某示范性科研辦公樓綠色建筑給排水設計

黎寶林

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

1 項目概況

某示范性科研辦公樓（下文簡稱“本項目”）位于廣州市天河軟件園高唐新建區(qū)。本項目用地面積109645.1m2，總建筑面積 249724.3m2。地上 10 層，地下4 層。容積率2.2，綠地率35.4%。項目實景如圖1 所示。

本項目獲得“三星級綠色建筑設計標識證書”，“十三五國家重點研發(fā)計劃重點專項‘經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)傳承中華建筑文脈的綠色建筑體系’示范項目”，實際應用了“珠三角地區(qū)傳承嶺南建筑文件的綠色建筑設計方法及關鍵技術”（課題號：2017YFC070250X）課題取得的研究成果，起到了良好的社會和經(jīng)濟效益。

2 綠色建筑給水排水設計

2.1 給水方案

2.1.1 給水水源

本項目生活用水由市政自來水供給，地塊市政供水壓力為0.20MPa，從東面?zhèn)纫?guī)劃路引一根DN100 市政供水管接入，設置DN100 生產(chǎn)生活用水水表（采用DN100 減壓型倒流防止器），每層衛(wèi)生間設置一個DN25 的生活水表。生活水泵房設置在地下二層東南角，生活水箱容積為60m3，設置一套恒壓變頻生活水泵機組。

2.1.2 給水系統(tǒng)

給水系統(tǒng)分市政直供和加壓供水兩部分。給水系統(tǒng)市政水壓區(qū)為地下四層至二層，加壓區(qū)為三層至屋面層。在供水主管上采用紫外線殺菌儀進行二次消毒。消防水源由南面軟件園二期的消防環(huán)管給水管接入2條DN200 給水管，消防給水環(huán)管水壓為0.20MPa，給水管沿建筑物周邊敷設成環(huán)，沿途布置室外消火栓，布置間距小于120m，距水泵接合器小于40m。室內消防水池的總容積為432.0m3，消防水池設置在地下二層設備區(qū)，屋頂水箱的容積為36m3。

2.1.3 消防給水系統(tǒng)

（1）室外消火栓系統(tǒng)。室外消防給水由室外給水管網(wǎng)供給，室外消火栓布置間距不大于120m，室外給水環(huán)管分段設置檢修閥門，每段控制室外消火栓的檢修數(shù)量不超過5 個。

（2）室內消火栓系統(tǒng)。室內消火栓供水采用臨時高壓系統(tǒng)，消火栓用水由設于地下二層的消防泵房供給。管網(wǎng)水平布置成環(huán)狀，各立管頂部連通，水泵至水平環(huán)管有2 條DN150 的輸水管。消防立管管徑DN=150，立管間距≤30m，建筑物內任何一點均有2 股消防水柱同時到達，水槍充實水柱不小于13m。消火栓箱（帶滅火器箱組合式消防柜，參考尺寸為1800×750×240）配置：采用鋁合金箱，箱內設有DN65mm 消火栓（或SNJ65 減壓穩(wěn)壓消火栓）一個襯膠水龍帶一條，長25m DN65mm，噴嘴口徑DN19mm 水槍一支，消防轉盤一套（DN25mm、軟管卷盤膠管長25m、DN6mm 小水槍一支）。出水口壓力大于0.50MPa 時均采用減壓穩(wěn)壓消火栓（可減靜壓和動壓），減壓后消火栓栓口動壓不應小于0.35MPa。地下室3 層至屋面層，由設在地下2 層的消火栓泵組出水管供水。

（3）自動噴水滅火系統(tǒng)。本工程噴淋系統(tǒng)按中危險Ⅱ級設計。自動噴水滅火系統(tǒng)采用1 分區(qū)供水方式。水力警鈴設在有人值班的地點附近，每層及每個消防分區(qū)均設水流指示器，水流指示器信號在消防中心顯示。系統(tǒng)自動控制：發(fā)生火災時，噴頭噴水，水流指示器動作，信號至區(qū)域報警盤和總控制盤，同時相對應的報警閥動作，敲響水力警鈴，壓力開關報警，信號到達消防控制中心。其運行狀況反映到消防中心和泵房控制盤上。加壓泵一用一備，備用泵自動投入。穩(wěn)壓泵一用一備，交替運行。各層水流指示器，電觸點信號閥和報警閥動作，均應向消防控制中心發(fā)出聲光信號。

