高层住宅中水自循环系统探索

王增黎 徐锦华

[摘 要]本文为化解城市水资源高消耗和污水排放急增的城市水患难题，利用高层住宅建筑的水环境特点，分析论证了城市高层住宅建筑实行中水回用新技术的可行性和现实性，提出了城市高层住宅建筑节水减排的新设计思路和应用方法，为化解城市水问题打开了一扇新的窗口。

[关键词]高层住宅建筑;节水减排;中水循环;分流排水;分质供水;节水设计

[中图分类号]TU991 [文献标识码]A [文章编号]1008-4649（2020）02-0093-04

Abstract：This paper aims to solve the problem of high water consumption and high sewage discharge in cities， Using the Water Environment Characteristics of High-rise Residential Buildings， The feasibility and reality of the new technology of reclaimed water reuse in urban high-rise residential buildings are demonstrated. A new design idea and application method for water saving and emission reduction of urban high-rise residential buildings are put forward. Opened a new window to solve the urban water problem.

Key word：High-rise residential;Water-saving emission reduction; Medium water cycle; Diverted drainage Quality Water Supply; Water Saving Design

随着人口城市化节奏的加快，城市高层住宅建筑越来越多，而城市高层住宅建筑高耗水、高排污现象也将是持续性的城市环境和生态问题，缓解淡水消耗、减少污水排放、开发中水循环利用将是未来城市给水排水工程建设的核心任务。任何城市的给水排水系统都不可能无限制“加长、加粗”，只有改变观念，在城市总体规划上统筹兼顾，对建筑进行节水减排设计，使每栋高层住宅建筑都能节水减排，并适度进行建筑海绵化处理，而且巧用雨水、增加回用水循环，打节水减污的“人民战争”，才能兴利除弊，化解城市水资源高消耗和污水排放急增的水患难题。

一、必要性及现实性

高层住宅建筑是城市建筑的主角，重点关注城市高层住宅建筑节水减排的设计与实践，就是抓住了城市水问题的关键和龙头。

高层住宅建筑的建筑结构特点和设备运行特点、人员居住生活特点都显示它的水问题既有能得到综合处理的潜在优势，也有难以单纯、彻底解决的一些不利因素。

从用水角度来看，高层住宅建筑住户多、洁净水用水量大、污物冲洗量大，轻污水排量大（洗衣漂水、洗澡水等），如果能在建筑体内适当将轻污水处理后，作为中水回用于污物冲洗或其它洗涤，既可以节约净水、又可以减少污水排放，一举两得。另外，对于比较缺水的北方城市，利用高层住宅建筑体自身的结构特点，科学的收集、处理、蓄用雨水，作为回用水或者二次补充中水，也是节水效益很高的事业。实际上，很多城市开始进行的城市海绵化建设，已经把雨水回用于许多高层住宅建筑上，成绩显著。

二、新的设计思路王增黎，等.高层住宅中水自循环系统探索[J].陕西广播电视大学学报，2020，（2）.

开发高层住宅建筑的节水减排功能，科學应用开发中水系统，使其具备一定的海绵化特征，实质上是改变建筑的水循环机制（或者叫“建筑整体水生态系统”）。因此，建筑设计主导思想要向节水--海绵化的新理念转化，在给排水系统设计中，必须从过去单一的注重可用性、可靠性、舒适性，过渡到节水型、减排型、复用型。这将对建筑内外结构、房间布置、各种管道设备，特别是家庭住户的厨房、卫生间构造，带来很多不小的变革。

中水水源的选用应根据原排水的水质、水量、排水状况和中水回用所需的水质水量来确定，水源的选择应根据水量平衡和技术经济比较确定。首选用水量充足、稳定、污染物浓度低、水质处理难度小，安全且居民易接受的中水水源。家庭复用水（杂用水、中水）水质只要求达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）即可。

