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文档简介
地区绿色建筑的雨水收集利用技术设计指南(征求意见稿)广西壮族自治区建筑科学研究设计院2017.06前言为了更好地完成绿色建筑设计的理念,提高绿色建筑广西地区节水应用,依据《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》(国办发[2013]23号)、《城镇排水与污水处理条例》、《低影响开发雨水控制及利用工程设计规范》(DBJ/T45-013-2016)、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006)等法规与政策,结合《绿色建筑评价标准》、《民用建筑节水设计标准》、《广西壮族自治区绿色建筑评价标准》、《室外排水设计规范》等相关标准规范,以及通过查阅文献资料、工程实例调查研究,结合广西地区雨水收集利用技术经验、水资源情况、建筑与小区特点等编制了本指南。本指南主要用于指导广西地区绿色建筑雨水收集利用,主要内容包括总则、绿色建筑与雨水回用技术、雨水系统设计计算、雨水利用系统、雨水收集设施、雨水储存和回用、雨水利用水质处理、调蓄排放、绿色建筑场地设计与场地生态与LID低影响开发设施应用、绿色建筑雨水利用安全保障和系统运行管理,共十章。指南对建筑雨水收集利用的必要性、雨水利用系统的构成、雨水收集的具体技术措施、雨水水质处理的具体工艺、系统运行的安全保障和管理等内容进行了论述,在附录中补充了广西降雨资料、产品资料及相关工程案例。本指南由广西壮族自治区住房和城乡建设厅负责管理,由广西建筑科学研究设计院责解释。本指南为首次编制,请各相关人员在使用过程中,结合工程实践,认真总结经验,积累资料,如发现需要修改和补充之处,请及时将意见及有关资料交给编制组(地址:南宁市北大南路17号,邮政编码:530005,电话,以供今后修订时参考。本指南主编单位:广西壮族自治区建筑科学研究设计院本指南主要起草人员:李云舟莫子南谭荻娜杨帆廖馨林同云高雅莉姜金峰陈新智谢洁敏陆世登朱参军庞耀国冼华建本指南主要审查人员:目次第1章总则、术语 )渗透弃流井基本原理国家标准《建筑与小区雨水利用工程设计规范》(GB50400—2006)2.1.17中规定,渗透弃流井是具有一定储存容积和过滤截污功能,将初期径流渗透到地下的成品装置。该装置利用井室的容积,可以储存一定量的初期径流雨水,超量的雨水从井的另一端溢出;井室具有渗透功能,井室侧壁和底部有穿孔,可使雨水穿透渗入地下;为避免雨水中的杂质进入土壤中,渗透弃流井内还设有滤除雨中杂质的设施,但不能去除雨水中的溶解物超过限定值的部分。渗透弃流井与渗透井具有大体相同的外形,雨水的进、出水管标高基本相同。井筒内置截污孔板和截污筐,截污筐内衬土工布袋。井筒尺寸一般选用直径800mm,选用较大的井筒尺寸是考虑有较大的容积容纳初期弃流雨水。降雨时,形成的初期径流进入渗透弃流井后,较大的污物被截污孔板截留,雨水存入有截污筐的下部井室。井内的水位与出水管底标高齐平时,收集雨水从出水管流出。滞留在井内的初期雨水,在降雨过后透过土工布得到初步处理,慢慢渗入地下。6)跳跃堰式雨水分流井的原理在雨水的管道上,可以利用不同形式的分流井实现初期雨水与中、后期雨水的分流,跳跃堰式分流井是其中的一种。在跳跃堰分流井的井室中,进、出雨水管被堰板分开,堰板底部与进水管之间设弃流管。降雨初期,雨水进水管流出的抛物线形射流被堰板阻隔,从弃流管流出;随着降雨过程径流量的加大,抛物线射流越过堰板,从出水管流出被收集起来。显然,跳跃堰式雨水分流井不能收集降雨后期小雨量的雨水。跳跃堰分流井的水力计算,是确定堰墙顶部的高度与进水管出口的距离。射流抛物线外曲线方程式:(C-1)射流抛物线内曲线方程式:(C-2)式中:υ—雨水进水管中的流速(m/s);X—射流抛物线上任一点的横坐标(m);y—射流抛物线上任一点的纵坐标(m)。公式适用于:进水管直径D﹤3m,i﹤0.025,u=0.3~3m/s;进水管通过最大初期雨水弃流量时的水流深度小于0.35m;内曲线纵坐标为0.15m,外曲线的纵坐标小于1.5m。(3)雨水初期弃流装置应用的一般问题1)雨水初期弃流装置应用的一般要求采用雨水初期弃流装置的目的,是实现雨水径流的分流,收集中、后期水质良好的雨水。因此,首先应确认采用雨水初期弃流装置的必要性;其次,要了解各类雨水初期弃流装置的特点,适用范围及安装、使用要求,选好用好产品;在施工中做到正确安装,为弃流装置创造得以充分发挥其功能的条件;加强维护管理,保持雨水初期弃流装置的良好工作状态。2)雨水初期弃流的出路雨水初期弃流是一场降雨径流中污染物较多的部分,一般情况下应排入雨水管道;若排入污水管道,宜在化粪池之后,并按合流制管道复核。安装在半有压流雨水收集系统立管上的截污过滤器,其弃流雨水可以就近排放到散水坡上或附近的草地上。在某些情况下,弃流的雨水也有再利用的可能。雨水以SS为主要污染物的较大容积型弃流池,经过较长时间的沉淀后,上层的雨水也可以回收。3)雨水初期弃流量的计算雨水初期弃流量按下式计算(C-3)式中:W1—初期雨水弃流量(m3);δ—初期雨水径流厚度(2mm);F—汇水面积(㎡);10-3—折算系数。无资料时,屋面雨水初期弃流的径流厚度采用2~3mm,地面弃流采用2~5mm。(4)雨水初期弃流装置的应用1)全容积型雨水初期弃流池的应用适用于较大区域硬化地面的雨水初期弃流。这种情况下,雨水的初期弃流量较大,不宜于选择成品装置。全容积型雨水初期弃流池造价低,常埋地设置,平面布置宜与雨水收集池靠近。为便于排泥,底部应找坡。排泥方式优先选用重力式。对弃流的雨水有沉淀回用要求时,回用水泵设于底部以上的一定高度。2)半容积型雨水初期弃流装罝的应用半容积型雨水初期弃流装置,是全容积型雨水初期弃流池的改进和小型化,可以较大地缩小弃流池的容积。由于弃流管阀门的启闭是由水池内水位变化决定的,因此适用于雨型变化比较大的地区。3)流量型雨水初期弃流装置的应用流量型雨水初期弃流装置,适用于要求自动运行、能准确控制弃流量的虹吸式雨水收集系统。使用该系统,实现了初期雨水与中、后期的分流,有效地提高了回收雨水品质。流量型雨水初期弃流装置,每一个单独的收集系统上都必须设一只电动阀,主控阀组所在的管路增加一只流量计。汇水面积比较大的雨水收集系统,电动阀体积较大,不便安装,必要时可以把弃流装置安装在弃流井中。弃流井应不透水,井盖应密封,防止雨水落人。附图C-5是流量型雨水初期弃流装置的一种弃流井安装方式,初期弃流装置安装在雨水收集系统底部的水平有压排水管上。为防止收集系统发生堵塞,应在雨水斗处加设截污栅或于井内安装Y型过滤器,但Y型过滤器安装在井内不便检修。附图C-6是流量型雨水初期弃流装置的第二种井内安装方式,弃流装置的入口处设筛网,弃流装置与排水管脱开,有利于保证排水管的自然出流状态。附图C-5流量型雨水初期弃流井安装方式一流量型雨水初期弃流装置在使用前应再控制器中输入弃流量和弃流装置的复位时间。4)雨量型雨水初期弃流装置的应用雨量型雨水初期弃流装置,同样适用于虹吸式雨水收集利用系统,能够做到实现准确的弃流量。弃流装置也有在雨水排水出水管上安装和在弃流井内安装两种方式。井室应做防水处理。弃流装置使用前,按产品说明书设置降雨量及复位间隔时间。雨量传感器安设在雨水收集处理站的屋面上.