淺談非傳統(tǒng)水資源利用在建筑小區(qū)中的設(shè)計應(yīng)用

顏鋮煒

（福建省漳州市建筑設(shè)計有限公司）

1 前言

水在人類的生產(chǎn)、生活中占據(jù)著不可或缺的一環(huán)，但是中國卻是一個嚴(yán)重干旱缺水的國家，水資源貧乏，人均水資源僅為世界平均水平的1/4。而且城市不論地上、地下的水源均受到不同程度的污染。水污染日趨嚴(yán)重，這不僅是水體的使用功能降低，激化水資源短缺的矛盾，也已嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康，因此節(jié)約水資源、水資源回用勢在必行。福建省人均水資源占有量雖基本屬于不缺水地區(qū)，但地區(qū)分布極不均衡，漳州屬于輕度缺水地區(qū)。筆者通過本項目在非傳統(tǒng)水源利用的設(shè)計上能對水資源回收有一些粗淺的思路及探討，若有不當(dāng)之處懇請讀者批評指正。

2 項目簡介

本建設(shè)工程為拆遷安置居住小區(qū)項目，包括8 棟住宅建筑、1 個商業(yè)中心，總建筑面積約為20.7 萬m2。地塊實際用地面積約為3.55 萬m2，綠地面積約為1.06 萬m2，道路面積約為0.7 萬m2，廣場面積約為0.6 萬m2，建筑單體占地面積約1.19 萬m2。本建設(shè)工程位于福建省漳州市，項目設(shè)計有雨水回收利用系統(tǒng)，收集屋面、小區(qū)道路及廣場、綠化景觀雨水，處理后用于景觀噴灌，道路、廣場澆灑等。

3 設(shè)計原則

居住小區(qū)雨水利用的目的，是盡可能減少外排雨水，提供小區(qū)內(nèi)雜用水和人工景觀水體的水耗補(bǔ)充，實現(xiàn)地塊內(nèi)雨水自消化，從而減少自來水用量，降低管理成本，達(dá)到國家綠色住宅建設(shè)相關(guān)節(jié)能減排要求，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

雨水利用設(shè)計思路：根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》GB50400（以下簡稱《雨水利用規(guī)范）），硬化地面雨水宜采用雨水入滲或排入水體；屋面雨水宜采用雨水入滲、收集回用，或二者相結(jié)合的方式。漳州屬于降雨量充沛、分布也較均勻地區(qū)，優(yōu)先采用屋面雨水收集回收系統(tǒng)（屋面面積5847.68m2）。以小區(qū)各棟建筑單體屋面雨水管道為依托，收集儲存雨水。雨量充沛季節(jié)儲存多余雨水于降水較少的季節(jié)綠化、清洗道路等使用，以達(dá)到節(jié)約用水，年用水平衡的目的。

4 項目用水量計算

4.1 綠化澆灑用水

漳州屬亞熱帶沿海城市，全年雨量充沛。根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015（以下簡稱《建給規(guī)范》），綠化澆灌用水定額取3.0L/m2·d，小區(qū)室外綠化面積為10643.55m2：

最高日澆灌用水量=3.0L/m2·d×10643.55m2

=31.93m3/d；

根據(jù)《節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)》，綠化澆灌用水定額取2L/m2·d：

平均日澆灌用水量=0.001×2L/m2·d×10643.55

=21.29m3/d

暖季型草坪一級養(yǎng)護(hù)，灌水定額為0.28m3/m2·a，則：年總澆灌用水量=0.28m3/m2·a×10643.55m2

=2980.19m3/a

按《雨水利用規(guī)范》要求，最高日用水量應(yīng)按《建給規(guī)范》執(zhí)行，綠化澆灌用水定額為1.0L/m2·d～3.0L/m2·d（3.1.4 條）；平均日用水量應(yīng)按《節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，澆水定額可取2.0L/m2·d（5.1.8 條）。若最高日定額取1.0L/m2·d，則用水量反而小于平均日用水量，顯然不合理。若按平均日用水量計算全年澆灌用水量，考慮部分未預(yù)見用水量，則計算計算出的結(jié)果會略小于按灌水定額計算出的年總澆灌用水量。綠化澆灌用水定額涉及的因素較多，應(yīng)根據(jù)各地具體情況綜合確定，《節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)》澆水定額按2.0L/m2·d 取值，存在一定的不合理性。建議給出一定的取值區(qū)間，由設(shè)計師根據(jù)項目具體情況取值較為合理。

4.2 道路、廣場澆灑用水

本項目道路為水泥、瀝青路面，廣場為硬質(zhì)鋪裝，亦參考道路澆灑用水量。因為漳州全年雨量較充沛，雨水沖刷亦可起到清洗的作用，所以根據(jù)《建給規(guī)范》，澆灑道路、廣場用水定額取2.0L/m2·d，小區(qū)道路、廣場總面積12947.45m2：

最高日澆灑用水量=2.0L/m2·d×12947.45m2

=25.90m3/d

根據(jù)《節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)》，澆灑道路、廣場用水定額取0.5L/m2·次，每日按早晚各1 次計算：

