淺析綠色建筑項目中雨水回收系統(tǒng)規(guī)劃方案——以蘇州工業(yè)園區(qū)檔案管理中心為例

陸 鈮

（蘇州工業(yè)園區(qū)中新置地有限公司 江蘇蘇州 215021）

1 項目背景

蘇州工業(yè)園區(qū)檔案管理中心規(guī)劃建設(shè)成為各類檔案的匯集管理中心，以及展示工業(yè)園區(qū)建設(shè)以來的成果和工業(yè)園區(qū)今后的發(fā)展規(guī)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(shè)備用房、物業(yè)用房，另有兩個區(qū)域分別為5類乙級專業(yè)隊和6類丁級救護(hù)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(chǎn)交易中心和會議用房（4層）、規(guī)劃展示和建設(shè)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(shè)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(guī)劃展示廳顯示了城建的力量和特征，可持續(xù)創(chuàng)意園則體現(xiàn)了園區(qū)對未來城市建設(shè)的高瞻遠(yuǎn)矚。

2 設(shè)計方案

一般來講，非傳統(tǒng)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(zhì)一般較好，經(jīng)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(qū)雨水資源豐富，故本項目結(jié)合工程實際情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，針對雨水進(jìn)行了收集利用。本項目擬采用如下方案：

2.1 采用分質(zhì)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(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。生活用水引自市政管網(wǎng)經(jīng)水箱儲水加壓后供水，水箱設(shè)置水處理設(shè)備。

2.2 給水系統(tǒng)的引入管上設(shè)置總的計量水表。

2.3 建筑物內(nèi)的每個獨立經(jīng)濟(jì)核算單元分別設(shè)置計量水表。

2.4 景觀用水、道路沖洗用水根據(jù)用水點分布情況單獨設(shè)置計量水表。

2.5 冷卻塔補水單獨設(shè)置計量水表。

2.6 對屋面雨水進(jìn)行收集處理，達(dá)到雜用水標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)節(jié)池蓄水容積350m3。雜用水最高日用水量150m3。

2.7 衛(wèi)生器具采用感應(yīng)式水龍頭和感應(yīng)式?jīng)_洗閥4.26L沖洗箱。

2.8 用水定額依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)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(chǔ)資料分析

本項目所在蘇州地區(qū)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(tǒng)計

續(xù)表1 蘇州市常年各月降雨量統(tǒng)計

本項目雨水收集基礎(chǔ)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(shù)為0.9，綠化屋面徑流系數(shù)取0.35，綠地及部分場地綜合徑流系數(shù)取0.2；初期棄流系數(shù)為0.87；雨季，季節(jié)折減系數(shù)綜合取0.95；非雨季，考慮到有時雖有降雨但達(dá)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(shù)見表2。

表2 項目雨水收集基礎(chǔ)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(shù)×棄流系數(shù)×季節(jié)折減系數(shù)進(jìn)行計算如下（其中降雨集中期季節(jié)折減系數(shù)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(jié)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(shè)計規(guī)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(shè)計規(guī)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(shù)：約45d

綠化總需水量q2=29.6×210+8.9×110=7195m3/a

C.空調(diào)補水量：

圖1 蘇州市全年溫度統(tǒng)計圖

從圖1可以看出，需要用空調(diào)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(shù)計，共計使用100天，每日空調(diào)補水量約為88.8m3，則空調(diào)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(diào)補水每月需水量：

Q空調(diào)補水=88.8×0.8×30=2131.2m3

3）非傳統(tǒng)水源利用率

A每年用水量

用水量統(tǒng)計：本項目用水量分為生活用水量Q0、雜用水量q（空調(diào)循環(huán)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(jié)水器具后節(jié)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(tǒng)水源利用率

本案中非傳統(tǒng)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(tǒng)水源利用率，%；

Wu---雨水使用量，m3/a；

Wt---設(shè)計用水總量(規(guī)劃設(shè)計階段)或?qū)嶋H用水總量(運行階段)，m3/a。

4 方案選用

考慮到本項目非傳統(tǒng)水源利用率要達(dá)到40%的目標(biāo)，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(tǒng)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(dá)不到40%的目標(biāo)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(tǒng)計

