雨水回用系統在綠色體育建筑設計中的應用

潘孝輝　方火明

(浙江大學建筑設計研究院有限公司，浙江 杭州　310028)

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雨水回用系統在綠色體育建筑設計中的應用

潘孝輝方火明

(浙江大學建筑設計研究院有限公司，浙江 杭州310028)

根據舟山市體育場項目的用水特點，確定將雨水回用作為綠化用水及廣場、道路澆灑水源，并進行了水量平衡計算分析，闡述了該雨水回用系統的設計方式，指出雨水回用系統具有良好的經濟、生態環境及社會綜合效益。

雨水回用系統，綠色建筑設計，水量平衡計算，經濟效益

我國國土廣袤，水資源總量比較豐富，但人均水資源較貧乏且部分地區水質不盡人意。據相關資料統計，全國幾百個大中型城市，其中有一半以上缺水，缺水嚴重的城市竟占到1/6以上[1]。浙江省雖然整體上水資源分布廣泛，水量豐富，但由于水污染等原因，導致可用水資源并不豐裕甚至短缺，屬于水質性缺水區域。目前，缺水問題已經對我國生態、經濟及社會發展造成了不利影響。因此，節約用水和使用替代傳統水源的非傳統水源就顯得很有必要。雨水回用系統就是這種非傳統水源形式之一，它的推廣和應用可以一定程度上緩解和解決我國的缺水問題。

目前，中央和各地地方政府比較重視綠色建筑設計，而作為綠色建筑設計中很重要的一項，雨水回用系統也得到了大力的推廣和應用，比如在北上廣深等地，雨水回用系統的應用已經取得了頗為顯著的效果[2]。

雨水收集回用系統，就是利用雨水管網將雨水收集后，按照不同的需求對收集的雨水進行處理后達到符合設計使用標準的系統。多數雨水收集回用系統由棄流過濾系統、蓄水系統、凈化系統組成。科學、合理、高效地利用雨水資源，不僅可以緩解城市缺水，而且能涵養與保護水資源、控制城市水土流失，減少水澇，控制城市地下水超采帶來的漏斗效應與沉降，減輕水體污染以及改善城市生態環境。

1　項目概況

舟山市體育場位于舟山市體育文化區，用地面積112 724 m2，總建筑面積16 912 m2。

舟山地區淡水資源缺乏，但降水量充沛。表1為舟山市2007年—2014年內各月及年降雨量統計數據。

表1　舟山市2007年—2014年各月及年降雨量　mm

對表1數據進行計算分析可知，舟山市年平均降水量約為1 398.6 mm，年降水量豐富，適于采用雨水回用系統作為非傳統水源部分替代傳統水源[3-10]。

2　水量平衡計算分析

2.1需水量計算

本項目為體育場建筑，使用人數極不穩定；用于室外綠化灌溉及廣場與道路沖洗的水量較大且對水質要求不高，降水收集儲存后經一般處理即可滿足使用要求。 另據《浙江省綠色建筑設計標準》規定，綠色建筑綠化灌溉及廣場與道路沖洗等應優先考慮使用非傳統水源。經綜合考慮，本項目將處理后的雨水用于綠化灌溉及廣場與道路沖洗。

1)綠化灌溉用水量。

據相關規范[11]規定，綠化澆灌用水按澆灌面積2 L/(m2·d)計算；年平均灌溉水量按0.28 m3/(m2·年)計算。本項目綠地面積為11 550 m2。綠化澆灌日用水量Qd=2×11 550/1 000=23.1 m3/d；綠化澆灌年用水量QT=0.28×11 550=3 234 m3/年。

2)道路、廣場澆灑用水量。

據相關規范[11]規定，道路、廣場澆灑用水按澆灑面積0.2 L/(m2·次)計算。年澆灑次數按30 d計算。本項目道路、廣場面積約28 181 m2。道路、廣場一次沖洗用水量:W=28 181×0.2/1 000=5.64 m3/次。道路、廣場沖洗年用水量:Q道路=5.64×30=169.2 m3/年。

3)總用水量。

總用水量Q總=QT+Q道路=3 234+169.2=3 403.2 m3/年。

2.2可收集降水量計算

舟山市2007年—2014年平均降雨量為1 398.6 mm。本項目建筑屋頂面積14 533.8 m2，硬質路面及廣場面積為28 181 m2。本設計收集屋面、硬質路面及廣場等部位的雨水用作雨水回用系統水源，據相關規范[12]規定，雨水設計徑流總量公式為：