（4）氣體滅火系統(tǒng)。本工程的地下室柴油發(fā)電機房、變配電房、信息中心等部位采用S 型氣溶膠系統(tǒng)。

2.1.4 減壓閥設置

用水點處水壓大于0.2MPa 的配水支管應設置減壓設施，并應滿足給水配件最低工作壓力的要求[1]。1、2層采用市政直供且不設減壓閥，3～7 層采用減壓閥，8～10 層采用二次供水不設減壓閥。

2.1.5 節(jié)水型衛(wèi)生器具設計

本項目所有衛(wèi)生器具配件均采用一級節(jié)水器具，滿足《節(jié)水型生活用水器具》（CJ 164—2014）及《節(jié)水型產(chǎn)品技術條件與管理通則》（GB/T 18870）的要求。項目所采用衛(wèi)生器具的年節(jié)水量分別為小便器7119.69t，大便器 949.00t，水嘴 5933.08t，坐便器 5221.54t。各節(jié)水器具的年節(jié)水量合計19223.31t。

2.1.6 水表設置

本項目分別按管理單位、使用類型對用水量進行計量。使用類型包括生活用水、綠化用水、消防用水、各層空調機房補水進行計量。管理單位包括1、2 層公共衛(wèi)生間、咖啡廳、茶水間、3～10 層各公共衛(wèi)生間用水等。

2.2 非傳統(tǒng)水源利用

對于高層建筑而言，需要將自然與水的合理利用力度不斷強化，從而確保水資源的利用效率能夠獲得大幅度的提升[2]。

本項目采用一套雨水、中水處理系統(tǒng)對園區(qū)三期的室外雨水及辦公部分盥洗池的優(yōu)質雜排水進行回收利用，雨水蓄水池、雨水和中水回收處理機房位于地下室三層。

室內收集的盥洗廢水首先通過提籃格柵，截留較大懸浮物之后的污水進入調節(jié)水箱，調節(jié)水箱具有調節(jié)原水的水量并起到均衡水質的作用，調節(jié)池有效容積按原水量的50%設計，調節(jié)水箱設溢流管。污水增壓泵將調節(jié)水箱內原水提升至中水一體化設備，中水處理一體化設備核心技術之一在于將生物濾膜技術與微生物固定化的O/A 生物濾池技術相結合。固定化生物濾池中采用了納米改性聚氨酯多孔載體，形成表面好氧，孔內厭氧O/A 復合生物濾池，反復經(jīng)過好氧—厭氧的處理，實現(xiàn)對污水中的大部分有機物、氨氮、硝態(tài)氮等污染物的去除，出水經(jīng)次氯酸鈉消毒后進入中水箱以備回用。

雨水經(jīng)棄流后并且棄流器水質監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測后，水質滿足設計進水水質后進入雨水蓄水池，增壓泵將雨水蓄水池雨水提升至混凝反應器，在混凝反應器內雨水與混凝加藥裝置中的混凝劑均勻混合形成礬花，再通過雙級過濾式浮動床過濾器去除原水中細小懸浮物，過濾出水經(jīng)消毒后排入中水箱以備回用。圖2 為雨水、中水處理系統(tǒng)工藝流程。

結合本項目的特點，室內沖廁、室外綠化灌溉、道路、廣場、機動車、地下車庫沖洗采用非傳統(tǒng)水源。所采用的非傳統(tǒng)水源的年用水量如表1 所示。

表1 非傳統(tǒng)水源用水量分析

經(jīng)計算，本項目年總用水量為45892.65m3，可收集雨水量10293.3m3，年中水收集量10382.58m3，非傳統(tǒng)水源利用量17069.2m3。項目設1 個200m3的雨水蓄水池，1 個 27m3的中水調節(jié)池，1 個90m3的清水池。非傳統(tǒng)水源利用量占項目年總用水量達到37.19%，占項目年總雜用水用量達到68.66%（雜用水指室內沖廁、室外綠化灌溉、道路、廣場、機動車、地下車庫沖洗用水）。

