黎寶林

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

公共建筑具有體量大、人員集聚、資源消耗巨大、節(jié)能節(jié)水潛力巨大等特點(diǎn)[1]。將其設(shè)計(jì)成綠色建筑正是順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的需求，采取新型節(jié)水節(jié)能措施，同時(shí)保證人們?cè)谄渲泄ぷ鳌⒒顒?dòng)時(shí)健康、舒適，意義重大。為此，本文結(jié)合3 個(gè)夏熱冬暖地區(qū)大型公共建筑案例實(shí)際情況，闡述多項(xiàng)新型節(jié)水節(jié)能措施，探討了綠色建筑實(shí)施途徑。

1 項(xiàng)目一：某大型商業(yè)辦公樓

該大型商業(yè)辦公樓采用的新型節(jié)水節(jié)能技術(shù)有ETFE 膜采光頂蒸發(fā)冷卻降溫隔熱系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、非傳統(tǒng)水源利用、水箱自動(dòng)清潔系統(tǒng)。

1.1 項(xiàng)目概況

某大型商業(yè)廣場(chǎng)位于廣州市白云區(qū)云城東路與云城西路之間，總用地面積約45 280 m2，總建筑面積為185 643 m2，容積率為2.5。

1.2 ETFE 膜采光頂蒸發(fā)冷卻降溫隔熱系統(tǒng)

建筑的耗能水平與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接相關(guān)。要減少建筑耗能，就必須合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，使建筑物在冬季減少熱量散出室外，夏季隔絕熱量進(jìn)入室內(nèi)，從而使室內(nèi)溫度時(shí)刻處于適宜狀態(tài)，同時(shí)也減少采暖、制冷設(shè)備的使用，達(dá)到節(jié)能目的[2]。本項(xiàng)目在建筑中庭ETFE 膜采光頂部設(shè)置蒸發(fā)冷卻降溫隔熱系統(tǒng)。該設(shè)置已獲得國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利[3]。當(dāng)該技術(shù)利用ETFE 膜采光頂內(nèi)、外表面溫度傳感器檢測(cè)達(dá)到限定溫度后，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)出指令，智能蒸發(fā)冷卻降溫隔熱系統(tǒng)啟動(dòng)（當(dāng)檢測(cè)表面溫度少于限定溫度后，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉），噴出霧化顆粒，吸收膜表面熱量，并落到采光頂表面形成水膜，霧化顆粒和水膜，減少采光頂?shù)臒彷椛浜捅砻娴臏囟?，從而降低中庭室?nèi)溫度，減少室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)能耗，提高室內(nèi)的舒適性，改善場(chǎng)地微氣候的熱島效應(yīng)。

ETFE 膜采光頂蒸發(fā)冷卻降溫隔熱系統(tǒng)可減少屋頂ETFE 膜的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度（最大值為862.6 W/m2，平均值為276.6 W/m2），還能有效降低外表面溫度，當(dāng)外表面溫度高于35 ℃時(shí)，該蒸發(fā)冷卻降溫隔熱裝置可使外表面溫度下降10～15 ℃，中庭空調(diào)能耗下降15%，每年項(xiàng)目節(jié)電26.45 萬(wàn)kW·h，減少二氧化碳排放139.42 t。

設(shè)計(jì)參數(shù)如下：水幕噴嘴采用噴霧噴嘴，廣角型，其性能參數(shù)為工作壓力達(dá)到0.40 MPa，流量為4.6 L/min，覆蓋角度為130°。A 塔共有206 個(gè)噴嘴，最多同時(shí)開(kāi)啟噴頭數(shù)為103 個(gè)，總流量為8.05 L/s，設(shè)計(jì)流量取9 L/s，水箱有效容積為2.8 m3。B 塔共有108 個(gè)噴嘴，最多同時(shí)開(kāi)啟噴頭數(shù)為54 個(gè)，總流量為4.29 L/s，設(shè)計(jì)流量取5 L/s，水箱有效容積為1.8 m3。自動(dòng)降溫系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 自動(dòng)降溫系統(tǒng)原理

1.3 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

太陽(yáng)能屬于可再生資源，而太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是太陽(yáng)能利用中經(jīng)濟(jì)價(jià)值優(yōu)、技術(shù)成熟的一種能源利用方式[4]。本項(xiàng)目生活熱水采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，A塔6 層的衛(wèi)生間淋浴間采用太陽(yáng)能+電熱水器（帶自循環(huán)泵）系統(tǒng)，有效保證了熱水系統(tǒng)水溫穩(wěn)定和供熱效果，整套設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，高效節(jié)能，無(wú)須專(zhuān)人維護(hù)。采用太陽(yáng)能供應(yīng)熱水系統(tǒng)比傳統(tǒng)的電加熱方式省電75%。

