段蘭蘭

(山西建筑職業(yè)技術學院,山西 太原 030006)

建筑能耗在我國的能源消耗結構中占有很大比重,而且隨著能源危機日益突出,以可持續(xù)發(fā)展為中心的綠色建筑成為建筑研究的新課題[1]。我國還頒布了專門的《綠色建筑評價標準》(GB/T 50378-2014)。綠色建筑是以提供健康、適用和高效的使用空間為前提,達到資源利用的最大化。綠色建筑一般是通過節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水和節(jié)材這四方面來達到節(jié)能標準的。

人類的生存離不開水,水是人類賴以生存的最寶貴和不可替代的水資源,雖然地球上的水資源很豐富,但是它并不是取之不盡、用之不竭的。隨著社會和經濟的不斷發(fā)展,用水量和排污水量都在不斷增加,許多國家和地區(qū)都出現了河道斷流和地下水不足等問題。我國人口占世界總人口的22%,而水資源量為世界總量的5.8%,我國人均水資源量僅為世界人均的1/4,水資源缺乏問題十分嚴峻。為了響應國家出臺的水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略,近年來關于綠色建筑節(jié)水方面的研究有了飛速發(fā)展,節(jié)水的途徑有三種:減少用水量、提高水資源利用率和防止泄漏。

一般的綠色建筑通過在給排水系統(tǒng)設計、運行和管理等階段采取一些節(jié)水措施來達到節(jié)約建筑水資源的目的,尤其是在給排水設計方面,前期水資源總體規(guī)劃和給排水系統(tǒng)設計是綠色建筑節(jié)約水資源的關鍵階段。本文主要研究目前國內發(fā)展較為成熟、在給排水設計中廣泛應用的綠色建筑節(jié)水措施:建筑中水回用技術、建筑雨水利用技術、建筑節(jié)水器具及設備等。

1 中水回用技術

中水回用技術是指回收污水并通過對污水進行簡單的過濾等物理化學處理之后,重新投入使用的節(jié)水措施[2]。中水的水質介于自來水和污水之間,不能直接用于生活供水系統(tǒng),一般用于衛(wèi)生間沖廁系統(tǒng)、綠化灌溉系統(tǒng)、水景觀系統(tǒng)和洗車系統(tǒng)等。以中水回用技術為依據,目前應用較為廣泛的建筑給排水系統(tǒng)有建筑中水供應系統(tǒng)和城市再生水供應系統(tǒng)。

建筑中水供應系統(tǒng)為最早提出的中水系統(tǒng),服務范圍為單棟建筑、相近的多棟建筑以及大型公共建筑等，建筑中水回用系統(tǒng)如圖1所示。

建筑中水回用系統(tǒng)需要在建筑中設置一套中水處理設備,處理過程中監(jiān)控不當會產生污染性氣體泄漏等問題,而且需要增加一套污廢水分流管道。中水處理設備和兩套排水管道會大大提高造價,而且需要專業(yè)技術人員進行日常的運行監(jiān)督和維護,所以建筑中水回用系統(tǒng)一般用于一些既有建筑節(jié)能改造或擴建工程。

從安全、經濟和管理角度考慮,一般規(guī)劃的城市新區(qū)用城市再生水供應系統(tǒng)來代替建筑中水回用系統(tǒng),城市再生水供應系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 城市再生水供應系統(tǒng)圖

在規(guī)劃城市再生水供應系統(tǒng)時必須考慮城市再生水廠選址以及再生水管道的布置和接口問題。城市再生水供應系統(tǒng)雖然一次性投資大,但是建筑物可以直接接入城市中水系統(tǒng),運行費用低,便于日常管理和維護,適用于一些水資源匱乏的城市新開發(fā)區(qū)。

2 雨水利用技術

為了補充地表和地下水能源,可收集、存儲雨水,大部分建筑都有雨水排放系統(tǒng)。雨水排放系統(tǒng)收集的雨水來源分別有屋面、不透水路面和綠地。

屋面雨水的水質較好,而且容易收集,不易受到污染,將屋面雨水收集起來經過一定處理之后再利用的給排水系統(tǒng)稱為屋面雨水回收利用系統(tǒng)[3],屋面雨水回收利用系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 屋面雨水回收利用系統(tǒng)原理圖