經(jīng)實測（表2），項目中水、雨水回用系統(tǒng)各項水質均滿足《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水》（GB/T 18921—2002）的要求。

表2 中水、雨水回用系統(tǒng)的各項水質指標（實測）

2.3 綠化噴灌系統(tǒng)設計

建筑合理的澆灌方式能夠節(jié)省大量的水資源[3]。噴灌比地面漫灌節(jié)約40%水資源，微灌可節(jié)約60%水資源[4]。

本項目室外綠化面積為6150m2，室外綠化灌溉采用噴灌，共設置746 個微灌噴頭，每8.24m2設置1 個微灌噴頭。整個噴灌系統(tǒng)根據(jù)不同地塊情況進行設計，每天澆灑一次，一次為30min，分區(qū)域定噴灌時間。綠化噴灌系統(tǒng)按噴嘴直徑1mm，皮管內徑8mm，噴灑直徑3m，水壓3kg，單個噴頭流量4L/h 進行設計。

2.4 排水方案

本建筑排水系統(tǒng)采用雨污分流和污廢分流設計，生活廢水收集經(jīng)中水處理后再利用于室外雜用水及沖廁。生活污水經(jīng)化糞池至市政污水管道。污水排放量約為250.0m3/d。室內地面±0.000 以上采用重力自流排水排出。地下室及消防電梯集水坑，經(jīng)潛污泵提升后排至室外。

3 其他節(jié)水、節(jié)能、海綿城市設計措施

3.1 避免管網(wǎng)漏損措施

建筑給水系統(tǒng)采用耐腐蝕、抗老化、耐久等綜合性能好的管材管件。項目給水系統(tǒng)室外埋地管，DN≥250采用球墨鑄鐵給水管，承插式膠圈接口；DN＜250 襯塑鍍鋅鋼管，焊接。室內給水管，襯塑鍍鋅管，連接方式DN＜100，絲扣連接；DN≥100，卡箍連接。

3.2 采用變頻生活水泵機組

本項目生活水泵房設置在地下二層東南角，生活水箱容積60m3，采用恒壓變頻生活水泵機組，生活給水泵為兩主一輔，流量10L/s，揚程75m。中水給水泵為兩主一輔，流量為20L/s，揚程75m，具有顯著的給水節(jié)能效果。

3.3 海綿城市設計

海綿城市可實現(xiàn)城市防洪治澇、水資源利用、水環(huán)境保護與水生態(tài)修復的有機結合[5]。

本項目充分利用場地空間，合理設置下凹式綠地、透水硬質鋪裝地面、綠化屋頂?shù)群＞d城市設施。其中下凹式綠地面積為3440m2，占總綠地面積的比例為55.93%；透水硬質鋪裝地面面積為3542.55m2，主要鋪設于室外道路、機動車停車位，占硬質鋪裝地面面積比為63.73%；屋頂綠化位于各層的露臺和三層綠化平臺，屋頂綠化面積比為50.87%；項目場地年徑流總量控制率達到77.8%。

4 經(jīng)濟效益分析

上述系統(tǒng)各造價分別為：雨水、中水收集系統(tǒng)150萬元/套，節(jié)水噴灌系統(tǒng)9.23 萬元，一級節(jié)水器具8.5 萬元。雨水、中水回用年節(jié)水量達到17069.2t，采用一級節(jié)水器具年節(jié)水量達到19223.31t，每年節(jié)省14.88 萬元，經(jīng)濟效益明顯。

5 結語

本項目應用了雨水中水回用系統(tǒng)、節(jié)水器具、節(jié)水噴灌、海綿城市設計、高效變頻泵、減壓措施等多項節(jié)水節(jié)能技術，達到綠色建筑三星級的相關要求。此外，作為《珠三角地區(qū)傳承嶺南建筑文化的綠色建筑設計方法及關鍵技術》“十三五”課題的驗證性示范性三星級公共建筑，必將帶動嶺南地區(qū)所有待開發(fā)和正在開發(fā)設計的大型公共建設工程項目，共同努力實現(xiàn)綠色建筑建設目標，具有很好的社會示范效益。