓄積。項目所在地滿足《民用建筑節(jié)水設(shè)計標準》（GB 50555-2010）第5.2.2條規(guī)定：雨水收集回用系統(tǒng)宜用于年降雨量大于400mm的地區(qū)。作為綠色建筑三星級項目，本項目考慮雨水綜合利用。由于降雨隨機性大，收集雨量不穩(wěn)定，雨水調(diào)蓄和處理設(shè)備經(jīng)常閑置，考慮節(jié)省投資和運行費用，處理后的雨水用于室外綠地灌溉和道路澆灑，雨水處理工藝流程見圖2。

4.3.2 PP模塊雨水收集池設(shè)計

本項目收集非種植屋面雨水儲存在PP模塊雨水收集池中作為中水水源。非種植屋面面積為9160 m²，一年一遇重現(xiàn)期降雨量為44.7 mm，屋面徑流系數(shù)取0.9，初期雨水棄流厚度取3 mm，則可回用的雨水徑流總量為W=0.9×（44.7-3）×9160/1000-343.77（m³）。根據(jù)實際工程經(jīng)驗，雨水收集池的容積按回用系統(tǒng)日用水量的3～5倍取值。雨水回用系統(tǒng)日用水量為27m³，PP模塊雨水收集池計算容積為137 m³。本工程在室外設(shè)埋地式PP模塊雨水收集池，設(shè)有重力流溢流裝置。雨水收集池頂部對應地面設(shè)700 mm×700 mm的檢修人孔，方便后期的檢修維護。雨水處理機房就近設(shè)于圖書信息樓地下一層。

4.4綠化灌溉系統(tǒng)

本項目室外綠化及屋面綠地采用滴灌管和滴灌毯進行綠化灌溉，系統(tǒng)設(shè)計2臺解碼控制器。校區(qū)綠化區(qū)域共分成14個輪灌區(qū)，通過控制器電信號來控制電磁閥，每天輪灌1次，每個區(qū)域灌溉時長為30 min，實現(xiàn)全自動控制管理。同時設(shè)置用于檢測區(qū)域內(nèi)氣溫、太陽輻射及降雨數(shù)據(jù)的氣象傳感器，以便對灌溉系統(tǒng)及時調(diào)節(jié)，從而使整個灌溉系統(tǒng)更加節(jié)水、節(jié)能。

本項目綠化灌溉系統(tǒng)采用低壓滴管輸水，水源來自屋面雨水回用系統(tǒng)的清水池，系統(tǒng)工作壓力為O.20MPa，系統(tǒng)設(shè)計流量為9 m³/h。低壓滴灌可以定時定量供水，節(jié)省大量的水資源和勞動力，防止路面過量灑水而破壞，水資源利用率達到90%以上。

5結(jié)語

本項目屋面太陽能系統(tǒng)、屋面雨水雨水綜合利用系統(tǒng)、綠化灌溉系統(tǒng)建成后運行情況良好達到設(shè)計要求，并獲得國家綠色建筑三星級設(shè)計標識。本項目在方案階段就充分考慮工程所在地的氣候、水資源狀況和市政條件，制定合理的給水方案、非傳統(tǒng)水源利用形式、太陽能熱水系統(tǒng)及綠化灌溉系統(tǒng)形式，以確保設(shè)計做到既綠色生態(tài)又環(huán)保節(jié)能。