低碳住区水环境规划设计研究

2011-08-15宋晓莹单连建

地下水 2011年2期

宋晓莹,单连建

(西北大学城市与环境学院,陕西西安 710127)

1 低碳住区水环境的涵义

1.1 低碳住区的涵义

目前,低碳住区领域的研究尚处于探索阶段,国内对于低碳住区的研究还没有形成统一涵义。清华大学建筑学院工学博士朱颖心认为生态住宅、绿色住宅从根本上来讲,就叫做可持续发展住宅,这是一个多种技术集成的结果,而不是单项的东西。低碳住区的内涵是全方位的立体环保工程。它是既适应地方生态而又不破坏地方生态的建筑,具有节地、节水、节能、改善生态环境、减少环境污染、延长建筑寿命等优点。低碳住区是技术的混合体。

低碳住区的理念不等于绿化,低碳除了绿色以外还意味着健康、生态环保、可持续发展等概念;低碳住区不等同于高建筑成本,高成本只针对于建设绿色住宅之初;低碳住区不等于城郊建筑,空气、环境等是绿色住宅的一方面,但更应该注重以人为本。

本文将低碳住区的涵义定为:低碳建筑;友好型住区规划与设计,即节能、节水、节地、自然、生态、环保;绿色交通出行体系,即住区内部交通与对外交通的规划与组织方面的低碳化策略三方面。

1.2 低碳住区水环境的涵义

在过去的相当长时间,居住区的水环境系统只简单分为给水和排水两个系统,但是随着人们的生态环境意识和生活质量的提高,住区水环境系统涵盖的内容扩充为:给水、排污、中水、景观水、雨水等系统。

低碳住区水环境规划设计是低碳住区规划设计中的主要组成部分。低碳理念的水环境设计应与低碳住区的其他各组成部分和谐统一,设计高效完整的分质给排水系统和中水回收利用系统,设计循环再生水景观水体系统和全面的雨水回收利用系统。

2 我国住区水环境现状

2.1 水循环系统完善程度低

目前,我国大部分居住区还是以传统的单一自来水供水管道系统和污水管道系统为主。随着社会的发展和人们生态环境意识的提高,这种方式已经不能满足人们对高品质生活的追求,于是产生了分质给排水系统及中水系统。随着人们对饮用水安全性要求的提高,对便捷、安全的直饮水有了需求。一些中高档居住区开始在市政自来水系统的基础上,建设优质直饮水系统。小区给水系统中出现了建筑中水便器冲洗水入户管道系统,就在居民楼另建一套给水系统,利用市政污水处理厂处理后的中水或小区内部收集优质杂排水进行处理的小型中水处理系统处理后的中水,进行建筑冲厕。小区建筑污废水排放系统,也在传统的单一污水管道系统继续存在的情况下,出现了新的形式。即随着中水利用的发展,出现了用于小区中水回用的污水分质收集系统,它包括污水管道系统和优质杂排水管道系统。中水的回用用途方案包括:厕所便器冲洗水、洗车用水、园林绿化用水、道路喷洒水、景观水体补充水等。

但是,目前国内住区水循环系统仍以传统的单一式给排水为主,分质给排水和中水系统因为造价和改造涉及工程量巨大的问题未能在全国大范围推广。

2.2 自然降水利用率极低

我国是世界上 13个最贫水的国家之一。而大量的居住区环境建设用水基本上是城市供应的可饮用淡水。资源的浪费与我国的缺水程度形成强烈的反差,充分利用自然降水已成为急需解决的问题。但是现实中,住区的地表被建筑屋顶和铺装地面覆盖,自然的降雨中落在屋顶上的雨水通过雨水管导流到街道上或是地下排水管中;落在铺装地面和道路上的雨水同样经过工程排水的组织,从地表流入排水孔,进入城市排水系统,不能进入地下补充地下水 ,同时暴雨又会增加河流的供水水位,加速对堤岸的冲蚀。因此研究如何在居住区环境建设中有效收集和利用自然降水,对营造居住区良好的生态环境具有重要的现实意义。

2.3 地表水的污染

住区的地表水,主要是从临近的河流湖泊中引入的水。一些小区的地表水景建设只从美学角度出发,随意地挖池修渠,却忽视了水域自身的净化,由于水景缺乏自身净化能力设计的考虑,使得景观用水必须频繁更换以保持清洁,否则就成了一汪死水。

3 低碳住区水环境规划设计研究

水环境规划是低碳住区规划的非常重要的组成部分。低碳水环境规划提供安全、卫生健康的生活用水、绿化与景观用水等。做好水量平衡,努力提高水循环利用率和用水效率,节约用水、减少污水排放量,实现水资源的可持续发展和利用。

