淺析綠色建筑項目中雨水回收系統規劃方案——以蘇州工業園區檔案管理中心為例

陸 鈮

（蘇州工業園區中新置地有限公司 江蘇蘇州 215021）

1 項目背景

蘇州工業園區檔案管理中心規劃建設成為各類檔案的匯集管理中心，以及展示工業園區建設以來的成果和工業園區今后的發展規劃的展示中心。

工程總建筑面積約84000m2，其中地下室建筑面積約為18600m2，層高6.3m，主要用途為地下車庫、設備用房、物業用房，另有兩個區域分別為5類乙級專業隊和6類丁級救護站，面積約4000m2；地上4～19層，建筑高度為地上91m，分別為檔案管理中心（19層）、共享大廳（4層）、房產交易中心和會議用房（4層）、規劃展示和建設成就展示館（4層）。就其功能而言檔案館將成為保存城市建設歷史的知識庫，成就展示廳則是展示城建歷史及成就的場所，規劃展示廳顯示了城建的力量和特征，可持續創意園則體現了園區對未來城市建設的高瞻遠矚。

2 設計方案

一般來講，非傳統水源利用主要是指包括中水、海水、雨水的利用。考慮項目建成后主要用于檔案保存、展覽展示、接待等，辦公部分所占比例非常少，周圍又無再生水廠，中水水源難以保證；對本項目來說，海水的提取及處理成本相對較高；而雨水作為水源，水質一般較好，經過一定處理后就可以直接回用，是最好的雜用水水源之一，同時，項目所處蘇州地區雨水資源豐富，故本項目結合工程實際情況，通過技術經濟分析，針對雨水進行了收集利用。本項目擬采用如下方案：

2.1 采用分質供水：屋面雨水回收處理后作冷卻塔補水、道路沖洗、景觀用水、綠化澆撒，水質達到回用標準。生活用水引自市政管網經水箱儲水加壓后供水，水箱設置水處理設備。

2.2 給水系統的引入管上設置總的計量水表。

2.3 建筑物內的每個獨立經濟核算單元分別設置計量水表。

2.4 景觀用水、道路沖洗用水根據用水點分布情況單獨設置計量水表。

2.5 冷卻塔補水單獨設置計量水表。

2.6 對屋面雨水進行收集處理，達到雜用水標準，調節池蓄水容積350m3。雜用水最高日用水量150m3。

2.7 衛生器具采用感應式水龍頭和感應式沖洗閥4.26L沖洗箱。

2.8 用水定額依據《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003計算。

2.9 雜用水儲水箱采用河水和城市自來水作為備用水源。

3 降雨量基礎資料分析

本項目所在蘇州地區最大年降雨量1545mm，最小604mm，歷史最高水位2.49m，最低0.01m，多年平均水位0.88mm，多年平均降雨量：1076mm，4~9月為降雨集中期， 各月平均100mm~160mm，約占全年70%以上。

表1 蘇州市常年各月降雨量統計

續表1 蘇州市常年各月降雨量統計

本項目雨水收集基礎條件：

本方案可收集雨水包括硬屋面、綠化屋面、綠地及部分場地，硬屋面徑流系數為0.9，綠化屋面徑流系數取0.35，綠地及部分場地綜合徑流系數取0.2；初期棄流系數為0.87；雨季，季節折減系數綜合取0.95；非雨季，考慮到有時雖有降雨但達不到徑流厚度，不會形成地面徑流，故收集量按照降雨量的40%收取；其中，綠化屋面本身具有凈化作用，故不考慮初期雨水棄流。具體參數見表2。

表2 項目雨水收集基礎條件

水量平衡分析：

3.1 可收集雨水量Q

本方案可收集雨水包括硬屋面Q1、綠化屋面Q2及路面Q3，三個部分，按照可收集雨水量=年降雨量×匯水面積×徑流系數×棄流系數×季節折減系數進行計算如下（其中降雨集中期季節折減系數取0.95，雨季降雨量占全年降雨量的70%計，雨水相對較少季節考慮到雖有降雨但不一定都形成徑流，故非雨季收集雨水量按降雨量的40%取）：