控制箱放在雨水收集处理站值班室内。控制箱与雨量传感器和电动阀的信号联络可用电缆传输或无线遥控,由用户选用。平时应注意检查机电及传输电路部分的运行情况,使之处于正常状态。5)跳跃堰式雨水分流井的应用跳跃堰式雨水分流井宜用于较大汇水面积的雨水管道上,管理方便,但不能收集降雨后期小雨量的雨水。附图C-6流量型雨水初期弃流井安装方式二6)渗透弃流井的应用渗透弃流井适用于半有压流雨水收集的单立管系统,服务面积约300m2。透渗透弃流井安装在比井体稍大井穴中,井底铺粗砂100mm,井底砂层以上和井壁外铺100mm厚直径20〜30mm的碎石,碎石层外包200g/m2的透水土工布。安装地点的土壤稳定渗透系数应大于5X10-6m/s,井底过滤层表面距地下水位的距离不小于1.51m。渗透弃流井应定期检查截污设施的堵塞情况,及时清洗或更换土工布。材质的渗透弃流井应避免2t以上的车辆碾压。2、雨水利用工程中检查并研制与应用在雨水利用工程中经常用到检查井主要包括:渗透弃流井、入渗井、渗透检查井、集水渗透检查井、渗透雨水口、雨水溢流井等。这些井的井体、井盖和土工布材质的选用与渗透弃流井相同。有入渗功能的井体,井的侧壁和井底的渗透层做法亦与渗透弃流井相同。(1)入渗井,是一种通过井体侧壁和井底进行入渗的设施。(2)渗透检查井,是具有渗透功能和一定沉砂容积的管道检查维护装置。(3)集水渗透检查井,是具有收集、渗透和一定沉砂容积的管道检查维护装置。井盖改为有集水功能的井箅。井体内井箅的下部,设内衬孔径1〜2mm尼龙网的截污筐。由于采用井体和井盖直接收集地面雨水,可减少或避免设置传统雨水口,减少投资并提高地面景观质量。(4)渗透雨水口,是一种具有渗透、截污、集水功能为一体的雨水口,井箅下部内衬孔径1〜2mm尼龙网的截污筐。雨水口具有一定的容积,可起到暂存雨水的功能,适宜作为雨水渗透设施。工程中常用的LDPE材质各种雨水井见附表C-1。附表C-1LDPE材质各种雨水井
3、雨水利用中渗透管、沟的研制与应用(1)塑料丝绕渗透管,是一种以聚乙烯丝编绕成型的渗排水管材,具有90%很高的孔隙率和一定的强度。工程中使用的该型管材管径为DN200、DN300。实测DN200的管材壁厚28mm,环刚度(内径变形5%)514kPa;DN300的管材壁厚40mm,环刚度(内径变形5%)500kPa。塑料丝绕渗透管的通水量按下式计算:Q=1/nR2/3I1/2A(C-4)式中:Q—渗透管的通水(m³/h);N—摩阻系数;R—水力半径(m);I—水力坡度;A—渗透符的截面积(m2)。塑料丝绕渗透管的水利坡度n=0.075。(2)高密度聚乙烯穿孔管,是一种用PN4以上的给水高度聚乙烯管,在侧壁打孔制成的渗排水管材,管材开孔直径10~15mm,开孔率1.5%~3%。(3)渗透管在工程应用中,管道外壁包裹土工布,置于填充碎石的土沟中,形成兼有渗透和贮水双重功能的渗透管渠。为防止泥土进入渗透管渠的碎石中,碎石层的外围也需要包裹土工布。透管渠断面见附图C-7。附图C-7渗透管渠断面图(4)工程中各类型的雨水井常与雨水排水管、雨水渗透管组合使用。采用渗透检查井,渗透管渠将雨水有组织地渗透到地下,超过渗透设计标准的雨水由管渠排放,构成了渗透—排放一体系统。见附图C-8。图C-8排放一体系统图(5)土工布,是一种在雨水利用工程中常用的材料,从功能上分有透水性土工布和不透水性土工布两种。用友软件园工程渗透雨水井及渗透管渠,使用短纤维针刺菲织造透水土工布,单位面积重量300g/㎡,渗透系数2.6×10-2cm/s,等效孔径0.104mm。(6)渗透沟是地面雨水渗透的重要技术措施之一,并可兼作地面雨水收集与排水。多年来,建筑小区室外雨水管道的做法基本套用了“排水规范”的做法,未能体现建筑小区排水的特殊性。由于建筑小区室外雨水管道管径较大,增加了室外管道敷设的难度,增加了工程投资,也不利于建筑小区的环境美化。建筑与小区地面排水可采用地面排水沟代替传统的排水管道的做法。雨水管道检查井约占室外检查井总量的30%〜50%,如果采用排水沟的做法可大幅减少室外检查井的数量。由于不设排水管道,同时大大减轻了室外管道布置的综合难度,可谓一举多得。另一方面,随着生活水平的提高、机械加工水平的进步,目前可选用的排水沟、沟盖板品种较多,美观耐用,可满足室外不同景观的要求。可配合建筑设计、景观设计采取多种不同的设计方案,满足高标准的要求。渗透沟的构造图见附图C-9。渗透沟沟体可采用多种材料制成,常见的可采用现场砖砌、混凝土预制、无砂混凝土预制、树脂混凝土一次成型工厂加工、不锈钢工厂加工、铸铁工厂加工等多种制造加工方式。为保证整体工程质量,应优先采用树脂混凝土一次成型产品。附图C-9渗透—排水沟渗透沟的排水能力应根据沟体坡度、沟体材料井计算确定。二、上海逸通产品资料1、企业介绍上海逸通科技股份有限公司是一家集科研、设计、生产、销售、施工为一体的创新型高科技企业。企业获得了IS09001:2008国际质置体系认证,IS014001:2004环境管理体系认证,OHSAS18001:2007职业健康安全管理体系认证,拥有建筑机电安装工程专业承包资质。是中国建筑装饰装修材料协会、中国工程建设标准化协会建材分会常务理事单位。在模块化雨水收集与综合利用系统领域,研制生产出承压超过700KN/m2(正压)、500KN/m2(侧压)的高抗压模块,并参与编写了中国工程建设协会《模块化雨水利用系统应用技术规程》CECS标准。雨水利用相关产品介绍(图片及产品参数由逸通公司提供)透水砖透水砖以无机非金属材料为主要原料,经成型加工后制成具有较大透水性能的地砖,分为陶瓷基砖、砂基砖、粉煤灰基砖、复合砖等,砖与砖的连接处用透水性材料填充。规格(mm)220x110x30110x110x30220x110x40110x110x40220x110x50110x110x50220x110x60110x110x60200x100x30200x200x30200x100x40200x200x40200x100x50200x200x50200x100x60200x200x60颜色:红、黄、咖啡、灰等各色重量(kg/1平方米表面积:60(3cm厚),80(4cm厚),100(5cm厚),120(6cm厚)破坏强度:≥4000N;抗折强度(MPa):≥4.5兆帕劈裂抗拉强度(MPa):≥4.5兆帕透水系数(cm/s):≥2×10-2耐磨性和防滑性:满足磨坑长度不大于35mm透水混凝土透水混凝土采用单一级配粗集料,控制水泥浆量以便在粗集料颗粒间形成可透水的连通孔径,不用或少用细骨料。适用于自行车存放处、停车场、广场及非机动车道。透水沥青透水沥青具有孔隙率大、大粒径骨料多等特点,有良好的入渗性、净化水质、增大路面防滑性能和吸声降噪性能。适用于车行道、人行道、停车场等区域。穿孔渗透管采用HDPE材质,耐腐蚀、强度高、内阻小、抗拉、抗弯,寿命长,具有良好的韧性,管道不破裂,渗透效果好,可置于绿化带及人行道下,也可置于机动车道下。规格:DN100-DN300适用范围:广泛应用在小区道路人行道、停车场等场所。渗透沟、渠采用PP材质,整体成型,可替代传统排水沟,具有透水率离,安装、运输方便,不易堵塞等优点。规格:200×250×500适用范围:广泛应用在小区道路、人行遒、停车场等场所。渗透井集渗透井采用HDPE或PP材质一次性注塑成型,作为一种雨水入渗装置,可以快速方便、安全地将雨水渗透至地下,充分补充地下水,避免出现地面积水现象。