屋面雨水的收集場所為屋面或頂棚,屋面材料影響著雨水的水質,屋面雨水回收利用系統(tǒng)運用一些新型屋面材料可以提高屋面收集的雨水質量[4]。雨水儲存裝置的入口處必須設置過濾網,防止雜物進入。一般屋面雨水回收利用系統(tǒng)的回用水與中水的用途一樣,主要用于衛(wèi)生間沖廁系統(tǒng)、綠化灌溉系統(tǒng)、水景觀系統(tǒng)和洗車系統(tǒng)等。隨著水處理技術的不斷發(fā)展,將水質較好的屋面雨水處理為生活用水已成為可能。當屋面雨水作為飲用水的補充水源時除了進行過濾,還需要進行消毒。常用的消毒方式有紫外線消毒、臭氧消毒和氯消毒等。

雨水滲透系統(tǒng)的水源來自于不透水路面和綠地收集的雨水。從不透水路面收集的雨水水質較差,綠地主要是靠滲透方式來收集雨水,收集水量有限,依據雨水滲漏系統(tǒng)的水源特點,雨水滲透系統(tǒng)有雙重作用。第一,通過滲透原理對原始水源進行過濾等處理,提高水源水質標準,可以直接用于衛(wèi)生間沖廁系統(tǒng)、綠化灌溉系統(tǒng)、水景觀系統(tǒng)和洗車系統(tǒng)等;第二,通過雨水的滲透過程可以恢復自然土壤或建筑地面的可滲透性,改善生態(tài)環(huán)境。根據滲透介質的不同可以把雨水滲透系統(tǒng)分為分散滲透系統(tǒng)和集中滲透系統(tǒng)。分散滲透系統(tǒng)的滲透介質為滲透地面和滲透管溝,分散滲透設備簡單但是滲透速度慢。集中滲透系統(tǒng)的滲透介質為滲透水池和滲透盆地,集中滲透規(guī)模大,凈化能力強。

中水和雨水均為非傳統(tǒng)水源,中水水量大,但是處理工藝復雜,雨水雖然可靠性和安全性高,容易被公眾接受,但是水量隨季節(jié)等因素變化,隨機性大。

3 建筑節(jié)水器具及設備

除了通過提高中水和雨水等非傳統(tǒng)水源利用率的節(jié)水措施之外,在水資源使用過程中節(jié)約和減少用水也可以提高水的有效利用率。通過調研分析，使用節(jié)水器具及設備的系統(tǒng)可以節(jié)省2%—50%的用水量,節(jié)水效果十分明顯。在《綠色建筑技術導則》中明確指出,為了避免出現跑、冒、滴、漏等浪費水源的問題,建筑給水系統(tǒng)中需要采用節(jié)水器具及設備。常用的節(jié)水器具和設備有節(jié)水型閥門和節(jié)水型水龍頭[5]。

常用的節(jié)水型閥門有延時自閉式沖洗閥、表前專用控制閥和EKB軟密封閥門。延時自閉式沖洗閥有延時沖洗和自動關閉的功能;表前專用控制閥采用特殊工藝,可以起到調節(jié)器的功能;EKB軟密封閥門密封性優(yōu)于普通閥門。

常用的節(jié)水型水龍頭有磁控水龍頭和停水自動關閉水龍頭。磁控水龍頭克服了傳統(tǒng)水龍頭因機械傳動造成的跑、冒、滴、漏現象。停水自動關閉水龍頭可以避免停水時用戶未及時關閉水龍頭造成的溢流現象。

4 總結

綠色建筑的給排水系統(tǒng)在規(guī)劃、設計以及運行等各個階段都需要考慮到各項節(jié)水技術措施[6]。本文介紹的各項節(jié)水技術措施可以結合起來,相鋪相成共同發(fā)揮節(jié)水功能[7]。例如針對一個實際的建筑或給排水系統(tǒng),首先,要根據當地的條件、現場實際情況來設計建筑中水系統(tǒng)以及建筑滲透給水系統(tǒng)的類型;其次,根據系統(tǒng)的實際類型和特點選取適用的用水器具和設備[8];最后,在給排水系統(tǒng)的運行過程中要加強節(jié)水管理和節(jié)水宣傳。