可收集雨水量

Q=Q1+Q2+Q3=8175.2+836.7+625.4=9637.3m3/a

3.2 項目雜用水量q

A.汽車庫地面沖洗q1:

按照每月沖洗4次計算，q1=2×17000×4×12÷1000=1632m3/a道路沖洗用水定額為2～3L/m2.d。《建筑給水排水設計規范》（GB50015－2003）

B.綠化用水q2：

3-10月每日需水量：q綠化1=2×14800÷1000=29.6m3/d

綠化用水定額為1～2L/m2.d。《建筑給水排水設計規范》（GB50015－2003）

11-2月平均每日需水量：q綠化2=29.6×30%=8.9m3/a扣除全年雨天數：約45d

綠化總需水量q2=29.6×210+8.9×110=7195m3/a

C.空調補水量：

圖1 蘇州市全年溫度統計圖

從圖1可以看出，需要用空調的時間為6、7、8、9、四個月，按照7、8月份分別使用30天、6月和9月份按部分天數計，共計使用100天，每日空調補水量約為88.8m3，則空調補水需水量共為：q3=8.8×0.8×100=7104m3/a（日均用水量按最高日的0.8取值）空調補水每月需水量：

Q空調補水=88.8×0.8×30=2131.2m3

3）非傳統水源利用率

A每年用水量

用水量統計：本項目用水量分為生活用水量Q0、雜用水量q（空調循環補水量、綠化用水量、汽車庫地面沖洗等）。

即Q用=Q0+q

1）生活用水量Q0=22.1×0.8×70%×365=4517.2m3/a（每日生活用水量最高為22.1m3）

其中，日均用水量按最高日的0.8取值，且采用節水器具后節水率取30%。

2）雜用水量q=1632+7195+7104=15931m3/a

3）總用水量Q用=Q0+q=4517.2+15931=20448.2m3/a

B非傳統水源利用率

本案中非傳統水源利用率主要是對雨水的收集利用。

可通過下列公式計算：

式中，Ru---非傳統水源利用率，%；

Wu---雨水使用量，m3/a；

Wt---設計用水總量(規劃設計階段)或實際用水總量(運行階段)，m3/a。

4 方案選用

考慮到本項目非傳統水源利用率要達到40%的目標，若只單獨收集硬屋面、綠化屋面、場地雨水中的任何一項，則非傳統水源利用率分別為：

Ru1=8175.2÷20448.2<40%

Ru2=836.7÷20448.2<40%

Ru3=625.4÷20448.2<40%

由于Ru1、Ru2、Ru3均達不到40%的目標要求，所以，雨水可收集范圍必須是硬屋面+綠化屋面或者硬屋面+場地或者是硬屋面+綠化屋面+場地。

方案一：硬屋面+綠化屋面雨水收集利用

方案二：硬屋面+場地雨水收集利用

方案三：硬屋面+綠化屋面+場地雨水收集利用

表3 本項目全年各月收集雨水統計

續表3 本項目全年各月收集雨水統計

1）方案一、硬屋面+綠化屋面雨水收集

表4 本項目各項用水量綜合結果統計

從表4可以看出，只有2、4、5、11月份雨水略有盈余，其余時間雜用水量還需用自來水進行補充；同時，由于在降雨量大的6、7、8、9月份，回用水量也最大，即降雨集中期與回用水量最大期正好吻合。

本案設計一個儲水容積為350m3的調節池和一個150m3清水池，收集池有效容積為V=500m3。在夏季，由于空調補水量大（2131.2m3/月），多余雨水可完全用于空調補水，不會溢出，從而達到了雨水的充分利用。