该装置井筒下部及底部开孔,雨水渗透井埋入地下时,底部及侧壁开孔区域周围装填碎石、沙及土工布过滤层。成品雨水渗透井内部设置了截污挂篮,可以拦截、沉淀雨水中的沙粒和树叶等垃圾物。产品型号装置尺寸(mm)接口尺寸(mm)配件清洗方式材质YTST-200高度800mm直径500mm200带把手提篮、过滤网地面手动清洗提篮PE+不锈钢YTST-300高1000mm直径500mm300带把手提篮、过滤网地面手动清洗提篮PE+不锈钢YTST-500高度800mm直径700mm500带把手提篮、过滤网地面手动清洗提篮PE+不锈钢渗透池在水池或沟渠周围包裹透水土工布,组成渗透池。渗透水池适合安装于小区管网末端、道路两边或者中间绿化带、人行道、停车场下面,便于快速地渗透地面雨水。产品特点:安装简单快捷、施工周期短、适用性强、可循环利用、维护简单、承载力强、使用寿命长、对场地要求不高、绿色环保。产品参数:模块尺寸:800mm*800mm*467mm(h)模块承压(正压):300KN/m2,500KN/m2,700KN/m2安全分流井安全分流井是解决道路、广场、绿化带、硬化地面等汇水面所汇集的雨水超过收集系统警戒水位时,为防止多余雨水影响后续设备正常使用而开发的分流设备。产品特点:安全、耐腐蚀、牢固。产品参数:进出水口径DN200-DN600,其他尺寸可根据要求定制。产品型号过流管径(mm)分流管径(mm)井径(mm)材质YTFL-200200200630PEYTFL-300300300630PEYTFL-400400400630PEYTFL-500500500630PEYTFL-600600700PE雨水截污挂篮装置内置滤网和不锈钢304提篮,过滤网径为2mm,可以拦截较大垃圾和树叶提篮设有提手,可以在地面使用钩子方便地将篮子中的沉淀沙粒和过滤产生的垃圾清理出去。产品特点:寿命长、清理方便、维护周期长。产品参数:进出水口径DN200-DN600,其他尺寸可根据要求定制。产品型号管径(mm)网径(目)高度(mm)井径(mm)材质YTJW-2002001-10850630PE+不锈钢YTJW-3003001-10880630PE+不锈钢YTJW-4004001-10900630PE+不锈钢YTJW-5005001-10970630PE+不锈钢YTJW-6006001-101200700PE+不锈钢雨水弃流过滤装置雨水弃流装置利用水流的离心力、浮力及重力作用,将雨污进行分离排放与收集。当达到设定的弃流量时,排污口自动关闭,停止弃流,进行雨水收集,内置的不锈钢过滤网可以对收集的雨水进行过滤,过滤产生的污染物会留在排污口箱体内,降雨结束后,排污口自动打开,装置恢复原状,等待下次降雨。产品特点:反应灵活,运行费用低,操作简单;使用寿命长。产品参数:排污口DN100,进出水口径DN200-DN600,其他尺寸可根据要求定制。产品型号过流直径(mm)网径(目)高度(mm)井径(mm)材质埋深(m)YTQL-2002001-2850630PE+不锈钢<6YTQL-3003001-2880630PE+不锈钢<6YTQL-4004001-2950630PE+不锈钢<6YTQL-5005001-21200700PE+不锈钢<6YTQL-6006001-21300700PE+不锈钢<7电动雨水弃流装置雨水弃流装置由雨量计、PLC控制器、不锈钢分流装置组成,可以精确的控制降雨前期污染较严重雨水的自动排放,可以对收集雨水进行过滤、排污,实现对后期更干净雨水的收集。产品特点:对弃流量的控制比较准确;一场雨结束后的48小时内(时间可以调节)下雨不再进行弃流过程,直接收集雨水;弃流、过滤于一体,在蓄水池中雨水达到设计的雨量之后,可以自动将收集管关闭,雨水直接在安全分流井进入小区管网。产品型号进出口尺寸(mm)排污口尺寸(mm)网径(目)电压(v)材质YTQLD-2002001001-2380不锈钢YTQLD-3003001001-2380不锈钢YTQLD-4004001501-2380不锈钢YTQLD-5005001501-2380不锈钢雨水模块雨水模块的主材料是PP(聚丙烯),单体呈方体,内部为镂空形状,竖向设有圆形承力柱,模块四周留有透水缝。具有很高的强度、耐热性、耐酸碱性,耐老化性。模块蓄水池是由若干个雨水收集模块单元组合起来,形成一个地下蓄水空间,使用寿命可达到50年以上。产品特点:安装简单快捷、施工周期短、适用性强、可循环利用、维护简单、承载力强、使用寿命长、对场地要求不高、绿色环保。产品型号尺寸(mm)储水率蓄水容积(L)材质承压(正压)承压(侧压)YTPP-30800×800×467≥95%300FRPP/PP≥300KN/m2≥200KN/m2YTPP-50800×800×467≥95%300FRPP/PP≥500KN/m2≥350KN/m2YTPP-701600×800×467≥95%600FRPP/PP≥700KN/m2≥500KN/m2PP雨水模块水池与混凝土水池比较比较项目PP雨水模块水池混凝土水池安装方式自重轻,大幅降低施工机械使用及施工强度,安装方便,不需要辅助设备自重大,现浇筑量比较大、钢筋量大、模块一次投入量大施工周期短,安装完毕后可立刻回填,一般200方水池安装工期为1~2天。长,施工养护周期少于14天,整体工地不少于30天场地要求不高,可以扛二次沉降较高,易二次沉降池底强度改变常规水池沉降、开裂等问题,具有一定的伸缩性抗拉强度不高,早期强度低防水性能采用高密度聚乙烯土工膜作为密封材料,防水性能好,使用寿命长,不降解防水性能差,随着使用周期的增加,防水性能低水池水质聚丙烯材料表面光滑,不易附着污染物,水质可保持周期长水池内壁较粗糙,较易附着沉积物,水质保持周期较短回收利用采用新型再生环保pp(聚丙烯)材料,100%可循环利用材料制造,经久耐用,安全无污染混凝土水池为一次性使用,寿命结束后会造成大量建筑垃圾且返工成本高使用寿命50年8-10年一般会产生渗漏问题雨水模块井座(YTJZ-800)(专利:ZL201610852130.7)替代雨水模块传统安装方法中的管井,安装在模块的顶部,省去模块顶部以下的大口径管道,使池内水流通畅,暴雨时蓄水更快,更便于水池的清理。产品特点:稳定、成本低,保证蓄水清洁。雨水模块侧板法兰(YTCF-315)(专利:ZL201621081823.2)用于连接雨水进水管和模块蓄水池,安装方便,解决了进水管侧进水的密封问题,由于进水管在水池侧面,降低了覆土厚度,减少了工程霣。侧进水最大的优势在于蓄水池内的水不会满灌,水面上有空气流动,池内不易产生沼气或滋生藻类等污染水质的物质,这一点对于净水池尤为关键。产品特点:便于安装,密封性好雨水净化地埋一体机完成雨水的深度过滤,过滤精度可根据不同填料调节,最小可达到20微米;雨水过滤产生的垃圾可以通过阀门切换完成排污;对雨水进行加氯消毒,避免水体出现变质和味道;泄压回水管,处理完毕的雨水部分回到水池,保持水质,完成供水增压。产品特点:可以直接地埋、不占用空间,操作维护方便;壳体坚固、耐腐蚀、具有极佳的抗恶劣气候和抗低温;大大减少了土建工程置,减少土建成本,缩短工期。全自动过滤器全自动过滤器,运行及控制不需外接任何能源就可以自动清洗过滤,自动排污。过滤精度为500µm。更高精度可根据实际需求定制。