浅析绿色建筑节水与水资源利用技术

刘琳琳　贺琳　黄迪　韩晓瀚　王佳媛

（1青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266033 2青岛市环境保护局黄岛分局山东青岛266555）

浅析绿色建筑节水与水资源利用技术

刘琳琳1贺琳2黄迪1韩晓瀚1王佳媛1

（1青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266033 2青岛市环境保护局黄岛分局山东青岛266555）

本文主要介绍了绿色建筑节水和水资源利用的几种措施，包括绿色建筑供水系统节水技术，雨水综合利用技术和中水回收利用技术。本文对这几种节水技术及各个技术在生活中的实际应用进行了介绍。

绿色建筑；雨水利用；中水回用

1前言

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。推动绿色建筑的全面发展是实现我国建筑业与房地产业新时期蓬勃发展的重要途径[1]。随着社会的不断发展，人们对生活环境的要求越来越高，整个社会的环保意识不断增强，如何在城市建筑设计中推广绿色建筑的理念与技术，值得持续的研究和实践。

2节水和水资源利用措施

根据我国《绿色建筑评价标准》(GBT50378—2014)，在绿色建筑设计中节水和水资源利用技术占有的比重较大，因此在建筑未来的设计过程中应充分考虑如何运用绿色建筑理念实现节约水资源和提高水资源的利用率。在国内外现有的绿色建筑的应用技术中，最具可实现性的节水与水资源利用措施主要包括:降低供水管网漏损率;加强节水器具的推广使用;充分利用中水回用和雨水回灌技术;紧抓设计环节，严格执行节水标准和措施[2]。

2.1使用节水器具和绿化节水灌溉技术

生活用水在城市总供水量的比重逐年升高，配水装置和卫生设备作为水的最终使用单元，大力推行节水器具是减少水资源的宏观流失和提高建筑节水成效的重要途径和手段。如今我们提倡恒流、高速、低流量、大覆盖面积洗涤用水的新理念，应选用《当前国家鼓励发展的节水设备(产品)》目录中公布的节水设备、器材和器具，并根据不同的用水功能情况、用水功能等特定条件，合理的选用节水龙头、节水便器、节水淋浴装置等。如采用陶瓷芯节水龙头代替普通水龙头。陶瓷芯节水龙头具有静压越高、节水量越大的卓越特点。在相同的水压条件下，陶瓷芯节水龙头比普通水龙头的节水效果更好，节水率可高达30%。现今，应用节水器具在建筑节水的众多措施中是最简单易行的，在国内外许多实际工程建筑中取得了一定的成效。如印度绿色商务中心、上海万科朗日园、绿地汇创国际广场准甲办公楼等建筑中分别使用了无水小便器、3L/6L两档节水型虹吸式排水坐便器、水温调节器及节水型淋浴喷嘴淋浴器等节水器具。

随着人们对健康、环保、舒适的居住空间的要求不断提高，城市绿化面积不断增加，绿化灌溉用水量也逐年增长。《绿色建筑评价标准》（GB50378-2014）控制项规定:住区的绿化率不低于30%，人均公共绿地面积不低于1m2。因此，绿化灌溉设计中，应充分考虑节水灌溉技术以减少灌溉用水量。除了充分利用回用水灌溉外，使用喷灌方式比地面漫灌节水30%～50%，若逐步开展微灌、渗灌、低压灌溉等更加节水的景观灌溉形式，在此基础上设置土壤适度感应器、雨天关闭装置等节水控制措施，对节约水资源、提高空气质量、美化环境等起到积极作用。如青岛天泰美家专属服务公寓在绿化节水灌溉方面，采用轮灌制度，苗圃地主要使用地埋喷头如图1所示；喷头弹伸高度10cm，工作压力为0.275MPa，射程R=4.1m，全圆喷洒流量Q=0.169m/h，设计布置间距为4.1±0.5m。人工开启闸阀使系统进行喷灌工作，取得了较好的节水成效。

