劉琳琳　賀琳　黃迪　韓曉瀚　王佳媛

（1青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院山東青島266033 2青島市環(huán)境保護(hù)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(shù)

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(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院山東青島266033 2青島市環(huán)境保護(hù)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(shù)，雨水綜合利用技術(shù)和中水回收利用技術(shù)。本文對(duì)這幾種節(jié)水技術(shù)及各個(gè)技術(shù)在生活中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)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(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(hù)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(dòng)綠色建筑的全面發(fā)展是實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑業(yè)與房地產(chǎn)業(yè)新時(shí)期蓬勃發(fā)展的重要途徑[1]。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生活環(huán)境的要求越來(lái)越高，整個(gè)社會(huì)的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，如何在城市建筑設(shè)計(jì)中推廣綠色建筑的理念與技術(shù)，值得持續(xù)的研究和實(shí)踐。

2節(jié)水和水資源利用措施

根據(jù)我國(guó)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GBT50378—2014)，在綠色建筑設(shè)計(jì)中節(jié)水和水資源利用技術(shù)占有的比重較大，因此在建筑未來(lái)的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮如何運(yùn)用綠色建筑理念實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源和提高水資源的利用率。在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的綠色建筑的應(yīng)用技術(shù)中，最具可實(shí)現(xiàn)性的節(jié)水與水資源利用措施主要包括:降低供水管網(wǎng)漏損率;加強(qiáng)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(shù);緊抓設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)和措施[2]。

2.1使用節(jié)水器具和綠化節(jié)水灌溉技術(shù)

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(shè)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(yīng)選用《當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的節(jié)水設(shè)備(產(chǎn)品)》目錄中公布的節(jié)水設(shè)備、器材和器具，并根據(jù)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(diǎn)。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(dá)30%?，F(xiàn)今，應(yīng)用節(jié)水器具在建筑節(jié)水的眾多措施中是最簡(jiǎn)單易行的，在國(guó)內(nèi)外許多實(shí)際工程建筑中取得了一定的成效。如印度綠色商務(wù)中心、上海萬(wàn)科朗日?qǐng)@、綠地匯創(chuàng)國(guó)際廣場(chǎng)準(zhǔn)甲辦公樓等建筑中分別使用了無(wú)水小便器、3L/6L兩檔節(jié)水型虹吸式排水坐便器、水溫調(diào)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(duì)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(zhǎng)?！毒G色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50378-2014）控制項(xiàng)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(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮節(jié)水灌溉技術(shù)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(kāi)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(chǔ)上設(shè)置土壤適度感應(yīng)器、雨天關(guān)閉裝置等節(jié)水控制措施，對(duì)節(jié)約水資源、提高空氣質(zhì)量、美化環(huán)境等起到積極作用。如青島天泰美家專屬服務(wù)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(shè)計(jì)布置間距為4.1±0.5m。人工開(kāi)啟閘閥使系統(tǒng)進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中“采用節(jié)水器具和設(shè)備,節(jié)水率不低于8%”的指標(biāo)要求,是綠色建筑供水系統(tǒng)中簡(jiǎn)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(shù)

現(xiàn)在的城市路面處處硬化，雨水很難滲入地下補(bǔ)充地下水，只能造成水資源的白白流失；并且由于現(xiàn)在城市發(fā)展過(guò)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(nèi)部便形成內(nèi)澇，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，對(duì)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(yán)重問(wèn)題。因此，對(duì)于當(dāng)代城市建設(shè)來(lái)說(shuō)，研究雨水的排放和利用問(wèn)題具有深遠(yuǎn)的意義。雨水回收及利用技術(shù)基本上是采取不用的方式將屋頂、路面的雨水進(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的工藝處理后達(dá)到城市雜用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，用于非飲用水如道路沖洗、綠化澆灌、洗車或人工湖補(bǔ)水等。