产品参数:处理量:10m3/h,15m3/h,20m3/h,25m3/h,30m3/h,更多规格可定制。一体化泵站该泵站的筒体采用先进的材质如“强化玻璃钢(GRP)或聚乙稀树酯(PE)”自动化铸造而成。内部的水泵、管路、阀门、仪表、控制设备、楼梯以及其它用户所需要的附件都可以由公司成套提供,带维修间和格棚,是一种使用方便,质置可靠,土建工作少,成本较低的新型一体化泵站设备,可以作为中小型混凝土泵站的替代品。产品特点:体积小,具有流态好、无堵塞,自满洁功能,使用安全,安装周期短,一次性投入,长期运行成本低,维护省时省力。附录D《建筑与小区雨水利用工程技术规范》中重点内容的确定《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400~2006)(以下简称《规范》)涉及的建筑区占据着城区近70%的面积,并且是城市排水系统的起端,因此建筑区雨水利用是城市雨水利用工程的主要部分,并决定着城市雨水利用的效果。城市雨水利用在我国是个新兴的领域,新规范的起点水平会对这个领域的技术发展构成长期影响,因此《规范》编制中遇到的技术问题都经过了仔细的寻证。本文对其中的部分问题做概要介绍。(1)雨水利用的方式与选择雨水利用规定了3种方式:土壤入渗、收集回用和调蓄排放。其中调蓄排放系统的功能主要是减轻城市洪涝,符合《规范》总则的要求,因此推荐了适用场所:为削减城市洪峰或要求场地的雨水迅速排干时,宜采用调蓄排放系统。三种方式在国际上都存在多年,属于成熟技术。雨水利用方式选择的基本思路是:地面雨水采用入渗,屋面雨水采用入渗还是收集回用由技术经济比较决定。地面雨水采用入渗而不收集回用的主要理由如下:第一,地面特别是路面雨水污染较重,COD和SS等主要指标比屋面雨水成倍的增高;第二,地面特别是绿地雨水收集效率(径流系数)低,仅为屋面雨水的1/4或1/5左右。(2)雨水利用设施的建设规模雨水利用设施的建设规模从两个层面作了规定。第一个层面,分别对3类设施(入渗、收集回用、调蓄排放)的规模进行规定。第二个层面,规定建设用地内雨水利用设施的总规模。雨水入渗设施的规模:入渗设施的24h渗透能力不宜小于其汇水面上重现期2年的日雨水设计总量;入渗池、并且日入渗能力不宜小于汇水面上的年均最大24h雨水设计总量的1/3,入渗系统应设有储存容积,其有效容积宜能调蓄系统产流历时内的蓄积雨水量。收集回用设施的规模:回用管网的最高日设计用水童不宜小于集水面日雨水设计总量的40%,降雨重现期宜取1〜2年。收集回用系统应设置雨水储存设施。雨水储存设施的有效储水容积不宜小于集水面重现期1〜2年的日雨水设计总量。调蓄排放设施的规模:调蓄排放系统的降雨设计重现期宜取2年,日雨量的排空时间宜取12h。建设用地内雨水利用设施的总规模:雨水利用系统的规模应满足建设用地外排雨水设计流量不大于开发建设前的水平或规定的值,设计重现期不得小于1年,宜按2年确定。2)如上确定雨水利用设施的建设规模,依据要点如下:要点1,根据大学本科教材《水文学》,雨水工程的水量平衡计算中一般采用多年平均降雨量(又称正常降雨量)。根据相关文献的数据,年均降雨与2年重现期降雨量数值相近。要点2,借鉴农业雨水收集利用工程经验,设计频率或保证率一般取50%〜90%,相当于降雨重现期1〜2年。此外,德国规范《雨水利用设施》DIN1989.01:2002.04和日本空调卫生工程学会编写的《雨水利用系统设计与实务》中,雨水量的规模都是按多年平均最大日降雨量计。雨水入渗设施的规模和德国规范有差别。德国污水行业规范ATV-DVWK-A138《雨水人渗系统的设计》中规定:对于分散渗水系统一般采用的重现期为5年,集中渗水系统的重现期一般取10年。地面渗水系统的渗透时间在1年重现期降雨条件下不能超过24h。入渗能力的要求主要考虑当日雨水量当日渗透完、不长时间浸泡植物。收集回用系统规模相当于3日内能把日收集雨水量用完。这样,回用水管网的规模就要尽量大,能采用雨水的部位尽量用雨水。用水管网大的好处是蓄水池周转得快,在不增加池容积的情况下,后续的降雨比如连续3日、7日等都可收集蓄存进来,提髙了雨水收集的效率。同时,建筑区中一般也具备大量使用雨水的条件,比如公共建筑项目中的水体景观补水、空调冷却补水、绿地、冲厕等。(3)回用雨水的水质标准雨水回用的用途主要是杂用水、环境用水、冷却用水。这些用水我国没有专门的水质标准,现有的标准只是针对城市污水再生利用于这些部位时制定的,并且没有民用建筑冷却用水标准。雨水径流的污染物质及含量同城市污水有很大不同,若借用再生污水的标准存在问题。比如雨水的主要污染物是COD和SS,是雨水处理的主要控制指标,而再生污水水质标准中对COD并未做要求,杂用水质标准甚至对这两个指标都不控制。目此,雨水利用需要配套相应的水质标准。《规范》中如下处理雨水的水质要求:雨水处理后的水质根据用途确定,并应符合国家现行相关标准的规定,处理后的雨水COD和SS指标应满足表11-1的规定。表11-1处理后雨水COD和SS指标 项目指标循环冷却系统补水河湖水景绿化车辆冲洗道路浇洒娱乐水景冲厕CODcr<=(mg/L)<=30303030302030SS(mg/L)<=51010510510表中的CODcr限定在30mg/L主要参考了《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)的Ⅳ类水质,SS的限定值主要参考了《城市污水再生利用景观环境用水水质》水景类的指标(10mg/L),并对水质综合要求较高的车辆冲洗和娱乐水景的限额减小到5mg/L。因Ⅳ类水质不能用于娱乐水景,故娱乐水景的CODcr借用Ⅲ类水质20mg/L。民用建筑循环冷却水补水是用水大户,且用水季节和雨季吻合,利用雨水的条件有利,但水质标准我国尚未制定,《规范》的处理方式是在条文说明中给出参考标准,引用的是日本资料。(4)雨水回用与中水系统的关系当建设用地内同时利雨水和中水时,《规范》如下处理二者的关系:雨水、中水的储存和水质处理分开设置,处理后的水可以混合,也可分别设置供水。雨水和中水原水分开处理不宜混合的主要原因如下:第一,雨水量的波动太大。降雨间隔的波动和降雨量的波动同中水原水的波动相比不是同一个数量级的。中水原水几乎是每天都有,水量在年均日水量上下波动,高低峰水量的时间间隔为几小时。而雨水来水的时间间隔分布范围是几小时、几天、甚至几个月,雨水量波动需要的调节容积比中水要大几倍甚至十多倍,且雨水量时有时无。这对水处理设备的运行和水池的选址都带来了不可调和的矛盾。第二,水质相差太大。中水原水的最重要污染指标是BOD5,而雨水污染物中BOD5含量很少,BOD5/COD仅0.1〜0.2左右,可生化性很差,因此处理工艺的选择大不相同。另外,日本的资料也是分开处理的。(5)雨水利用工程的适用条件雨水利用工程的适用条件重点考虑了3个方面:入渗设施的适用条件,收集回用设施的适用条件,雨水利用工程的适用城市。入渗设施和收集回用设施的适用条件:雨水入渗时土壤渗透系数宜为10-6〜l0-3m/s,太大会污染地下水,太小不经济。渗透面距地下水位大于1.0m,主要考虑防止地下水污染;收集回用系统宜用于年均降雨量大于400mm的地区,雨量小集水效率太低,不经济,这里主要参考了农业集雨的经验:集雨灌溉工程适用于年降雨量大于300mm以上地区。