W=αβψhA。

其中，W為雨水設計徑流總量，m3；α為季節折減系數，取0.85；β為初期棄流系數，硬質路面及廣場取0.8，屋面取0.9；ψ為雨水徑流系數：硬質路面及廣場、屋面取0.9；h為設計降雨厚度，mm；A為匯水面積，ha。

經計算，本項目可收集降水量為3 811 m3/年。

2.3水量平衡分析

經計算，本項目可收集降水總量為3 811 m3/年。

所需用水量(用于綠化澆灌及道路廣場沖洗)為3 403.2 m3/年。

綜上可知，本項目可收集的降水量多于所需水量，因此將收集的雨水經處理后替代自來水用于綠化澆灌、道路和廣場沖洗是可行的。

3　雨水回用系統設計

本項目雨水回用系統具體工藝流程如圖1所示。

本項目設計的雨水回用系統工藝流程為：雨水管網將屋面、硬質路面及廣場等部位雨水收集經初期棄流后進入雨水蓄水池貯存。儲存的雨水經提升進入地埋式一體化處理裝置，對雨水中的 COD，SS及其他少量污染物做進一步處理，處理消毒后，最終進入清水水箱儲存備用。清水水箱內設置變頻供水裝置一套，將清水加壓送至用水點使用。

本項目采用地埋式一體化處理設備，集完整過濾、排污、投藥消毒系統為一體，設備處理能力為10 m3/h。

蓄水池采用PP成品模塊水池，蓄水池按10 d最大用水量來計算有效容積。經計算，蓄水池容量為250 m3，清水水箱容量為15 m3。

4　經濟效益分析

4.1運營費用計算

1)設備能耗費用:設備每小時耗電量為2.6 kW·h，舟山當地電費0.589元/(kW·h)，設備處理能力為10 m3/h。故設備能耗費用=2.6×0.589/10=0.153元/t水。

2)藥劑費用。按每處理1 t水0.02元計。

3)運行成本總費用計算:設備能耗費+藥劑費=0.153+0.02=0.173元/t水。

4.2經濟效益計算分析

本項目雨水收集回用系統土建及設備安裝一次性固定投資30萬元。

1)設備年運行費用:據計算，本項目設計擬用雨水回用系統供水的總需水量為3 403.2 m3/年，按照設備能耗費用0.173元/t水計算，一年運行的總費用為：3 403.2×0.173=588.8元。

2)市政供水費用:若用水全部采用市政供水，按舟山地區市政供水3.6元/t水計算，得出節約的水費為3 403.2×3.6=12 251.5元/年。

3)該系統在投產使用后每年能夠省下的費用:年節省費用=12 251.5-588.8=11 662.7元/年。

4)投資回收年限。投資回收年限=300 000/11 662.7=25.7年。

5　結語

舟山市體育場項目采用雨水回用系統作為綠化用水及廣場、道路澆灑水源，對該系統經濟效益進行分析，結果表明：該雨水回用系統每年可節約自來水量約3 403 m3，約25.7年內可以回收成本，具有良好的經濟、生態環境及社會綜合效益。

[1]錢茜，王玉秋.我國中水回用現狀及對策[J].再生資源研究,2003(1):27-30.

[2]劉金生.中水回用系統在校園內的應用探討——以浙江建設職業技術學院為例[J].科技通報,2011(11)：895-898.

[3]浙江省統計局.2008浙江統計年鑒[M].北京：中國統計出版社,2008.

[4]浙江省統計局.2009浙江統計年鑒[M].北京：中國統計出版社,2009.

[5]浙江省統計局.2010浙江統計年鑒[M].北京：中國統計出版社,2010.

[6]浙江省統計局.2011浙江統計年鑒[M].北京：中國統計出版社,2011.

[7]浙江省統計局.2012浙江統計年鑒[M].北京：中國統計出版社,2012.

[8]浙江省統計局.2013浙江統計年鑒[M].北京：中國統計出版社,2013.

[9]浙江省統計局.2014浙江統計年鑒[M].北京：中國統計出版社,2014.

[10]浙江省統計局.2015浙江統計年鑒[M].北京：中國統計出版社,2015.

[11]GB 50555—2010，民用建筑節水設計標準[S].

[12]GB 50400—2006，建筑與小區雨水利用工程技術規范[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

潘孝輝(1983- )，男，工程師；方火明(1983- )，男，工程師

TU991.64

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