平均日澆灑用水量=0.5L/m2·次×12947.45m2

×2 次/d=12.94m3/d

年澆灑次數(shù)按30 次計，則：

年總澆灑用水量=12.94m3/d×30 次/a÷2

=194.10m3/a

年澆灑的次數(shù)，根據(jù)筆者對本小區(qū)及其周邊相似小區(qū)的調(diào)查，物業(yè)通常根據(jù)路面的污濁程度決定清洗方式，日常路面保潔多數(shù)以掃帚、清掃車等保潔工具清掃為主，用水沖洗路面的次數(shù)并不多。水沖洗只在節(jié)日、廟祝活動或小區(qū)內(nèi)裝修戶數(shù)較多對路面污染較為嚴(yán)重時才進(jìn)行。從上述計算結(jié)果看，最高日用水量占據(jù)近1/8的年用水量，即一年平均用水沖洗路面8 次，與實際清洗次數(shù)相比略為提高?！豆?jié)水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的年澆灑次數(shù)30 次只作為計算過程數(shù)據(jù)使用，不作為實際使用數(shù)據(jù)。

4.3 項目總用水量

通過上述計算，考慮10%的未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏失水量，本項目總用水量統(tǒng)計如表1。

5 雨水利用

5.1 可收集雨水量

根據(jù)《雨水利用規(guī)范》，雨水設(shè)計徑流總量公式：

表1 總用水量統(tǒng)計

式⑴中：

W——需控制及利用的雨水徑流總量(m3)；

φc——雨量徑流系數(shù)；

φ0——控制徑流峰值所對應(yīng)的徑流系數(shù)，應(yīng)復(fù)核當(dāng)?shù)匾?guī)劃控制要求；（根據(jù)規(guī)范，規(guī)劃沒有給出這個限值時，可取0.2～0.4）

hy——設(shè)計日降雨量（mm）；

F——硬化匯水面面積（hm2），應(yīng)按硬化匯水面水平投影面積計算。

查詢中國氣象局網(wǎng)站資料，本項目毗鄰龍海市，故采用龍海市區(qū)站數(shù)據(jù)。1981 年-2010 年累年08-08 時與累年20-20 時日降水量最高分別為32.4mm 和18.2mm。設(shè)計日降雨量取32.4mm。平屋面雨量徑流系數(shù)取0.9。

W=10×（0.9－0.2）×32.4×5847.68=132.63m3

初期徑流棄流量：

式⑵中：

W′——設(shè)計初期徑流棄流量（m3）；

δ——初期徑流厚度，屋面取2mm；

F——匯水面積(hm2)。

初定雨水儲存設(shè)施的儲水量：

Vh=W－W′=132.63m3－11.70m3=120.93m3

5.2 月水量平衡

月均綠化澆灌用水量：

2980.19m3/㎡·a÷12=248.35m3/月

月均道路、廣場澆灑用水量：

194.10m3/a÷12=16.175m3/月

根據(jù)表2 降雨數(shù)據(jù)計算所得，雖然全年降雨總量遠(yuǎn)超需求，但由于降雨在時間上的不均勻性導(dǎo)致一年中10 月至次年1 月降雨量不足，其中11 月份的缺口最大，為176.4m3。若將所缺降水量全部儲存，則需近570m3的蓄水池，容積巨大。降雨與用水是一個連續(xù)漸進(jìn)的過程，大容積蓄水池的有效利用率低下，造成資源、空間浪費。

表2 月水量平衡計算

初定雨水儲水量120.93m3，10 月用水95.3m3，盈余24.7m3，則11 月雨水量缺口176.4－24.7=151.7m3，最終確定蓄水池有效容積為150m3。這個容積的蓄水池在空間及經(jīng)濟(jì)上皆較為合理，缺水的月份可通過其它水源進(jìn)行補(bǔ)充。由此屋面年徑流總量控制率為：

（（291.0×8+150.2+195.7+114.6+134.3）+150）÷6602.2=46.54%。

注：6602.2 為全年屋面總降雨量；150 為初始雨水蓄水池的蓄水量，應(yīng)當(dāng)計入。

6 結(jié)語

《福建省綠色建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》對一星級綠色建筑的年徑流總量控制率要求為55%，《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》將漳州劃為Ⅳ區(qū)（70%≤α≤85%），對整體的徑流控制要求不低。根據(jù)《福建省年徑流總量控制率及其設(shè)計降雨量》的研究，漳州地區(qū)控制率60%對應(yīng)的設(shè)計降雨量已達(dá)到17.4mm，若控制率為85%則對應(yīng)的設(shè)計降雨量高達(dá)40.4mm。

目前小區(qū)多為滿布地下室，通過自然和人工強(qiáng)化的入滲無法實現(xiàn)，只能通過收集回用、滯蓄、調(diào)蓄實現(xiàn)徑流控制。通過上述的項目計算分析可見，屋面回收利用的雨水有限，單屋面的徑流控制率而言只有46.54%，若與整個地塊全年的徑流量相比則控制率非常低。而采用滯蓄、調(diào)蓄需要建造龐大的蓄水池，對于寸土寸金的地產(chǎn)而言這種經(jīng)濟(jì)效益低下的投資少有愿意實行，如上述項目每年回用雨水三千多噸，節(jié)約水費不過幾千元，還不夠這套系統(tǒng)的維護(hù)費用，更不用說建造更大的體系去實現(xiàn)徑流量控制。調(diào)蓄、滯蓄是否可以依托于市政道路等公共資源建設(shè)上，通過建造區(qū)域的調(diào)蓄池等服務(wù)周邊地塊，從而實現(xiàn)整個區(qū)域的徑流控制。