淺談給排水設計中綠色建筑LEED相關雨水回用的設計

文/孫芾 同濟大學 環境科學與工程學院 上海 200092

文/孫芾 上海三益建筑設計有限公司 上海 200050

淺談給排水設計中綠色建筑LEED相關雨水回用的設計

文/孫芾 同濟大學 環境科學與工程學院 上海 200092

文/孫芾 上海三益建筑設計有限公司 上海 200050

本文主要敘述寧波綠地中心項目（桃渡路2#、4#地塊）設計過程中，結合LEED評審標準，如何通過規劃計算并設計雨水回用系統應用于4#地塊超高層辦公區域的坐便器及小便器的沖廁用水。

雨水回用；綠色建筑；LEED；節水率

0、雨水回用應用的重要性

我國的水資源浪費十分嚴重，水資源匱乏是不爭的事實。隨著水資源供需矛盾的日益加劇，越來越多的國家認識到雨水資源的價值，并采取了很多相應的措施，因地制宜的進行。

在居住區、建筑群、大型公用建筑等屋面及地面雨水，在收集后經過適當的處理之后，可用于灌溉、補充地下水資源。在城市中，經過收集處理的雨水還可以用于綠化景觀用水，道路沖洗，廁所環衛沖洗，工廠冷卻水等等一系列的非生活用水的行列，實施城市雨水收集利用的益處已成為人們普遍共識。

1、LEED評審相關介紹

LEED（Leadership in Energy and Environmental Design）是一個評價綠色建筑的工具。宗旨是：在設計中有效地減少環境和住戶的負面影響。目的是：規范一個完整、準確的綠色建筑概念，防止建筑的濫綠色化。

LEED在評審過程中引入了一個節水率的概念。節水率的確定是根據基準建筑和設計建筑間的用水量差異計算得出的。基準建筑和設計建筑之間用水量的差異與基準建筑用水量的比值即為建筑的節水率。建筑用水量取決于用水器具的規格，用戶的數量和使用次數。用戶用水器具的使用次數計算是基于建筑全日制用戶和訪客的數量假設。LEED評審時在基于滿足1992年能源政策法案（和修正法案）對于潔具的性能要求的基礎上引入在總體使用上少于經計算的建筑用水基準的建筑用水（不包括灌溉用水）的策略。

LEED評審的重點在于，一是通過控制節水型器具的采用來減少日用水量，二是通過非傳統水源的利用例如雨水回用來進一步減少市政生活日用水量的使用，以兩者共同作用的結果來衡量建筑工程的節水效果，即其重點在于比例上的控制，并且雨水收集回用的量必須全部用于坐便器、小便器的沖廁用水或者其他非直接接觸生活用水上，其節水率的計算是不考慮綠化、景觀、車庫道路沖洗等用途的，這一點來說不同于國內只要滿足了收集量的要求即使全部用于綠化景觀用水上即可。

結合本工程實例來看，本專業可以滿足的LEED得分點的有以下幾個項目可供選擇：1、水資源合理利用規劃；2、創新型廢水利用技術；3、減少水資源利用率；4、可再生能源利用。最終結合其他專業得分情況以及項目實際條件來看，我建議業主選擇上述1、3、4三項作為本次設計的目標，并且也得到了業主的支持。由于根據寧波當地節能管理部門的官方報告得出，本項目滿足日照時間大于2小時的屋面不多，在可再生能源利用（設計為太陽能熱水應用）這方面能夠滿足的量非常有限，因此我考慮把主要得分項放在減少水資源利用率這一塊。其中，針對減少水資源利用率這項，按照LEED評審的特點，依據設計節水率的量的差異，會有得分上的不同，為了盡可能的得到更多的分數以滿足本工程LEED評審的順利進行，最終我選擇雨水回用系統來做為本次設計的重點。

2、本工程雨水回用相關規劃、計算及系統設計

本工程項目所設定的目標為LEED-CS銀級的目標，其中為了滿足減少水資源利用率的得分，需要對節水率進行計算評估。在此前提下，我優先考慮本工程所有用水器具均采用節水型器具的策略，在經業主確認后，現設計采用節水型器具參數具體如下所示。

設計用水器具流量：本項目用水器具品牌待定，用水器具的流量見下表：

LEED標準中所規定的基準用水器具參數是依據1992年能源政策法案（和修正法案）而來的，此條例由美國政府頒布，他主要強調了商業，政府機構和住宅的房屋和設備的能源和水的消耗。下面提供了1992年能源政策法案（和修正法案）對于使用水的要求。