2.2.1建筑工程實(shí)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(wù)公寓在雨水回收綜合利用方面取得了一定成效。該項(xiàng)目將地塊內(nèi)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(gòu)筑物中，雨水收集面積約1158m2。具體工藝如下；雨水經(jīng)管網(wǎng)收集至初期雨水棄流裝置內(nèi)，棄流井中設(shè)置網(wǎng)罩用于截留雨水中經(jīng)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(chǔ)存于雨水蓄水池中，經(jīng)雨水提升泵提升后進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)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(guò)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(guò)消毒裝置消毒后，進(jìn)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(xiàng)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(dá)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(zāi)害的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的“灰色雨水基礎(chǔ)設(shè)施”城市雨水排水方式受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。我們迫切需要引進(jìn)一種新理念，將其運(yùn)用到一些新興城市的建設(shè)中。融入綠色建筑節(jié)水理念及技術(shù)到城市建設(shè)的每一個(gè)細(xì)節(jié)里，在整個(gè)城市未來(lái)的運(yùn)作過(guò)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(kāi)發(fā)理念，海綿城市可謂是這一領(lǐng)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(biāo)，在其雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)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(yīng)對(duì)環(huán)境變化和自然災(zāi)害時(shí)具有一定的調(diào)節(jié)能力，通過(guò)對(duì)徑流雨水的“滲透、調(diào)蓄、凈化、利用、排放”等多種技術(shù)途徑，維持或恢復(fù)城市“海綿”的功能，使城市水循環(huán)過(guò)程更加“自然”。海綿城市的構(gòu)建打破了傳統(tǒng)的主要依靠管道、泵站等“灰色”設(shè)施來(lái)完成雨水的收集排放，在海綿城市的建設(shè)過(guò)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(diào)蓄池等低影響技術(shù)措施。

2.3中水回用技術(shù)

中水回用技術(shù)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(xiàn)了回用水體的“優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、低質(zhì)低用”的原則。在綠色建筑中，中水水源一般分為兩類：優(yōu)質(zhì)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(yīng)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(zhì)高用、低質(zhì)低用，生活用水、景觀用水和綠化用水等不同水質(zhì)要求分梯級(jí)處理回用”的原則[8]，在綠色建筑中推行中水回用技術(shù)和污水資源化利用戰(zhàn)略對(duì)建筑水資源的良性循環(huán)具有深遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)》中的節(jié)水率和非傳統(tǒng)水源利用率的指標(biāo)要求的關(guān)鍵。我國(guó)《建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)不同的中水水源、中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及處理工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分類與介紹，并根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)分別提出了相應(yīng)的處理工藝，但規(guī)范中未對(duì)處理工藝排出的達(dá)標(biāo)出水水質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分類說(shuō)明?！督ㄖ兴O(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)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(xué)處理、膜處理等先進(jìn)工藝，“后處理”一般為過(guò)濾、消毒等。綠色建筑中水預(yù)處理流程如圖3所示[9]。

圖3綠色建筑中水預(yù)處理流程圖

中水回用與開(kāi)發(fā)技術(shù)在許多國(guó)家有著廣泛的推廣及應(yīng)用。1991年日本開(kāi)展了“造水計(jì)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(shù)、膜生物反應(yīng)器技術(shù)等方面取得了較好成績(jī)。為了使中水得到充分的利用，日本政府專門(mén)設(shè)置了中水道系統(tǒng)，制定了大量的獎(jiǎng)勵(lì)政策大力加以推廣。2000年美國(guó)加州中水年回用量達(dá)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(guó)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(yīng)用于城市各個(gè)方面。各國(guó)在中水回用方面都有許多成功的經(jīng)驗(yàn)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(fù)擔(dān)做出了極大的貢獻(xiàn)。

3結(jié)語(yǔ)

今后在建筑的發(fā)展領(lǐng)域中，無(wú)視生態(tài)學(xué)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(nèi)涵的重要體現(xiàn)，應(yīng)把排放廢水的減量化、資源化作為追求目標(biāo)，并在城市開(kāi)發(fā)建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)積極落實(shí)，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(xué)斌,彭述娟,王天云.綠色建筑節(jié)水項(xiàng)目全生命周期增量成本經(jīng)濟(jì)模型[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)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(nóng)業(yè)科學(xué),2012,08:4732-4734.

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

[4]時(shí)燕.綠色建筑節(jié)水措施[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2011,04:92-93. [5]馮萃敏,付婉霞.集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)方式與節(jié)水[J].中國(guó)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(shù)[J].民營(yíng)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。