雨水利用技术适用的城市没有列入正文中,而是放在了条文说明中:在水文循环环境受损较为突出或具有经济实力的城市应优先开展雨水利用,其中包括水资源缺乏的城市、地下水位呈现下降的趋势,城市、城市洪涝和排洪负担加剧的城市、新建经济开发区或厂区。不放入正的主要理由是交由当地政府决策雨水利用技术是否适用。(6)水质处理工艺对雨水处理工艺掌握的原则是力求简单,推荐采用物理沉淀+过滤等工艺。当某些场合对水质标准要求很严时,可采用深度处理。简单处理的主要理由是:第一,根据北京建筑工程学院的研究成果,雨水COD在100mg/L左右时,沉淀加接触过滤对COD的去除率可达65%,基本能够达到水质要求;第二,雨水的水质净化设施在全年中大部分时间闲置。由于处理工艺较简单,所以雨水进水的水质如COD等指标必须控制在较低的范围内。在我国北方的城市,屋面雨水径流的污染物浓度较高,但经过对初期径流雨水的弃流,进水COD浓度基本上可控制在允许的范围内。比如根据北京建工学院的研究成果,屋面雨水经2mm弃流后COD浓度可基本上控制在100mg/L左右。工程中如果需要进水浓度小于此数值。譬如70〜80mg/L,可通过加大弃流量实现。(7)汇水面径流系数径流系数是雨水利用工程中的重要计算参数。采用了2个概念:雨水总量径流系数和雨水流域径流系数,分别用于雨水利用设施径流总量和径流流量的计算。这两个径流系数在概念上和数值上都有差异,并且有试验结果的支持。同济大学邓培德教授也论述过这两个系数的差异。(8)地下建筑顶部覆土层的入渗在建筑小区中,地面下设有地下建筑的情况非常普遍,甚至地下建筑几乎占满全部建设用地。在这样的条件下,雨水入渗如何设置?地下建筑顶部的覆土层能否作为渗透层?《规范》不可回避这些问题,作如下处理:地下建筑顶面与覆土之间设有渗排设施时,地下建筑頂面覆土可作为渗透层。主要根据如下:中国科学院地理科学与资源研究所采用40cm厚土槽进行试验,试验条件为:土质为粉质壤土,土壤初始含水量控制在7%左右,试验雨强为0.77〜1.48mm/min。试验结果为:60min历时降雨入渗深度一般在20cm左右,90min历时降雨入渗深度一般在25〜30cm左右。根据此结果,小区中地下建筑上的覆土层(一般在40cm厚以上)足以拦蓄设计标准内的降雨,并且对超过设计标准的降雨也能通过覆土层下面的渗排设施排空,不至于形成积水。(9)根据降雨强度公式计算径流水量在雨水入渗和调蓄排放的蓄水容积计算中,需要计算对应于不同降雨历时的径流总水量。对此,《规范》处理如下:径流总量等于径流流量与降雨历时的乘积;降雨历时取值不应大于120min;计算的降雨总量不应大于日降雨量。根据我国给水排水专业降雨强度的概念,某降雨历时的降雨强度是该时间段上的平均降雨强度。比如:5min降雨强度是5min时间段上的平均降雨强度,60min降雨强度是60min时间段上的平均降雨强度。这样,降雨历时和雨强的乘积就是该历时上的降雨总量。同理,汇水面积上径流流量与降雨历时就是该时间段上的径流总量。我国在建立降雨强度公式时选取的降雨资料中,都是5〜120min的降雨强度,所以,利用降雨强度公式计算径流总量时,应限于120min内的径流总量。如上计算的麵总量当超过日降雨量时,则说明计算结果不合理,超出了该计算方法的适用区域,此时应直接取用日降雨量,因为日降雨量是更为客观气象数据,具有权威性。(10)屋面雨水收集系统屋面集水天沟的设计和计算在我国建筑给水排水专业的规范中—直缺项,特别是工程中常见的平底天沟计算存在困难,本《规范》专列一节,填补了这项内容。列出供选用的平底沟计算方法主要参考了欧洲标准EN12056—3(2000年英文版)。另外,屋面雨水收集系统基本上以屋面排水系统为基础,编制这一部分遇到的问题是:我国几十年来屋面雨水排除普遍采用65、87(79)型雨水斗排水系统,这种系统的典型特征是水流设计工况既不采用有压流(俗称压力流),也不采用无压流(俗称重力流),而是采用二者之间的过渡流态,详见该系统研制组20世纪60年代、70年代、80年代三份研究报告。到目前为止,还未发现任何研究报告或研究论文支持这个系统应该采用重力流设计。但目前(2003年后)国家规范的屋面排水内容只有重力流系统和压力流系统,忽略了这个系统。与此同时,市场上又离不开这种产品,设计人员只好把这个非重力流系统的雨水斗无根据地应用到重力流系统上,尽管国家规范中规定雨水斗应按设计流态专用。在这种背景下,屋面雨水收集系统要针对65、87(79)型雨水斗系统作出技术规定。条文规定是建立在2003年之前的设计方法上的,原方法见1997年版的《建筑给水排水设计规范》(GBJ15—88),并对原有系统的设计参数进行了调整,调整主要是由屋面雨水设计重现期的加大引起的,重现期从原来的1年放大到了2〜5年、甚至10年。重现期的加大使系统服务面积上的计算雨水流量增大。为了保持系统的原服务面积不变。系统各部分的允许泄流量需要相应调整增大。比如,对坡度小于2.5%的屋面,北京和上海3年重现期的计算雨量约是1年重现期的1.39倍。见表11-2,所以系统允许的泄水能力应相应扩大致至原来的1.39倍,才能使原有的服务面积积不变。此外,原系统约几十年(其中79斗系统二十余年)的实践运行经验表明,原系统预留的排水余量过大,可适量减小。6)屋面雨水的利用方案应作技术经济分析,自然净化与渗透利用方案的效益/投入比相对较高,值得提倡,对缓解北京用水的紧张状况,改善城市生态环境具有积极意义。附录E其他绿色建筑认证体系相关雨水利用一、国外绿色建筑评估体系简介绿色建筑对保护生态环境有明确的目标和要求。检测绿色建筑的目标实现程度,是推广和规范绿色建筑发展的重要手段。要量化绿色建筑的目标实现程度,必须建立—套可操作的、科学的评估体系。20世纪90年代许多国家开始研究制订了自己的绿色建筑标准和评估体系,如英国的BREEM评估体系,德国的生态建筑导则LNB,加拿大的GBTTool,美国的LEED评估体系,澳大利亚的NABERS建筑环境评估体系,日本的CASBEE,法国的ESCALE,挪威的EC0PR0FILE等。这些体系在评估内容、评估方法、量化指标等方面虽然各有特点,但基本上都是以减少对自然环境的影响、节约资源能源、建设健康舒适的居住环境为目标,从场地选址与规划、自然生态环境影响、节约资源能源和可再生资源能源利用、室内外环境质量等方面制定量化标准和相应的评估体系,这些评估体系对指导绿色建筑设计、建设、规范引导建筑业转向绿色可持续发展起了积极的推动作用。下面对这些评估体系及其水循环系统方面的评估内容进行介绍。1、美国LEED体系(1)体系简介由美国绿色建筑协会建立并推行的能源与环境设计先导评估体系),国际上简称LEEDTM,问世于年,是目前在世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估以及建筑可持续性评估中被认为是最完善、最有影响力的评估标准。LEEDTM体系从最初的只针对公共建筑,发展到目前的可用于既有建筑的绿色改造标准、新的商业建筑和大多数革新项目、商贸建筑绿色装修标准、专用于住宅建筑的等。从版本方面来说,年发布了版年更新到版,预计年将发布针对已使用建筑的3.0版。LEEDTM评估体系包括场地规划、水资源利用、能源和大气、材料与资源、室内空气质量、设计创新等个方面,每一方面又包括了个子项,每一个子项又包括了若干细则,共41个指标,总分分,其中,建筑选址约占总评分的20%,有效利用水资源占70%,能源与环境占25%,材料和资源占17%,室内环境质量占22%,创新占6%。