在建筑中合理利用这些节水器具，节约了大量城市生活用水，节水效率远远超过《绿色建筑评价标准》中“采用节水器具和设备,节水率不低于8%”的指标要求,是绿色建筑供水系统中简单、有效的节水措施。

图1苗圃地节水喷头

2.2雨水的综合利用技术

现在的城市路面处处硬化，雨水很难渗入地下补充地下水，只能造成水资源的白白流失；并且由于现在城市发展过快，很多城市的市政排水系统并不完善，以至于每逢大雨，城市内部便形成内涝，造成一定的经济损失。同时，对于雨水的资源化利用可以有效的缓解城市供水压力、水资源短缺等严重问题。因此，对于当代城市建设来说，研究雨水的排放和利用问题具有深远的意义。雨水回收及利用技术基本上是采取不用的方式将屋顶、路面的雨水进行收集，经过简单的工艺处理后达到城市杂用水的水质标准，用于非饮用水如道路冲洗、绿化浇灌、洗车或人工湖补水等。

2.2.1建筑工程实践中雨水的综合利用

近几年青岛大力推广绿色建筑，已有不少成功的案例。青岛天泰美家专属服务公寓在雨水回收综合利用方面取得了一定成效。该项目将地块内道路、屋面以及绿化的雨水统一收集至地块东南角的地埋式雨水处理构筑物中，雨水收集面积约1158m2。具体工艺如下；雨水经管网收集至初期雨水弃流装置内，弃流井中设置网罩用于截留雨水中经路面、管道冲刷携带的泥沙颗粒漂浮物，干净的雨水在提升泵作用下储存于雨水蓄水池中，经雨水提升泵提升后进入多介质过滤器，使雨水中部分可溶性COD与加药装置投加的絮凝剂充分混合，形成的较大的絮状体而被过滤去除。该工艺可有效降解雨水中的COD、N、P等污染物，出水通过消毒装置消毒后，进入清水池用于室外绿地浇灌、道路浇洒等。雨水处理工艺流程如图2所示。该项目雨水年收集量399.4m3/a，年利用量185.8m3/a，非传统水源利用率达到0.24%。

图2雨水处理工艺流程图

2.2.2海绵城市

随着“北京看海”等各种频发洪涝灾害的出现，传统的“灰色雨水基础设施”城市雨水排水方式受到了严峻的挑战。我们迫切需要引进一种新理念，将其运用到一些新兴城市的建设中。融入绿色建筑节水理念及技术到城市建设的每一个细节里，在整个城市未来的运作过程中发挥其最大功效。

积极引入雨水资源化的可持续发展及低影响开发理念，海绵城市可谓是这一领域的一大创举。海绵城市以“自然积存、自然渗透、自然净化”为目标，在其雨水系统设计过程中融入了很多绿色节水理念。海绵城市就是比喻城市像海绵一样，在应对环境变化和自然灾害时具有一定的调节能力，通过对径流雨水的“渗透、调蓄、净化、利用、排放”等多种技术途径，维持或恢复城市“海绵”的功能，使城市水循环过程更加“自然”。海绵城市的构建打破了传统的主要依靠管道、泵站等“灰色”设施来完成雨水的收集排放，在海绵城市的建设过程中采用了很多最新科技研究成果，如采用绿色街道、下凹式绿地、生态湿地、透水铺装、雨水调蓄池等低影响技术措施。

2.3中水回用技术

中水回用技术节约了为满足城市用水需求而必须从环境中取用的水量，既缓解了城市水资源短缺的状况，又充分体现了回用水体的“优质优用、低质低用”的原则。在绿色建筑中，中水水源一般分为两类：优质杂排水和含有粪便污水的生活污水（或杂排水）。中水回用主要应用于环境景观用水、消防、绿化、道路清扫、冲厕、建筑施工等方面。按照“高质高用、低质低用，生活用水、景观用水和绿化用水等不同水质要求分梯级处理回用”的原则[8]，在绿色建筑中推行中水回用技术和污水资源化利用战略对建筑水资源的良性循环具有深远影响。