（一）水处理的指导思想应该是

a.分流制排水：雨污分流、轻重污水分流，轻污用、重污排，轻污水简单低成本处理成中水后循环回用，重污水直接排入污水立管;

b.分质供水：原水作为一次水直接供饮用、厨用和洗衣，雨水和轻污水处理后的杂用水形成二次供水水源，可用于冲厕、洗地、浇花、消防等。

（二）高层住宅建筑用水新的设计思路应该从下面四个方面入手

1、更新水循环路线

2、水量核算及水平衡

（1）设计条件：户均人口=3人;每人每周洗澡一次;每户每周集中洗衣一次;楼层=n（30>n>5）; 户均每日冲厕水量=Qc， 每日其它杂用水量=Qz（家庭杂用水量按日用水量的10%计），在自然循环状态下，每户日均冲污需要水量Qw;户均每日产生轻污水量Qx。

（2）设计举例：户均人口=3人;当地用水量标准为300L/人·d，每户有坐便、浴盆/淋浴器、洗脸盆和厨房洗涤盆各一只;在自然循环状态下，户均每日产生轻污水量Qx，户均每日需用中水量Q3=Qc+Qz。各用水项目百分比及折减系数见表1。[数据来源于《建筑给水排水工程》（ISBN 9787122077677，表6.2.1）]。

3、管道及储水设施设计布置

图2所示住宅中水排水用水系统的原理和特色是，各户轻重污水分流排放：各户重污水（厨用、冲厕水等）直接通过家用横管和建筑立管排掉 ;各户轻污水（洗衣水、洗澡水经初期弃流处理后）单独合流排出，上层轻污水利用重力直接向下层各户中水储水箱注水，各层横管与单元立管连接处采用横T型和S型管接头连接，以保证本层住户中水储水箱储满水再向下层流动。各层住户中水水箱都注满后再向下流动至分区中水水箱，分区中水水箱之水既可继续向下层各户供中水，也可经过分流水阀做其它杂用。

每户都需要自设简易储水＼输水设施;各户卫生间内设两套进水、两套排水管道，实现各户共享的分质供水、分流排放、自循环用水，能使每户内的厨卫闲置空间得到最充分利用;仅需一次性投资，后期运行费用低。

本方案解决了单栋建筑节水成本与用水规模的矛盾。虽然需要一定的首次建设费用或旧住宅改造费用，此中水管道系统的特点在于：（1）中水逐层收集输送系统;（2）轻重污水分流设计。但运行费用很低，维护也很简单，容易推广，特别适合于缺水地区的高层住宅建筑。

三、问题与完善

1、当然，高层住宅建筑推广中水回用技术，也存在一些问题，主要是：住宅用户构成复杂、利益需求复杂，有时难以统一协调;另外，增加中水回用系统设备，势必会额外增加建筑设备成本甚至运行成本。不过随着人们节水意识的不断提高以及水处理设备和技术的不断发展和改进，这些问题必然逐步得到化解和解决。

2、另外，还有一些技术难点需要得到有效应对：a、洗衣水的前期排重污水及沐浴重污水（特殊情况下）的弃流，而后续輕污水的连续收集;b、当中水产量远大于用水量时的储水方法和空间; c、建设成本与节水效益的平衡，如何保证中水处理成本（元/吨）远低于自来水成本（元/吨）。

3、随着建筑水处理材料和设备的进一步发展，住宅中水系统各部件尺寸及形状可以标准化、系列化，住宅中水系统的设施、部件可以模块化、集成化（包括水收集、输送、存储、应用等）。

[参考文献]

[1]王宗祥主编，建筑给水排水工程[ISBN9787122077677]，化学工业出版社， 241-259.

[2]王增黎，等，海绵建筑开发策略研究[J]，陕西广播电视大学学报，2019（21）：86-89.

[3]刘裕辉，等，滨海新区多水源分质供水的优化利用[J]，中国给水排水，2016（32），43-48.

[责任编辑 张宇龙]