此评估体系主要从这六个方面对建筑进行综合考虑,评判其对环境的影响,并根据每个方面的指标进行打分,分别赋分,综合得分结果,最后根据总分进行认证。认证结果由低到高分为4个等级,得分超过总分37%的,可获得LEED认证;得分超过总分47%的,为LEED银牌等级;得分超过总分56%的,为LEED金牌等级;得分超过总分75%的,为LEED铂金等级。截至2001年9月,全美已经有13个建筑项目通过了LEED2.0认证,超过200个项目登记申请认证。LEEDTM评估体系与众不同的是,每个方面都有若干必须满足的基本前提条件,满足了前提条件,才能进人项目评分,否则不予参评。每一个评分项目按统一的格式列出:内容、要求、可能的技术与策略。评分程序为:(1)满足前提条件,方可参评;(2)选择条款,计算得分;(3)累加得到总分。(2)水循环系统内容LEEDTM评估体系中除水资源利用这一大内容外,还涉及到雨水管理方面的内容,总的来说,有关水循环系统方面的内容规定和评估的较全面,也较细,容易操作。下面以LEEDTM2.1版本对水循环系统方面的内容进行介绍。1.水资源利用水资源利用包括提高景观用水效率(WaterEfficientLandscaping)、创新性废水技术、减少用水量这3项内容。(1)提高景观用水效率内容:限制或杜绝采用饮用水进行景观灌溉。要求:采用高效的灌溉技术或使用收集的雨水或再生水进行灌溉,减少饮用水的消耗,较传统方式可减少50%的量。可能的技术与策略:进行土壤/气候分析以确定适当的景观类型,设计种植本土植物的景观,减少或消除灌溉需求;采用高效的灌溉系统以及考虑采用雨水和/或灰水进行灌溉。得分:1分。如果仅使用收集的雨水或再生水进行现场灌溉,不使用饮用水(除了最初采用饮用水来栽培植物外),或不设置固定的景观灌溉系统,不需要灌溉,则附加得1分。(2)创新性废水技术内容:减少废水产生量和饮用水需求量,同时增加当地含水层的回灌。要求:减少市政供水产生的建筑污水输送量,最低减少50%,或现场处理100%的废水,达到三级标准。可能的技术与策略:采用高效节水器具和免水冲器具,如堆肥厕所和免水冲便器,以减少废水产生量。利用雨水或灰水进行卫生器具冲洗,减少下水道废水输送量,或现场对废水进行物化和/或自然处理,进行回用。得分:1分。(3)提高用水效率,减少用水量内容:提高建筑物内用水效率,使其最大化,以减少市政供水和污水系统的负担。要求:使用的水量(不包括灌慨)比建筑物计算用水定额减少20%。可能的技术与策略:估计建筑物需要的饮用水量和非饮用水量。采用高效节水器具、免水冲器具,如堆肥厕所、免水冲便器以及感应式便器,减少市政供水需要量。将雨水和灰水回收利用,用于非饮用用途,如冲洗大便器和小便器等。得分:1分。若采用以上技术与策略,最大限度地提高用水效率,减少用水量,实际耗用的水量比预计的用水量减少30%,则附加1分。2.雨水管理雨水管理具体包括减少径流量和雨水处理利用两部分内容。(1)加强雨水管理,减少径流量内容:合理规划雨水径流,限制破坏和污染天然水流。要求:若现有的不透性地面少于或等于50%,要加强雨水管理计划;若现有的不透性地面大于50%,实施雨水管理计划,减少雨水径流量25%。可能的技术与策略:通过合理设计项目的场地来促进雨水的自然流动,促进地面渗透。采用花园屋顶和透水铺面材料,降低不透性表面。收集雨水回用作景观灌溉、冲厕等非饮用用途。得分:分。(2)处理利用雨水内容通过合理排除雨水径流,增加现场渗透以及去除雨水污染物,限制破坏天然水流。要求:通过合理排除雨水径流,增强场地渗透和去除雨水污染物,限制破坏天然水流。建设就地雨水处理系统,去除的总悬浮固体和的总憐。可能的技术与策略:设计机械或自然处理系统如人工湿地、条式植草滤池以及生物湿地来处理场地的雨水。得分:1分。2、英国的BREAM(1)体系筒介1990年由英国的“建筑研究中心”BRE(BuildingResearchEstablishment)提出的《建筑研究中心环境评估法》(BuildingResearchEstablishmentEnvironmentalAssessmentMethod,BREEAM)是世界上第—个绿色建筑综合评估系统,也是国际上第一套实际应用于市场和管理之中的绿色建筑评价方法,是评估建筑环境质量和性能的应用最广泛的国际方法之一。其目的是为绿色建筑实践提供指导,以期减少建筑对全球和地区坏境的负面影响。BREEAM最初旨在设计阶段帮助建筑师进行设计,最近扩大为评估已建的建筑物和提供建议以改善它们的环境性能。BREEAM的评估对象从开始的办公建筑逐渐扩展到其他各类型建筑,从1990年至今,BREEAM已经发行了《2/91版新建超市及超级商场》、《5/93版新建工业建筑和非食品零售店》,《环境标准3/95版新建住宅》、《BREEAM’98新建和现有办公建筑》以及《4/2000版生态住家》(Eco-home)等多个版本,并已对英国的新建办公建筑市场中25%30%的建筑进行了评估,成为各国类似评估手册中的成功范本,受其影响启发,加拿大和澳大利亚出版了各自的BREEAM系统,中国香港特区政府也颁布了类似的HK-BEAM评价系统。BREEAM是为建筑所有者、设计者和使用者设计的评价体系,以评判建筑在其整个寿命周期中,包括从建筑设计开始阶段的选址、设计、施工、使用直至最终报废拆除所有阶段的环境性能,通过对一系列的环境问题,包括建筑对全球、区域、场地和室内环境的影响进行评价,其评价项目覆盖了管理、能源、健康舒适、污染、运输、土地使用、场址的生态价值、材料、水资源消耗和使用效率9个方面,分别归类于“全球环境影响”、“当地环境影响”及“室内环境影响”3个环境表现类别。每一项目下分若干子条目,各对应不同的得分点,分别从建筑性能、设计与建造、管理与运行这3个方面对建筑进行评价,满足或达到某一评估标准的要求即可得到相应的分数,所有分数累加得到最后的分数。BREEAM根据建筑得到的最后分数给予“通过、良好、优良、优秀”4个级别的评定,最后由BRE给予被评估建筑正式的“等级认证”。需说明的一点是:BREEAM办公建筑评价体系在评价过程中引入了一个权重系统来区分不同环境影响分类的重要性,在主要9项评价项目中,管理、能源、健康舒适、污染、运输、土地使用、生态价值、材料、水资源各自的权重分别是15%、15%、15%、15%10%、5%、15%、10%、5%在计算每个评价项目最终得分时,需要乘以该项目的权重。(2)水循环系统内容BREEAM评价体系在污染、水资源这两项评价项目中均涉及到了有关水循环系统的评估问题,分别是污水排放与处理、水资源消耗及监测与维护措施。1.污水排放与处理办公类建筑评估体系要求采取一定措施,减少排入天然水系和市政排水管网的污水量,排放量减少50%,污水进行现场处理时采用油污分离/过滤设施等。2.水资源消耗及监测与维护措施办公类建筑这项评价内容占5%的权重,评估体系中吩建筑性能这方面的内容及要求有要求有以下儿点:(1)统计耗水量(m3/(人·a));(2)建筑内所有供水点都安装水表;(3)所有主要供水点安装渗漏监测系统;(4)盥洗区安装探测自动阀门。运行与管理阶段的内容与要求为:(1)对所有供水系统、水龙头、清洁设备和主要用水设施都有完备有效的维护规程;(2)根据历史记录对水资源消耗进行例行监测,至少每季度一次。