中水的利用范围很广，选择不同中水水源和高效低耗的处理工艺，是满足《绿色建筑节水标准》中的节水率和非传统水源利用率的指标要求的关键。我国《建筑中水设计规范》对不同的中水水源、中水水质标准及处理工艺进行了详细的分类与介绍，并根据不同的进水水质分别提出了相应的处理工艺，但规范中未对处理工艺排出的达标出水水质进行详细的分类说明。《建筑中水设计规范》对中水处理共提出了七种处理工艺，工艺主体主要由“前处理+主要处理+后处理”组成。其中“前处理”均为物理处理，“主要处理”采用生物处理、物理化学处理、膜处理等先进工艺，“后处理”一般为过滤、消毒等。绿色建筑中水预处理流程如图3所示[9]。

图3绿色建筑中水预处理流程图

中水回用与开发技术在许多国家有着广泛的推广及应用。1991年日本开展了“造水计划”，把中水回用处理工艺作为主要的研究课题，在膜分离技术、膜生物反应器技术等方面取得了较好成绩。为了使中水得到充分的利用，日本政府专门设置了中水道系统，制定了大量的奖励政策大力加以推广。2000年美国加州中水年回用量达到8.64×108m3，占污水处理总量的10%，占全州城镇年用水量的7%[10]。以色列在中水回用方面是最具特色的国家。由于地理位置的特殊原因，以色列大部分处于干旱和半干旱地带，以色列46%的中水回用于土地灌溉，约33.3%的回用水回灌于地下，其余20%排入河道最后被间接应用于城市各个方面。各国在中水回用方面都有许多成功的经验和出色的范例，为最大限度的节约水资源、减轻城市供水和污水处理系统负担做出了极大的贡献。

3结语

今后在建筑的发展领域中，无视生态学和可持续性的状态是不允许的。节水和水资源利用作为绿色建筑内涵的重要体现，应把排放废水的减量化、资源化作为追求目标，并在城市开发建设的各个环节积极落实，从而保证人类拥有丰富、清洁的水资源可供使用。

[1]柴宏祥,胡学斌,彭述娟,王天云.绿色建筑节水项目全生命周期增量成本经济模型[J].华南理工大学学报:自然科学版,2010,11: 59-63.

[2]侯玲.基于蒙特卡罗模拟的绿色建筑节水和中水回用的决策模型[J].安徽农业科学,2012,08:4732-4734.

[3]刘晓峰,郭斌.关于绿色建筑及绿色建筑节水问题的研究[J].科技传播,2009,Z1:40-41.

[4]时燕.绿色建筑节水措施[J].中国高新技术企业,2011,04:92-93. [5]冯萃敏,付婉霞.集中热水供应系统的循环方式与节水[J].中国给水排水,2001,17（9）:46-48.

[6]赵晶波.浅析绿色建筑节水及水资源利用技术[J].民营科技, 2014,12:222.

[7]Mi Jeong Kim,MyoungWon Oh,Jeong TaiKim.A method for evaluating the performance of green buildingswith a focus on user experience[J].Energy&Buildings,2013,66.

[8]Hadas Gabay,Isaac A.Meir,Moshe Schwartz,Elia Werzberger. Cost-benefit analysis of green buildings:An Israeli office buildings casestudy[J].Energy&Buildings,2014.

[9]Wen-Hsien Tsai,Chih-Hao Yang,Jui-Chu Chang,Hsiu-Li Lee.An Activity-Based Costing decision model for life cycle assessment in green building projects[J].European JournalofOperational Research, 2014,2382.

[10]Hyojoo Son,Changwan Kim.Early prediction of the performance of green building projectsusing pre-projectplanning variables:dataminingapproaches[J].Journalof Cleaner Production,2014.

刘琳琳，女，在读硕士研究生，主要从事水环境系统分析研究工作。