張盛楠， 王文琴， 張興艷， 毛曉兵， 劉霄

（1.天津大學(xué)仁愛(ài)學(xué)院， 天津 301636； 2.天津大學(xué) 建筑學(xué)院， 天津 300072；3.中鐵二院工程集團(tuán)有限公司， 成都 610031）

1 項(xiàng)目概況

擬建西藏林芝鐵路站房為拉林線終點(diǎn)站， 站址位于尼洋河西岸， 地形平坦， 交通便利， 地表為荒地， 屬寒冷地區(qū)。 該地區(qū)水資源豐富， 年均降雨量為450 ～1 000 mm， 降雨時(shí)間大部分集中在每年5 ～10 月， 尤以7 ～8 月為甚， 當(dāng)年9 月至次年4 月為旱季。

擬建林芝站鐵路旅客站房為公共建筑， 設(shè)計(jì)使用年限為50 a， 工程等級(jí)二級(jí)， 抗震設(shè)防烈度八度， 建筑耐火等級(jí)二級(jí)， 工程所在地氣候?yàn)橄臒岫洹?站房建筑長(zhǎng)172.2 m， 寬48.2 m， 總高度為26.9 m； 地上2 層， 局部地下設(shè)置消防水泵房； 候車(chē)大廳高21.4 m， 兩側(cè)功能房屋首層高7.9 m， 二層高8.0 m（局部層高4.8 m）。 站房主要功能為客運(yùn)用房、 公安用房、 設(shè)備用房、 辦公用房等， 一層為候車(chē)廳部分， 二層為設(shè)備及辦公用房， 水泵房設(shè)于地下一層。 該工程在滿足使用功能要求的前提下注重實(shí)用、 美觀， 體現(xiàn)生態(tài)、 綠色、 環(huán)保、 節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念。 結(jié)合林芝地區(qū)居民鐵路旅客發(fā)送量及旅游客流鐵路承擔(dān)量， 預(yù)估林芝站站房最高日聚集人數(shù)為2 000 人。

2 節(jié)水規(guī)劃方案

2.1 市政供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》［1-2］， 應(yīng)依據(jù)項(xiàng)目所在區(qū)域的市政給排水條件、 水資源狀況等特征， 因地制宜制定區(qū)域水資源利用方案， 減少市政供水量和污水排放量。 由于擬建林芝站位于城區(qū)生活給水系統(tǒng)范圍外， 區(qū)域內(nèi)尚未建設(shè)配套的市政設(shè)施， 且項(xiàng)目供水規(guī)模較小， 為了節(jié)省投資且便于建設(shè)及后期管理， 并防止車(chē)站新建區(qū)域的排水污染環(huán)境， 在林芝站內(nèi)設(shè)給水所及污水站各1 座。

林芝地區(qū)地表水水量受季節(jié)變化影響嚴(yán)重， 因此項(xiàng)目水源取用地下水， 取水位置位于尼洋河附近。 設(shè)取水泵房2 座， 1 用1 備， 取水規(guī)模為550 t／d。 給水處理采用一體化凈水處理設(shè)備， 主要供給車(chē)站片區(qū)內(nèi)的市政用水， 設(shè)計(jì)規(guī)模為500 t／d，給水處理出水滿足GB 5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》［3］。

在車(chē)站西南側(cè)新建污水站1 座， 考慮車(chē)站片區(qū)內(nèi)綠化及景觀用水量所占比例較大， 故污水量按片區(qū)內(nèi)用水量的40% 計(jì)， 則污水站設(shè)計(jì)處理規(guī)模為200 m3／d。 規(guī)劃區(qū)內(nèi)的污水經(jīng)污水干管收集后， 排入污水站統(tǒng)一集中處理， 污水處理采用粗格柵→調(diào)節(jié)池→接觸氧化池→沉淀池→消毒池的工藝， 處理出水達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)后排入廠址附近的尼洋河。

