雨水回用系统在绿色体育建筑设计中的应用

潘孝辉　方火明

(浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州　310028)



雨水回用系统在绿色体育建筑设计中的应用

潘孝辉方火明

(浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州310028)

根据舟山市体育场项目的用水特点，确定将雨水回用作为绿化用水及广场、道路浇洒水源，并进行了水量平衡计算分析，阐述了该雨水回用系统的设计方式，指出雨水回用系统具有良好的经济、生态环境及社会综合效益。

雨水回用系统，绿色建筑设计，水量平衡计算，经济效益

我国国土广袤，水资源总量比较丰富，但人均水资源较贫乏且部分地区水质不尽人意。据相关资料统计，全国几百个大中型城市，其中有一半以上缺水，缺水严重的城市竟占到1/6以上[1]。浙江省虽然整体上水资源分布广泛，水量丰富，但由于水污染等原因，导致可用水资源并不丰裕甚至短缺，属于水质性缺水区域。目前，缺水问题已经对我国生态、经济及社会发展造成了不利影响。因此，节约用水和使用替代传统水源的非传统水源就显得很有必要。雨水回用系统就是这种非传统水源形式之一，它的推广和应用可以一定程度上缓解和解决我国的缺水问题。

目前，中央和各地地方政府比较重视绿色建筑设计，而作为绿色建筑设计中很重要的一项，雨水回用系统也得到了大力的推广和应用，比如在北上广深等地，雨水回用系统的应用已经取得了颇为显著的效果[2]。

雨水收集回用系统，就是利用雨水管网将雨水收集后，按照不同的需求对收集的雨水进行处理后达到符合设计使用标准的系统。多数雨水收集回用系统由弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统组成。科学、合理、高效地利用雨水资源，不仅可以缓解城市缺水，而且能涵养与保护水资源、控制城市水土流失，减少水涝，控制城市地下水超采带来的漏斗效应与沉降，减轻水体污染以及改善城市生态环境。

1　项目概况

舟山市体育场位于舟山市体育文化区，用地面积112 724 m2，总建筑面积16 912 m2。

舟山地区淡水资源缺乏，但降水量充沛。表1为舟山市2007年—2014年内各月及年降雨量统计数据。

表1　舟山市2007年—2014年各月及年降雨量　mm

对表1数据进行计算分析可知，舟山市年平均降水量约为1 398.6 mm，年降水量丰富，适于采用雨水回用系统作为非传统水源部分替代传统水源[3-10]。

2　水量平衡计算分析

2.1需水量计算

本项目为体育场建筑，使用人数极不稳定；用于室外绿化灌溉及广场与道路冲洗的水量较大且对水质要求不高，降水收集储存后经一般处理即可满足使用要求。 另据《浙江省绿色建筑设计标准》规定，绿色建筑绿化灌溉及广场与道路冲洗等应优先考虑使用非传统水源。经综合考虑，本项目将处理后的雨水用于绿化灌溉及广场与道路冲洗。

1)绿化灌溉用水量。

据相关规范[11]规定，绿化浇灌用水按浇灌面积2 L/(m2·d)计算；年平均灌溉水量按0.28 m3/(m2·年)计算。本项目绿地面积为11 550 m2。绿化浇灌日用水量Qd=2×11 550/1 000=23.1 m3/d；绿化浇灌年用水量QT=0.28×11 550=3 234 m3/年。

2)道路、广场浇洒用水量。

据相关规范[11]规定，道路、广场浇洒用水按浇洒面积0.2 L/(m2·次)计算。年浇洒次数按30 d计算。本项目道路、广场面积约28 181 m2。道路、广场一次冲洗用水量:W=28 181×0.2/1 000=5.64 m3/次。道路、广场冲洗年用水量:Q道路=5.64×30=169.2 m3/年。

3)总用水量。

总用水量Q总=QT+Q道路=3 234+169.2=3 403.2 m3/年。

2.2可收集降水量计算

舟山市2007年—2014年平均降雨量为1 398.6 mm。本项目建筑屋顶面积14 533.8 m2，硬质路面及广场面积为28 181 m2。本设计收集屋面、硬质路面及广场等部位的雨水用作雨水回用系统水源，据相关规范[12]规定，雨水设计径流总量公式为：

W=αβψhA。

其中，W为雨水设计径流总量，m3；α为季节折减系数，取0.85；β为初期弃流系数，硬质路面及广场取0.8，屋面取0.9；ψ为雨水径流系数：硬质路面及广场、屋面取0.9；h为设计降雨厚度，mm；A为汇水面积，ha。