3.1 低碳住区水环境规划设计原则

低碳住区水环境设计是住区设计的重要内容之一。合理的规划、设计可调节水文、供养生物、维护生物多样性、吸尘、减噪、净化环境。而且其自生、循环的原则与特点也有利于节约资,是实现可持续发展的必然选择。概括而言,应遵循以下原则:

(1)大力推进从传统模式向低碳模式的转型。改变过去住区建设中水源、水环境、景观水环境及水安全彼此分割的状况,转变为统筹兼顾住区内水体及内外多个环节;整合与调度上水、中水、下水、地表水、地下水、雨水和废水,充分发挥小区内水与水体在生活、社会、生态等多方面的服务功能,形成相互联系、相互依存、相生相克,互为因果的水系统。

(2)充分有效地保护与利用水资源。给水应开源节流,就地充分利用雨水、中水,按不同功能进行分质供水、分质利用。以达到一水多用、节约用水的目的。

(3)防治水污染。废水处理于利用中,促进水生态代谢从良性小循环到大循环的转变。从源头上减少废、污水产生量;减少污染质输入水中的途径和量,就地、分类、分质处理与利用。从人工处理到自然净化,促进与增加水中污染物质的迁移、转化、流通、输出的途径和数量。变污水为净水、变废水为利水、变雨水为水源,从而减少雨水、废水、污水的排放。

(4)住区内水体要从无到有、从线到面。溪、塘、瀑、管等明水与暗水、自然水与人工水、叠水与平水等与建构筑物、绿化空间、道路交通、居民室外活动空间的协调,提高水的安全性、吸尘、减噪、调节小气候等多功能。

(5)因地、因类制宜。具体贯彻生态工程学的整体性、协调性、自生性、再生和良性循环等原理,促使水资源在利用与消耗过程中达到长期的持续、稳定和生态平衡。

(6)控制投资、加大维护力度。住区水环境、水资源、水景观、水安全等生态建设的投资与运转费用应力争总体不高于常规工程。即使个别项目的投资可能略高,但其节能、节水、节约运转费用、省料、省管理费所获得的效益,应在 1～2年内就可弥补增加的建设投资,而且将有赢余。

3.2 低碳住区水环境规划设计方案研究

通过对国内现有经验问题的总结,并遵循低碳住区水环境规划设计的原则,得出低碳住区水环境规划设计方案如下:

(1)分质给水系统。设置分质给水水系统。饮用水由市政自来水统一供给;用建筑中水便器冲洗水入户管道系统,利用市政污水处理厂处理后的中水或者小区内部收集优质杂排水进行处理的小型中水处理系统处理后的中水,进行建筑冲厕。

(2)分质排污水系统。设计分质排污管道系统,将不同质量的生活用水分不同管道排放循环。收集厨房排水和便器污水排入市政污水网;收集其他生活废水,如淋浴、盥洗、洗衣等,排至小区中水处理设施,进行中水处理。

(3)中水循环系统。利用“微絮凝过滤 +生物活性炭 +二氧化氯消毒”处理工艺处理优质杂排水;提供绿地浇灌、道路浇洒、景观水补充用水;考虑安全性,提供独特的中水管道的标识。由于中水工程初期投资较高,所以要想制定成标准规范至少在目前看来是比较难于让开发商接受的。但是从长远看,在水资源越发缺乏的情况下,建设第二水资源一一中水势在必行,是今后节约用水发展的必然方向。

(4)景观水循环系统。设置景观水循环处理系统;景观水体水质保护采用包括生态、化学、水动力学方法在内的综合控制方案;设置有效的水体推流,可采用机械装置使之流动起来,与喷泉、瀑布等结合形成的循环水流,不仅会使流水不腐,而且也会产生很好的景观效果;设置湖水的溢流系统和退水系统;将雨水收集系统和景观水系结合起来,并配合水生植物和土壤过滤进行水的处理,使景观水系统流动起来并保持清洁形成优美的水景。

(5)雨水回收循环利用系统。在住区内建筑物上设计收集雨水的设施,将收集到的雨水用于消防、小区绿化、洗车、厕所冲洗和冷水补给等,也可以经过深度处理后供居民饮用;除了主干道上的雨水进入市政雨水管网之外,其他地方产生的雨水径流先经过草坪,然后进入景观水体;路面、停车场铺设透水路面;降低草地高程,接纳小区雨水径流;草地内设置入渗设施,最大限度的回补地下水;铺设渗透性排水管。

此外,选择节水性能好的用水设备。禁止使用国家明令淘汰的便器水箱、管材和有关的附属器具;选用当前国家鼓励发展的节水设备。