也就是说供水要有计量与检漏设施,要采用节水器具。生态住宅这项评估内容占分,总分188,占11%。节水量的评估标准为25~45m3/(起居室·年)。3、绿色建筑挑战GBC(1)体系简介年月,由加拿大自然资源部发起,在加拿大的温哥华召开了以加拿大、美国、英国等个西方主要工业国共同参与的绿色建筑国际会议——“绿色建筑挑战)。会议的中心议题是通过广泛交流此前各参与国的相关研究资料,发展一个能得到国际广泛认可的通用绿色建筑评估体系,以便能对现有的不同建筑环境性能评价方法进行比较,并开发了评价软件。同时考虑地区差异,允许各国专家小组根据各地区实际情况自定义具体的内容、评价基准和权重系数。通过这种灵活调节,各国可通过改编而拥有自己国家或地区版的。因此,通用性与灵活性的良好结合,成为的最大特色。后又发展了和建筑环境评价体系。绿色建筑挑战的目的是发展一套统一的性能参数指标,建立全球化的绿色建筑性能评价标准和认证系统,使有用的建筑性能信息可以在国家之间交换,最终使不同地区和国家之间的绿色建筑实例具有可比性。是一个相对评价体系,采用定性和定量相结合的评价方法,也是采用评分制,它的评价基准是相对于各地不同的适用法规和不同的行业标准,大部分项目是以被评建筑物相似的按常规标准设计的建筑物作为基准,性能好过基准的,加分,差的,减分。评估范围包括新建建筑和改建建筑,主要用于评价居住小区、办公建筑、学校建筑。评价体系共分个部分:第部分,环境的可持续发展指标,这是基准的性能度量标准;第部分,资源消耗,建筑对自然资源的消耗问题;第部分,环境负荷,建筑在建造、运行和拆除时的排放物,对自然环境造成的压力,以及对周围环境的潜在影响;第部分,室内空气质量,影响建筑使用者健康和舒适度的问题;第部分,可维护性,研究提高建筑的适应性、机动性、可操作性和可维护性能;第部分,经济性,研究建筑在全寿命期间的成本额;第部分,运行管理,建筑项目管理与运行的实践,以期确保建筑运行时可以发挥其最大性能;第部分,术语。各部分内容都有自己的分项和更为具体的标准,分项和各标准都有权重,权重可由国际小组进行修改。(2)水循环系统内容GBC评估体系在资源消耗和环境负荷这两大部分内容中分别提出了有关水循环体系的内容。1、资源消耗在资源消耗这项内容中提出了净水的年使用量这样一个量化指标。评价中统计建筑物的年净水消耗量,与基准对比,根据对比结果进行评分。2、环境负荷在环境负荷这项内容中提出了雨水排放和生活污水排放这两项指标,既有定量要求,也有定性描述,具体涉及场地雨水收集、排放及利用,污水排放及现场污水再利用。评估中也是与基准对比,根据对比结果评分,并考虑权重系数。4、日本的CASBEE(1)体系简介日本原有针对环境负荷的评估系统(年)与针对住宅的环境共生住宅评估法(年),年,由日本学术界学科带头人、建筑设计施工设备能源等方面企业专家、国土交通省、地方公共团体联合组成的“建筑物综合环境评价委员会,开始实施关于建筑物综合环境评价方法幵发的研究调査工作,力求对以建筑设计为代表的建筑活动、资产评估等各种事务进行整合,形成一套与国际接轨的标准和评价方法。这种评价方法称为建筑物综合环境评价方法,简称是应用建筑环境性能效率(的概念,来作为评估的依据。所谓建筑环境性能的效率(),即是建筑物与环境所营造出的环境品质(与其所产生的环境负荷(之比值,并且依上述二者各细项权重加成后,依其相对比值大小与关系来评估建筑物对于环境影响之性能优良与否,依比值的高低分为优秀、良好、好、较差、差5个等级。评价范围包括新建建筑和已建建筑,评价对象包括办公建筑、商店、餐饮店、宾馆、学校、医院以及社区等。评估系统包含环境品质(与环境负荷(),需要评价建筑物的环境质量·性能和建筑物的环境负荷降低性。建筑物的环境质量·性能(的范围是以建筑用户的生活舒适性与方便性为中心进行考虑的,室外环境包含有含周边居住者在内的广义建筑用户的含义,而且服务性能需以建筑物在长时间使用寿命中的性能(耐用性与更新性)为核心进行考虑。具体要评价室内的声环境、热环境、视觉环境、空气品质各方面的性能;服务性能方面的功能性、耐用性、应对性更新性;室外环境的生物环境、街道排列与景观造型、社区与社区文化、提高舒适性等。建筑物的环境负荷降低性(以建筑物使用(寿命)周期为对象,考虑能源、水资源、建筑材料消耗以及这些消耗对地球环境的影响,同事考虑从“建筑区域边界内”到“建筑区域边界外”的直接的不良影响(公害),以及区域基础结构负荷增大的影响等。具体要评价能源方面的热负荷、自然能源利用、设备系统的高效运营;资源、材料方面的水资源保护、材料循环利用;建筑区域外环境的环境负荷(大气污染、噪声、恶臭、风害、光害)对周边环境的影响程度。(2)水循环系统内容评估系统在建筑物环境负荷降低LR项目中涉及了水资源利用方面的内容,具体包括节水、雨水及再生水利用这两大内容。要求节约使用水资源,采用高效节水的器具,积极收集屋顶等处的雨水,回用作室内冲厕等非饮用用途,将建筑污水现场处理,回用作冲厕等。5、澳大利亚的NABERS(1)体系简介“澳大利亚国家建筑环境评价系统”(NationalEnvironment是一个适应澳大利亚国情的绿色建筑评价系统。其长远目标是减少建筑运营对自然环境的负面影响,促进建筑环境性能的提高。的设计与开发始于年月,由澳大利亚环境与资源部支持大学及共同开发。从年至今,不断改进,目前已更新到版。的评估对象为已使用的办公建筑和住宅,是一个对建筑实际运行性能进行评估的系统。力求衡量建筑运营阶段的全面环境影响,包括了温室效应影响、场址管理、水资源消耗与处理、住户影响四大环境类别,具体涉及到能源、制冷剂(对温室效应与破坏臭氧层存在潜在威胁)、水资源、雨水排放与污染、污水排放、景观多样性、交通、室内空气质量、住户满意度、垃圾与有毒材料这条条款。体系既没有采用权重,也不推荐使用模拟数据。其评价采用实测、用户调查等手段,以事实说话,力图反映建筑实际的环境性能,避免主观判断引起的偏差。目前的体系也是采用评分的方式,将各条款单独评分,后合并为—个单一的最好结果,用十分制表示,分代表平均水平,分代表难以达到的最高水平。体系在不影响基本框架结构的情况下,允许在项目中增加和调整子项目,以反映技术的进步或填补认识的缺欠。另外,它还允许地区专家根据当地实际情况,调整评价子项目的优先级。例如,某地的生态多样性”被认定为在当地有特殊重要的意义,则该地权威机构可以规定生态多样性”方面必须达到某个等级或分数,才能给予其规划上的批准。这样就保证了该评价方式对地区实际需求的充分尊重和适应。(2)水循环系统内容6、其他评估体系日本由建设省住宅局住宅生产课监修,环境共生住宅推进协会编辑的《环境共生住宅A-Z》第二章为评价篇。包括规划设计的综合评价(定性的评价)、基本性能评价(定量的评价)、建筑全寿命周期环境冲击评价以及建成后的验收四大部分。规划设计的综合评价围绕三个目的6个方面进行:第一个目的是保护地球环境,包括两个方面:(1)节能与可再生能源利用;(2)资源的有效利用与减少废弃物。第二个目的是与周边环境和谐共处,也包括两个方面;(3)保护生物多样性和与地域自然环境的和谐;(4)保证室内外空间的联通,享受大自然的恩惠。第三个目的是安全、健康和舒适的居住环境,也包括两个方面:(5)安全、健康和舒适性;(6)对于集合住宅,提供对社区活动的支持。每个方面,有“重点项目”和“追加项目”,共计有37个“重点项目”和56个“追加项目”,分项目进行评价。