2.2 站房給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)TB 10010—2016《鐵路給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》［4］， 站房用水定額取20 L／（人·d）， 時(shí)變化系數(shù)為3.0， 車(chē)站最高日聚集人數(shù)為2 000 人， 則站房最高日用水量為40 m3／d， 用水時(shí)間為24 h， 平均小時(shí)用水量為1.667 m3／h， 最大小時(shí)用水量為5.0 m3／h。 本項(xiàng)目給水系統(tǒng)用水量及水壓由室外給水管網(wǎng)滿足， 結(jié)合車(chē)站總體設(shè)計(jì)標(biāo)高， 確定站房給水系統(tǒng)不分區(qū)， 為統(tǒng)一水質(zhì)水壓供水。

旅客飲用水定額按2 L／（人·d）計(jì)， 工作人員按4 L／（人·班）計(jì)， 則設(shè)計(jì)飲用水供應(yīng)量為6.4 m3／d。 在開(kāi)水間設(shè)置全自動(dòng)凈化電開(kāi)水器9 臺(tái)， 每臺(tái)有效容積為50 L， 每臺(tái)額定功率為9 kW。 該開(kāi)水器設(shè)有膜技術(shù)深度凈化裝置及紫外線消毒裝置， 除供給開(kāi)水外， 還可提供直接飲用水。

站房最高日排水量取最高日用水量的85%，為34 m3／d。 室內(nèi)標(biāo)高±0.000 及以上污廢水采用重力自流排出， 水泵房污廢水經(jīng)潛污泵提升排出。

2.3 節(jié)水器具

采用節(jié)水器具是綠色建筑節(jié)水設(shè)計(jì)不可缺少的重要方面， 本項(xiàng)目中衛(wèi)生器具及配件的選型均符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ／T 164—2014《節(jié)水型生活用水器具》［5］的要求。 本項(xiàng)目中所用衛(wèi)生潔具采用密封耐用、 性能優(yōu)良的陶瓷制品， 公共衛(wèi)生間采用感應(yīng)式水嘴， 蹲式大便器采用腳踏式， 坐式大便器采用低水箱型， 沖洗水箱的有效容積不大于6 L， 小便器采用感應(yīng)式?jīng)_洗閥。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)衛(wèi)生潔具及配件的用水效率等級(jí)均達(dá)到二級(jí)。

2.4 避免管網(wǎng)漏損措施

本項(xiàng)目室內(nèi)生活給水管采用PPR 管， 室內(nèi)重力流排水管采用阻燃型硬聚氯乙烯管， 潛污泵的壓力排水管道采用熱浸鍍鋅鋼管， 外墻以外的埋地管采用鑄鐵管。 生活給水管道采用熱熔連接， 閥門(mén)采用銅質(zhì)截止閥（＜DN 50 mm）或銅質(zhì)閘閥（≥DN 50 mm）， 耐壓不小于1.0 MPa， PPR 給水管接電開(kāi)水器處采用長(zhǎng)度不小于0.4 m 的金屬管過(guò)渡； 生活熱水管上采用球磨鑄鐵閘閥， 管道耐壓不小于1.0 MPa； 重力流排水管道采用承插連接， 壓力排水管采用溝槽式或法蘭連接， 閥門(mén)采用銅芯球墨鑄鐵外殼閘閥， 耐壓不小于1.6 MPa。 室外埋地管采用橡膠圈柔性接口。

本項(xiàng)目均采用耐腐蝕、 耐久性好的管材、 管件， 密閉性能好的閥門(mén)、 設(shè)備， 且管件與管道配套提供， 可有效避免管網(wǎng)漏損。

2.5 節(jié)水灌溉

本項(xiàng)目綠化灌溉采用非傳統(tǒng)水源進(jìn)行微噴灌，節(jié)省水資源的同時(shí)還可以防止再生水中的微生物在空氣中傳播， 安裝雨天關(guān)閉系統(tǒng)和濕度傳感器等根據(jù)氣候變化的調(diào)節(jié)控制器。 噴灌安排在早晨和風(fēng)力小時(shí)進(jìn)行， 以減少水分過(guò)量蒸發(fā)和徑流造成的水資源浪費(fèi)。