基準用水器具流量：

在確定了節水型器具的用水流量后，根據上述2個表格所示內容進行計算，并參照LEED評審規定的各項標準參數，通過一系列的詳細計算后，可以得出本工程在假設不考慮采用雨水回用系統，僅僅通過采用節水型用水器具時得到的節水率為多少，具體計算過程以及參考標準如下：

1.使用次數和時間假設：基于不同的功能，下表提供了設備的假設使用值。

2.計算人數

根據本工程 4#地塊 5 號樓 LEED 評審區域的塔樓面積及使用功能，參照規 范計算得出：辦公人數為 7100 人·班/d，行政公館人數為 80 人/d，會議室人數 為 2000 人·次/d。

本項目采用男性和女性的比例各位 50%計算，具體計算人數見下表。

其中全年計算天數（1-365）：260天（扣節假，雙休日）

3.基準建筑水量計算 表一：沖廁用水器具數據

表一：沖廁用水器具數據

表二：水流用水數據表

表三：用水量匯總表

水利水電 Hydropower Project

4.本工程建筑水量計算

表一：沖廁用水器具數據

表二：水流用水數據表

表三：用水量匯總表

由此可看出，僅僅通過使用節水型器具可以計算得出的本工程總節水率為 （14816250-11420375）/14816250＊100%=22.9%，按照 LEED-CS2009 評分體系 中 WE 部分的Credit 3 減少用水量的標準，可以得到 2 分的評價分。但是結合其 他專業得分情況來看，顯然 2分是不夠的，因此還需進行雨水收集回用的措施。

由于本工程占地面積大，地理區域位于寧波，屬于雨水較多區域，因此我考 慮采取“雨水/中水沖廁”的節水策略，來提高本項目的目標得分。本工程共有 4 個地塊，結合室外雨水管網設置條件，現考慮雨水收集方案如下：1、于 1#地塊 地下車庫內設置雨水收集池及處理機房，收集 1#地塊室外雨水，用于本工程室 外綠化、景觀及道路澆灑用水；2、于 4#地塊地下車庫內設置雨水收集池及處理 機房，收集其余各地塊室外雨水，并根據收集的量，用于 4#地塊 5 號樓 LEED 評審辦公區域設計樓層的坐便器和小便器的沖廁用途。

其中雨水回用相關計算如下所示。

1、本工程雨水水量平衡計算：

雨水收集量（綠地徑流系數：0.15，硬質地面和屋頂徑流系數0.9）

寧波市當地雨水氣象資料如下：

據以上數據可知，1～12月的常年雨量為1111mm，降雨日數為93.7天。從上述資料可以得到1～12月平均3.9天下一場雨，平均每次降雨量為11.85mm。

考慮初期雨水棄流為3mm。

本方案中收集整個2、3、4#地塊雨水，具體參數見下表：

3#、4#地 塊 全 年 收 集 雨 水 為8826.4+6830.6=15657m3=4120263加侖

總 節 水 率 計 算：（14816250-11420375+4120263）/14816250＊100%=50.7%

2#、3#、4#地塊全年收集雨水為5612.5+ 8826.4+6830.6=21269.5m3=5597236加侖

總 節 水 率 計 算：（14816250-11420375+5597236）/14816250＊100%=60.7%

由于3#地塊有近2/5的室外場地雨水沒有條件可以進行匯總收集回收，因此最終本人考慮同時收集2#、3#、4#地塊雨水。

此時，總節水率計算：

（14816250-11420375+5597236＊3/5）/14816250＊100%=54.4%＞50%

按照LEED-CS2009評分體系中WE部分的Credit 3減少用水量的標準，可以得到減量40%的4分評價分以及額外的創新分45%的1分，共計5分。

因此，根據上述的計算，最終本工程我考慮同時收集2#、3#、4#地塊雨水，通過室外雨水棄流井設置潛水泵加壓提升至4#地塊地下1層以及地下2層雨水收集及回用機房內的雨水收集池，并經消毒過濾等工藝處理后，加壓供給至4#地塊5號樓辦公區域沖廁用水。

設計雨水回用系統如圖一所示：

圖一

結語：

筆者認為雨水回用的應用具有很高的現實意義，符合我國可持續發展的國策。隨著節能環保綠色建筑理念的推進，雨水回用技術會愈加成熟，在工程實踐中也會有更廣泛的應用。作為一名專業的技術人員，應該保持不斷學習新知的心態，注重本專業及社會各層面的最新發展及對設計工程的影響，使自己的設計理念始終與時代發展同步。

以上是筆者對于雨水收集回用在實際工程中應用的一點體會和心得，請各位同行、專家不吝賜教。

[1］《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（2009年版）

[2］《室外排水設計規范》GB50014-2006（2014年版）

[3］《雨水綜合利用》10SS705