設(shè)計(jì)參數(shù)如下：熱水循環(huán)水泵型號(hào)為GR32-120型，一用一備，流量為10 L/s，揚(yáng)程為10 m，功率為0.55 kW。熱水回水循環(huán)水泵型號(hào)為GDR25-10 型，一用一備，流量為15 L/s，揚(yáng)程為15 m，功率為1.0 kW。

1.4 非傳統(tǒng)水源利用

該大型商業(yè)辦公樓工程的非傳統(tǒng)水源來(lái)自雨水回用水、空調(diào)冷卻水和冷凝水排水、人工戲水池排水，回收處理屋面雨水和空調(diào)冷卻水、冷凝水排水，并且水質(zhì)達(dá)標(biāo)后，可為沖廁、景觀、綠化及車(chē)庫(kù)、地面沖洗提供用水。與其他設(shè)置雨水回用的項(xiàng)目對(duì)比，非傳統(tǒng)水源的利用增加了空調(diào)冷卻水及冷凝水的回收，既解決了非雨季期間的非傳統(tǒng)水源的來(lái)源問(wèn)題，又避免了直接排走空調(diào)凝水的浪費(fèi)，并通過(guò)置換的方式，將本來(lái)接入雨水收集池的自來(lái)水補(bǔ)水先接至冷卻水系統(tǒng)，提高了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的水質(zhì)，減少冷卻水系統(tǒng)加藥裝置的使用次數(shù)，環(huán)保節(jié)能。

1.5 水箱自動(dòng)清潔系統(tǒng)

該大型商業(yè)辦公樓采用生活水箱自動(dòng)清潔系統(tǒng)，生活泵房?jī)?nèi)設(shè)置自潔設(shè)備，在生活水箱內(nèi)安裝清洗噴嘴，通過(guò)選擇閥門(mén)每次只沖洗一個(gè)水箱。水泵出水管后設(shè)置紫外線消毒器，確保供水水質(zhì)滿足飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

2 項(xiàng)目二：某市委黨校項(xiàng)目

該市委黨校項(xiàng)目采用的新型節(jié)水節(jié)能技術(shù)為近零水排放設(shè)計(jì)。

2.1 項(xiàng)目概況

某市委黨校項(xiàng)目位于三亞市吉陽(yáng)區(qū)學(xué)院路龍泉山谷。本項(xiàng)目用地面積為129 282.92 m2，總建筑面積為99 599.24 m2，綠地率為45%，容積率為0.6。

2.2 近零水排放設(shè)計(jì)

中水回用技術(shù)是新時(shí)期城市應(yīng)對(duì)水資源短缺問(wèn)題的重要措施。了解中水回用系統(tǒng)組成、技術(shù)類(lèi)型、應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，探究發(fā)展和推廣中水回用技術(shù)的有效策略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[5]。

校區(qū)生活污水通過(guò)黨校內(nèi)污水收集管道收集后，進(jìn)入全地埋式污水處理站進(jìn)行處理，處理達(dá)標(biāo)后用于校園內(nèi)綠化澆灌、道路沖洗、景觀用水等用水。本項(xiàng)目污水產(chǎn)生建筑包含教學(xué)中心、會(huì)議報(bào)告中心、圖書(shū)信息中心、教務(wù)管理中心、文體中心、學(xué)生食堂、學(xué)生宿舍、后勤用房、對(duì)外黨際交流中心等。后勤人數(shù)為250 人，教務(wù)管理人數(shù)為306 人，日最高培訓(xùn)人數(shù)為2180 人。平均日污水產(chǎn)生量約335.39 m3/d，年污水產(chǎn)生量為64 695.2 m3/a。

中水處理采用下列生物處理和物化處理相結(jié)合的工藝流程，如圖2所示。

圖2 中水處理工藝流程

中水回用系統(tǒng)回用于車(chē)庫(kù)地面沖洗、道路沖洗和綠化澆灌，分別的中水回用量為76.12 m3/d、19.67 m3/d、144.04 m3/d，共239.83 m3/d。處理后的中水水質(zhì)符合《城市污水再生利用城市雜用水標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 18920—2020）或《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（GB/T 18921—2020）的規(guī)定。

根據(jù)項(xiàng)目全過(guò)程水量平衡計(jì)算得出，項(xiàng)目自來(lái)水總用水量為398 m3/d，水量損耗蒸發(fā)量為33.35 m3/d，損耗率為8.38%，總排污水量為62.21 m3/d，污水排放率為15.63%，達(dá)到近零水排放要求。水量平衡工藝如圖3所示。