2.6 非傳統(tǒng)水源利用

由于本項(xiàng)目為最高日聚集人數(shù)2 000 人的鐵路站房， 具有穩(wěn)定的生活污廢水， 且項(xiàng)目所在區(qū)域雨水資源豐富， 年平均降雨量為450 ～1 000 mm， 尤其是每年的6 ～9 月， 降雨量可占全年降雨量的75% 以上， 根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》［1-2］中對(duì)于非傳統(tǒng)水源利用的要求， 本工程收集站房盥洗水及屋面雨水作為非傳統(tǒng)水源， 經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后回用。

2.6.1 雨水資源及處理工藝

林芝站主要雨水來(lái)源有主廣場(chǎng)雨水、 透水道路雨水和屋面雨水。 主廣場(chǎng)和透水道路雨水收集和處理難度較大， 因此不做雨水收集處理工藝， 僅結(jié)合場(chǎng)地條件布置下凹式綠地、 滲透鋪裝等綠色生態(tài)透水措施， 以增加雨水滲透量， 降低地表徑流。 項(xiàng)目站房屋頂面積大， 屋面集水面積可達(dá)2.39 hm2， 且屋頂采用混凝土和金屬材質(zhì)， 對(duì)雨水污染少， 通過(guò)屋面收集的雨水易于處理。 因此通過(guò)屋面雨水系統(tǒng)收集雨水， 作為非常規(guī)水源用于站房的沖廁、 道路沖洗、 綠化及景觀用水。 通過(guò)廣場(chǎng)、 道路的雨水滲透和屋頂雨水回用等多種措施， 雨水可全部就地入滲或蓄留， 有效降低市政雨水管網(wǎng)和水體的負(fù)荷。

林芝地區(qū)降雨量的分布極不均勻， 80% 以上的降雨量集中在5 ～9 月的雨季， 其中7 月降雨量占全年降雨量的19.6%， 站房屋面可收集雨量由下式計(jì)算：

式中： Way為年可收集雨水量， m3； ψc為徑流系數(shù)， 本項(xiàng)目中該屋面區(qū)域平均徑流系數(shù)取0.85；ha為常年降雨厚度， mm， 為692.7 mm（計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1）； F 為計(jì)算匯水面積， hm2， 取2.39 hm2。

該站房屋頂每月降雨厚度及可收集雨量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。 經(jīng)計(jì)算， 林芝站房屋頂年雨水收集量為8 443.32 m3。

表1 林芝地區(qū)月降雨量及月集雨量Tab. 1 Monthly rainfall and monthly rainfall gathering in Linzhi Area

由于回用雨水部分用于綠化微噴灌， 灌水器孔徑小， 易堵塞， 因此收集屋面雨水并將初期雨水棄流后， 還應(yīng)對(duì)雨水進(jìn)行凈化處理， 通過(guò)沉淀和過(guò)濾分別去除雨水中的大顆粒泥沙和細(xì)小顆粒雜質(zhì)， 通過(guò)消毒去除水中的微生物后進(jìn)入儲(chǔ)水池備用。 雨水處理回用技術(shù)路線如下： 屋面雨水→初期徑流棄流→雨水調(diào)節(jié)沉淀池→過(guò)濾→消毒→儲(chǔ)水池。

2.6.2 再生水水源及處理工藝

本項(xiàng)目鐵路站房的排水主要為盥洗水和沖廁水。 站房盥洗水污染程度較輕， 水量穩(wěn)定， 處理成本低， 根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》［1-2］及《綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)指南》［6］， 此類(lèi)優(yōu)質(zhì)雜排水可作為非傳統(tǒng)水源經(jīng)處理后再生利用， 有效減少市政供水量和污水排放量。 站房沖廁水經(jīng)室外化糞池處理后， 排入室外污水管網(wǎng)。 故本項(xiàng)目擬選用站房盥洗水為再生水原水。 站房最高日用水量為40 m3／d， 最高日用水量折算成平均日用水量的折減系數(shù)取0.67， 按給水量計(jì)算排水量的折減系數(shù)取0.85， 站房盥洗水約占站房日用水量的40%， 經(jīng)計(jì)算可得再生水原水量為40×0.67×0.85×40%＝9.112 m3／d。