A：設計參數（按照夏季計算）

a設計用水量

綠化用水量，按照每天工作4h計，為：29.6m3÷4=7.4m3/hr

汽車庫地面沖洗，（以7.5d為循環周期），按每天工作2h計，

為：136÷7.5÷2=9.06m3/hr

b設計處理水量

Q處理=7.4+9.06=16.46m3/hr

c調節水量

調蓄池容積：350m3

清水池容積：150m3

總調節容積：500m3

B：非傳統水源利用率

Ru=（8175.2+836.7）÷20448.2=44.1%

C：雨水處理系統工藝流程

雨水處理的工藝應滿足雨水的出水水質符合相應用途的水質標準。（由于我國尚未制定民用建筑循環冷卻水補水的水質標準，故參考工業循環冷卻水水質標準），見表5。

表5 雨水出水水質標準

根據《建筑與小區雨水利用工程技術規范》GB50400-2006中3.2.6規定：當處理后的雨水同時用于多種用途時，其水質應按最高水質標準要求。所以本項目中以循環冷卻水水質要求為標準。具體工藝流程如下：

圖2 雨水收集處理工藝流程圖

D技術經濟分析

從增量成本和產出效益兩個方面進行技術經濟分析。增量成本是指為增加一定的產出量而增加的成本。蘇州工業園區檔案館項目三星級綠色建筑節水部分工程增量成本即為在綜合考慮同期同類型工程成本的基礎上，為達到綠色建筑三星級要求而額外增加的成本。

a固定資產投資I

①土建工程費I1

包括350m3調節沉淀池、150m3清水池的土建費用。

②設備及其安裝工程費I2具體見表6。

表6 固定資產投資預算表

b年均運營成本C

①電費C1

主要包括水泵、處理裝置電費。本案中其他照明費用，因所占比例較小，忽略不計。

②藥劑費C2

③維護管理費及其他

主要包括日常養護、管理費、污泥處置、水質分析等。

運營成本按雨水0.2元/t計，則約為2000元。

c年均效益B

每年可利用雨水量約9012（8175.2+836.7）m3，按照蘇州當地商業用水價格標準4元/m3，則年均效益B為：

B=9012×4=36048元/a

d投資回收期：

投資回收期是指以項目的凈收益抵償全部投資需要的時間，可作為判定方案是否可行和方案選擇的重要指標。投資回收期有靜態和動態之分。考慮到本項目投資額度相對較小，且現是在設計階段對項目進行評價，故用選用靜態投資回收期。計算公式如下：

Pt=I/B-C

式中 Pt—靜態投資回收期，a

I—固定資產投資

B—年均效益，元/a

C'—年均運營成本，元/a本項目Pt=61/（3.6-0.2）=17.9整體回收期約18年。同理，對方案二和方案三進行以上分析（略），得出如下結論：

表7 三種方案比較

同時，由于綠化屋面本身對雨水具有凈化作用，水質相對較好，且綠化屋面進行收集后能提高項目的非傳統水源利用率，故本項目采取的是方案一，即綜合收集硬屋面與綠化屋面雨水。

5 結語

5.1 城市水資源短缺和生態環境惡化，已經成為制約現代城市發展的重要因素。充分利用雨水資源，可以大大減輕城市的需水壓力，緩解水資源緊張狀況。城市雨水利用，是通過雨水入滲調控和地表（包括屋面）徑流調控，實現雨水的資源化，使水文循環向著有利于城市生活的方向發展，既可節省有限的水資源，又是保護環境、防治水污染、建設和諧社會的重要技術保障措施。雨水利用將會產生巨大的社會、環境及經濟效益。

5.2 針對本項目通過收集屋面雨水進行綠化、冷卻塔補水等雜用，具有如下作用：

*節省自來水用量，節約水資源；

*緩解城市排水系統壓力，減小城市洪災發生的機率；

*減輕城市地下水資源緊張的狀況，改善城市生態環境，具有重要的生態和環境效益；

*符合蘇州節水型城市的形象要求，具有良好的社會效益；

*提高非傳統水源利用率。

5.3 技術經濟合理

本項目初投資約為61萬元，運營成本為0.2元/t，靜態回收期約為18a，技術經濟合理。

[1]綠色建筑評價標準GB50378-2006[S].

[2]綠色建筑評價技術細則（建科[2007]205號）[S].

[3]建筑給水排水設計規范GB50015-2003[S].

[4]建筑與小區雨水利用工程技術規范GB50400-2006[S].

[5]城市雜用水水質標準GB/T18920-2002[S].