经计算，本项目可收集降水量为3 811 m3/年。

2.3水量平衡分析

经计算，本项目可收集降水总量为3 811 m3/年。

所需用水量(用于绿化浇灌及道路广场冲洗)为3 403.2 m3/年。

综上可知，本项目可收集的降水量多于所需水量，因此将收集的雨水经处理后替代自来水用于绿化浇灌、道路和广场冲洗是可行的。

3　雨水回用系统设计

本项目雨水回用系统具体工艺流程如图1所示。

本项目设计的雨水回用系统工艺流程为：雨水管网将屋面、硬质路面及广场等部位雨水收集经初期弃流后进入雨水蓄水池贮存。储存的雨水经提升进入地埋式一体化处理装置，对雨水中的 COD，SS及其他少量污染物做进一步处理，处理消毒后，最终进入清水水箱储存备用。清水水箱内设置变频供水装置一套，将清水加压送至用水点使用。

本项目采用地埋式一体化处理设备，集完整过滤、排污、投药消毒系统为一体，设备处理能力为10 m3/h。

蓄水池采用PP成品模块水池，蓄水池按10 d最大用水量来计算有效容积。经计算，蓄水池容量为250 m3，清水水箱容量为15 m3。

4　经济效益分析

4.1运营费用计算

1)设备能耗费用:设备每小时耗电量为2.6 kW·h，舟山当地电费0.589元/(kW·h)，设备处理能力为10 m3/h。故设备能耗费用=2.6×0.589/10=0.153元/t水。

2)药剂费用。按每处理1 t水0.02元计。

3)运行成本总费用计算:设备能耗费+药剂费=0.153+0.02=0.173元/t水。

4.2经济效益计算分析

本项目雨水收集回用系统土建及设备安装一次性固定投资30万元。

1)设备年运行费用:据计算，本项目设计拟用雨水回用系统供水的总需水量为3 403.2 m3/年，按照设备能耗费用0.173元/t水计算，一年运行的总费用为：3 403.2×0.173=588.8元。

2)市政供水费用:若用水全部采用市政供水，按舟山地区市政供水3.6元/t水计算，得出节约的水费为3 403.2×3.6=12 251.5元/年。

3)该系统在投产使用后每年能够省下的费用:年节省费用=12 251.5-588.8=11 662.7元/年。

4)投资回收年限。投资回收年限=300 000/11 662.7=25.7年。

5　结语

舟山市体育场项目采用雨水回用系统作为绿化用水及广场、道路浇洒水源，对该系统经济效益进行分析，结果表明：该雨水回用系统每年可节约自来水量约3 403 m3，约25.7年内可以回收成本，具有良好的经济、生态环境及社会综合效益。

[1]钱茜，王玉秋.我国中水回用现状及对策[J].再生资源研究,2003(1):27-30.

[2]刘金生.中水回用系统在校园内的应用探讨——以浙江建设职业技术学院为例[J].科技通报,2011(11)：895-898.

[3]浙江省统计局.2008浙江统计年鉴[M].北京：中国统计出版社,2008.

[4]浙江省统计局.2009浙江统计年鉴[M].北京：中国统计出版社,2009.

[5]浙江省统计局.2010浙江统计年鉴[M].北京：中国统计出版社,2010.

[6]浙江省统计局.2011浙江统计年鉴[M].北京：中国统计出版社,2011.

[7]浙江省统计局.2012浙江统计年鉴[M].北京：中国统计出版社,2012.

[8]浙江省统计局.2013浙江统计年鉴[M].北京：中国统计出版社,2013.

[9]浙江省统计局.2014浙江统计年鉴[M].北京：中国统计出版社,2014.

[10]浙江省统计局.2015浙江统计年鉴[M].北京：中国统计出版社,2015.

[11]GB 50555—2010，民用建筑节水设计标准[S].

[12]GB 50400—2006，建筑与小区雨水利用工程技术规范[S].

Application of rainwater collection and reuse system in green sports building design

Pan XiaohuiFang Huoming

(Zhejiang University Building Design Academy Co., Ltd, Hangzhou 310028, China)

According to Zhoushan gym project water usage features, the paper determines to treat rainwater collection as greening water and square and road watering sources, carries out water balance calculation analysis, describes the design of rainwater collecting system, which has good economic, ecological and social benefits.

rainwater collecting system, green building design, water balance calculation, economic benefits

1009-6825(2016)25-0178-03

2016-06-22

潘孝辉(1983- )，男，工程师；方火明(1983- )，男，工程师

TU991.64

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