再生水原水為盥洗水， 較為清潔， 且水量較小，考慮到MBR 技術(shù)出水水質(zhì)較好、 運(yùn)行穩(wěn)定、 操作管理簡(jiǎn)單、 占地面積小［7-8］， 因此選用以MBR 為核心的處理方案， 再生水處理工藝流程為： 原水→格柵→調(diào)節(jié)池→MBR→消毒→儲(chǔ)水池。

2.6.3 非傳統(tǒng)水源回用對(duì)象及用水量

本項(xiàng)目中非傳統(tǒng)水源主要用于綠化澆灑、 道路澆灑、 站房沖廁等不與人體直接接觸的用水項(xiàng)目中， 且優(yōu)先考慮綠化用水。

本項(xiàng)目車(chē)站綠化面積為11 581 m2， 景觀設(shè)計(jì)選種植物為冷季型， 根據(jù)GB 50555—2010《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［9］選取草坪灌水定額為0.015 m3／m2， 按照二級(jí)養(yǎng)護(hù)， 灌水次數(shù)和灌水周期以及月綠化用水量見(jiàn)表2。

表2 綠化用水計(jì)算Tab. 2 Water consumption for greening

本項(xiàng)目路面為水泥瀝青路面， 根據(jù)GB 50555—2010［9］， 取澆灑道路用水定額為0.20 L／（m2·次）， 車(chē)行基地道路面積為46 047 m2， 計(jì)算得每次澆灑道路用水量為9.21 m3／次， 年均澆灑次數(shù)為30 次， 則年用水量為276.28 m3／a， 月均用水量為23 m3／月。

站房最高日用水量為40 m3／d， 最高日用水量折算成平均日用水量的折減系數(shù)取0.67， 沖廁用水約占站房日用水量的60%， 盥洗用水約占站房日用水量的40%， 經(jīng)計(jì)算可得該項(xiàng)目站房沖廁用水量為16.08 m3／d， 盥洗用水量為10.72 m3／d， 則月沖廁水量為482.4 m3／月， 月盥洗水量為321.6 m3／月。

表3 非傳統(tǒng)水源水量統(tǒng)計(jì)Tab. 3 Nontraditional water consumption

本項(xiàng)目非傳統(tǒng)水源總用水量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

2.6.4 非傳統(tǒng)水源利用方案及水量平衡

以非傳統(tǒng)水源用水量最多的5 月為例， 非傳統(tǒng)水源利用方案及水量平衡如圖1 所示。

圖1 非傳統(tǒng)水源利用方案及5 月水量平衡Fig. 1 Scheme of nontradational water source utilization and monthly water balance of May

3 結(jié)語(yǔ)

林芝站綠色鐵路站房在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 以綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系中節(jié)水與水資源利用指導(dǎo)為框架，進(jìn)行了較為合理的節(jié)水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

在綠色站房節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中， 除采用節(jié)水衛(wèi)生器具和灌溉方法、 優(yōu)質(zhì)閥門(mén)和管材等措施， 還應(yīng)提高雨水、 再生水等非傳統(tǒng)水源的使用率。 本項(xiàng)目所在區(qū)域雖位于川藏線高寒地區(qū)， 但雨水資源較為豐富， 且有穩(wěn)定的盥洗污水， 因此設(shè)計(jì)了站房?jī)?nèi)雨水滲透、 回收利用系統(tǒng)和再生水回用系統(tǒng)， 將處理達(dá)標(biāo)后的非傳統(tǒng)水源用于綠化灌溉、 道路澆灑、站房沖廁等不與人體直接接觸的用水項(xiàng)目中， 并對(duì)非傳統(tǒng)水源的利用進(jìn)行了水量平衡分析， 以保證各系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)基本滿足綠色建筑二星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)節(jié)水和水資源利用的要求， 可供寒冷地區(qū)綠色鐵路站房節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)借鑒。