續(xù)表3 本項目全年各月收集雨水統(tǒng)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(jié)果統(tǒng)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(jìn)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(shè)計一個儲水容積為350m3的調(diào)節(jié)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(diào)補水量大（2131.2m3/月），多余雨水可完全用于空調(diào)補水，不會溢出，從而達(dá)到了雨水的充分利用。

A：設(shè)計參數(shù)（按照夏季計算）

a設(shè)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(huán)周期），按每天工作2h計，

為：136÷7.5÷2=9.06m3/hr

b設(shè)計處理水量

Q處理=7.4+9.06=16.46m3/hr

c調(diào)節(jié)水量

調(diào)蓄池容積：350m3

清水池容積：150m3

總調(diào)節(jié)容積：500m3

B：非傳統(tǒng)水源利用率

Ru=（8175.2+836.7）÷20448.2=44.1%

C：雨水處理系統(tǒng)工藝流程

雨水處理的工藝應(yīng)滿足雨水的出水水質(zhì)符合相應(yīng)用途的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。（由于我國尚未制定民用建筑循環(huán)冷卻水補水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，故參考工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)），見表5。

表5 雨水出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》GB50400-2006中3.2.6規(guī)定：當(dāng)處理后的雨水同時用于多種用途時，其水質(zhì)應(yīng)按最高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。所以本項目中以循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求為標(biāo)準(zhǔn)。具體工藝流程如下：

圖2 雨水收集處理工藝流程圖

D技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

從增量成本和產(chǎn)出效益兩個方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。增量成本是指為增加一定的產(chǎn)出量而增加的成本。蘇州工業(yè)園區(qū)檔案館項目三星級綠色建筑節(jié)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(chǔ)上，為達(dá)到綠色建筑三星級要求而額外增加的成本。

a固定資產(chǎn)投資I

①土建工程費I1

包括350m3調(diào)節(jié)沉淀池、150m3清水池的土建費用。

②設(shè)備及其安裝工程費I2具體見表6。

表6 固定資產(chǎn)投資預(yù)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(hù)管理費及其他

主要包括日常養(yǎng)護(hù)、管理費、污泥處置、水質(zhì)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(dāng)?shù)厣虡I(yè)用水價格標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)。投資回收期有靜態(tài)和動態(tài)之分。考慮到本項目投資額度相對較小，且現(xiàn)是在設(shè)計階段對項目進(jìn)行評價，故用選用靜態(tài)投資回收期。計算公式如下：

Pt=I/B-C

式中 Pt—靜態(tài)投資回收期，a

I—固定資產(chǎn)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(jìn)行以上分析（略），得出如下結(jié)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(zhì)相對較好，且綠化屋面進(jìn)行收集后能提高項目的非傳統(tǒng)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(jié)語

5.1 城市水資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化，已經(jīng)成為制約現(xiàn)代城市發(fā)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(diào)控和地表（包括屋面）徑流調(diào)控，實現(xiàn)雨水的資源化，使水文循環(huán)向著有利于城市生活的方向發(fā)展，既可節(jié)省有限的水資源，又是保護(hù)環(huán)境、防治水污染、建設(shè)和諧社會的重要技術(shù)保障措施。雨水利用將會產(chǎn)生巨大的社會、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。

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

*節(jié)省自來水用量，節(jié)約水資源；

*緩解城市排水系統(tǒng)壓力，減小城市洪災(zāi)發(fā)生的機率；

*減輕城市地下水資源緊張的狀況，改善城市生態(tài)環(huán)境，具有重要的生態(tài)和環(huán)境效益；

*符合蘇州節(jié)水型城市的形象要求，具有良好的社會效益；

*提高非傳統(tǒng)水源利用率。

5.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理

本項目初投資約為61萬元，運營成本為0.2元/t，靜態(tài)回收期約為18a，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。

[1]綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)GB50378-2006[S].

[2]綠色建筑評價技術(shù)細(xì)則（建科[2007]205號）[S].

[3]建筑給水排水設(shè)計規(guī)范GB50015-2003[S].

[4]建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范GB50400-2006[S].

[5]城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T18920-2002[S].