圖3 水量平衡工藝

另外，中水調(diào)節(jié)池設(shè)有自來(lái)水開(kāi)始補(bǔ)水兼缺水報(bào)警水位和停止補(bǔ)水水位。

3 項(xiàng)目三：某藝術(shù)博物館

該藝術(shù)博物館采用的新型節(jié)水節(jié)能技術(shù)為大型嶺南水景智能凈化系統(tǒng)。

3.1 項(xiàng)目概況

某藝術(shù)博物館位于廣州市荔灣區(qū)恩寧路以北，元和街以南。本項(xiàng)目的規(guī)劃總用地面積為16 162.27 m2，總建筑面積為19 572.7 m2，主要功能包括展廳、辦公室、茶座等。

3.2 大型嶺南水景智能凈化系統(tǒng)

水是構(gòu)成園林景觀、增添園林美景的重要因素之一[6]。該博物館旨在采用嶺南水景展示中國(guó)古典園林建筑庭院特色，水景面積達(dá)到1188.89 m2，水景體積達(dá)到1000 m3。采取科學(xué)合理的水體凈化系統(tǒng)，可有效分解魚(yú)糞、殘餌，抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)，保持水質(zhì)清澈，讓觀賞魚(yú)類(lèi)存活，從而大大節(jié)省水資源，而且保證水景環(huán)境的優(yōu)美，提高展覽價(jià)值。

3.2.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

該大型嶺南水景智能凈化系統(tǒng)中，水體容積為1000 m3，設(shè)計(jì)循環(huán)周期為10 h，設(shè)計(jì)循環(huán)流量為100 m3/h，設(shè)計(jì)水質(zhì)要求為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中的Ⅳ類(lèi)。

3.2.2 工藝設(shè)計(jì)

按生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)分析，水體的污染實(shí)為生態(tài)失衡，有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入大于輸出，它們積聚湖中造成生態(tài)阻滯，使得浮游藻類(lèi)增多，透明度下降，水質(zhì)變黑變臭等。要想維持其原有良好狀況，應(yīng)保持其生態(tài)平衡，疏通其水流的途徑，保證暢通，保障有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入與輸出平衡[6]?？紤]到錦鯉池水質(zhì)的特殊性以及運(yùn)行費(fèi)用，項(xiàng)目采用物理處理和生化處理的方式相結(jié)合水處理工藝。

首先，選用兩套CWK-SH-50 型一體化魚(yú)池生化水處理設(shè)備，設(shè)備具有紫外線殺菌消毒功能，能有效殺滅水中的各類(lèi)病菌，防止錦鯉感染細(xì)菌，還能有效殺滅水中的藍(lán)綠藻，保證水質(zhì)清爽。經(jīng)過(guò)紫外線殺菌消毒后的水進(jìn)入高效生態(tài)基消化處理單元，通過(guò)該單元的處理，能有效分解水中殘余的魚(yú)類(lèi)糞便及剩余飼料。其次，經(jīng)過(guò)火山石、生物砂等環(huán)節(jié)處理后有效去除水中的有機(jī)物及懸浮物質(zhì)，從而降低水的濁度。水處理設(shè)備的最后一個(gè)環(huán)節(jié)為強(qiáng)化除磷環(huán)節(jié)。錦鯉的排泄物及剩余飼料中含有磷酸鹽，而磷酸鹽是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素，通過(guò)水處理設(shè)備的強(qiáng)化除磷環(huán)節(jié)可去除水中的磷。最后，再用水泵加壓使水進(jìn)入錦鯉池內(nèi)。經(jīng)過(guò)以上環(huán)節(jié)處理，可達(dá)到節(jié)水目標(biāo)。

3.2.3 設(shè)備日常維護(hù)

水景補(bǔ)水和水體凈化系統(tǒng)水源采用雨水回用水。

水處理設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中每個(gè)反應(yīng)池的底部會(huì)產(chǎn)生一定的沉淀物質(zhì)，需要定期通過(guò)排泥閥來(lái)排除。排泥周期一般為5～7 d。

3.2.4 循環(huán)管道

水處理系統(tǒng)循環(huán)管道均采用UPVC 給水管，給水管使用溶劑粘接。循環(huán)進(jìn)水口采用流量可調(diào)式進(jìn)水口，方便調(diào)整每個(gè)進(jìn)水口的循環(huán)流量。

4 結(jié)語(yǔ)

以上列舉的新型節(jié)水節(jié)能措施，即ETFE 膜采光頂蒸發(fā)冷卻降溫隔熱裝置、生活水箱自動(dòng)清潔系統(tǒng)、雨水中水回用系統(tǒng)、水景智能凈化系統(tǒng)等，建成后運(yùn)行情況良好，為夏熱冬暖地區(qū)公共建筑的節(jié)能節(jié)水做了有益的探索，也為日后新型節(jié)能節(jié)水措施的研發(fā)奠定了良好的研究基礎(chǔ)。