每个项目用设问的方式提出,只需圈定“是”与“否”。基本性能评价重点项目有4项,包括能源消耗、C02排放量、饮用水消费量及垃圾分类回收率,另外还有17项“追加项目”。全寿命环境冲击评价,是按住宅的建设期,使用期、修缮期、更新期、废弃期5个期间对所消耗的能源和排放的CO2作出评价。建成后的验收,包括住宅基本性能检测和住户反映调查。EcoProfile体系由挪威建筑研究协会NBI(NorwegianBuildingResearchInstitute)与EntroEnergiAS等机构于1995年共同开发。它是针对已建办公楼的环境评估系统,包括三大方面:室外环境,资源使用和室内环境。后两者侧重于能源使用的灵活性及效率以及有害材料的处理(多氯联苯,石棉等)。每大方面包括4到6个子项,共有近90个参数,每子项都有其权重。法国的ESCALE体系也是从建筑的整个生命周期来进行评价,具体涉及到能源、水资源和材料、建筑垃圾(施工、运行、拆除)、全球污染(包括导致酸雨、臭氧层破坏的物质排放)、本地污染(空气、废水等)、适应性(景观设计、与周边环境的适应、室外舒适性、选址生态性、交通等)、舒适性(热、声、光、气)、健康性(室内空气质量、水质)、环境管理等评价项目。以上这几个评估体系在评价内容中也涉及到了有关水循环系统的内容,具体包括水资源的使用与节水、污水排放等内容。7、国外绿色建筑水循环系统评估特点通过以上对国外主要绿色建筑评估体系以及水循环系统方面内容的介绍,可以看出国外绿色建筑评估体系绝大部分都采用评分制,大部分都对整个生命周期的各个阶段进行评价,都涉及到水循环系统方面的评价内容,而且都在不断地更新和发展。由以上各评估体系水指标内容的介绍可知,水循环系统在绿色建筑评估体系中占有很重要的地位,涉及到了水资源利用、雨水管理、污水排放及资源化这三项内容,各个评估体系具体的水指标评价内容有所侧重和不同,但基本上都要求提高用水效率,节约水资源,合理排放雨水和污水,防止和减轻对环境的污染等。评价项目既有定量指标,也有定性指标。相对来说,LEED评估体系对水循环系统方面的评价内容较全面,定量的指标也较多,对节水、灌溉、雨水管理以及污水的资源化等都有较详细的目的、要求以及技术和策略等内容,可操作性较强。其次是BREEAM评估体系,它对建筑性能以及运行和管理阶段的水资源使用、节水等也有较详细的评价内容,并提出了可操作性较强的监测和维护措施。
附录F引用标准名录规范性引用文件下列文件对于本指南的应用时必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,应为其最新版本。《室外排水设计规范》GB50014《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006《建筑给水排水设计规范》GB50015《给水排水构筑物施工及验收规范》GB50141《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268《建筑中水设计规范》GB50336《城市排水工程规划规范》GB50318《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002《城市绿地设计规范》GB50420-2007《城镇给水排水设计规范》GB50788《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014《雨水集蓄利用工程技术规范》GB/T50596《建筑屋面雨水排水系统技术规程》CJJ142-2014《城市绿地分类标准》CJJ/T85《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T135《透水砖路面技术规程》CJJ/T188《透水沥青路面技术规程》CJJ/T190《绿色建筑设计标准》DB11/938《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》CECS183《水景喷泉工程技术规范》CECS218《雨水控制与利用工程设计规范》DB11685-2013《透水砖铺装施工与验收规程》DB11/T686《地表水环境质量标准》GB3838《地下水质量标准》GB/T14848《城市污水再生利用城市再用水水质标准》GB/T18920-2002《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18921-2002《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(试行)住房和城乡建设部《低影响开发雨水控制及利用工程设计规范》DBJ/T45-013-2016
附录G广西雨水利用的工程实例一、南宁三中校园雨水利用工程1、项目概况本项目位于青秀区,青山路5号。南宁市第三中学总占地275亩,本次南宁市三中改造范围不含教工生活区,总面积为145149.30m2,其中屋面面积25851.75m2,球场面积16692.36m2,道路面积23142.02m2,停车场面积3000.00m2,绿化面积71589.42m2,水系面积4873.75m2。校园建筑密度大,绿化率高,校园内基础设施建设较完善。目前已建有教学楼、办公楼、图书馆、学生宿舍、食堂、体育场、游泳池等。此外,校园内有一座面积约3525.25m2的人工景观湖泊——天鹅湖。2、气候条件(1)气温:年平均气温21.7°C,极端最高气温40.4°C,极端最低气温-2.4度。冬季最冷的1月平均12.8摄氏度,夏季最热的7、8月平均28.2摄氏度。(2)降雨量:年均降雨量达1300毫米,年蒸发量945mm,降雨量一般集中于4—9月,约占全年降雨量的80%。(3)日照:年平均日照1827小时。大气质量常年稳定在国家二级以上。(4)湿度:相对而言,一般是夏季潮湿,而冬季稍显干燥,干湿季节分明。夏天比冬天长得多。春秋两季气候温和,集中的降雨是在夏天。3、工程概况南宁市第三中学现状排水体制为雨污分流制,校园内现有排水系统已基本完善,校园内道路均敷设有给排水管线,雨水就近渗入绿地土壤、景观水池或顺着道路边沟排入雨水管道,生活污水排入校园内污水管网中,基本满足现状需要。结合本项目校园实际情况,主要对校园内排水系统、绿地花园系统、道路交通系统、景观水系等地方建设。本工程主要采用的低影响开发措施有:绿色屋顶、透水铺装、绿地微地形改造、渗井、雨水调蓄池等。拟采用该组合措施,实现绿色建筑雨水控制和回用总体控制目标。雨水调蓄池是一种雨水收集设施,主要作用是削减雨水管渠峰值流量。该设施既能规避雨水洪峰,实现雨水循环利用,又能避免初期雨水对承受水体的污染,还能对排水区域间的排水调度起到积极作用。一般可建造于城市广场、绿地、停车场等公共区域的下方。按照年控制率75%的要求,计算需要增加的调蓄容积为1850.27m³。现校园内有一座人工景观湖泊,面积约3525.25m2。经测算,可蓄水量高度按0.41m计,则该人工湖可蓄水量约1445.35m3。故本次改造设施调蓄总雨水量约404.92m³。通过直接利用雨水池、生物滞留措施,满足总体控制指标要求。3、工艺系统(1)处理工艺的选择雨水中所含的主要污染物较少,主要为COD和SS,结合同类水质处理工艺及实际工程运行经验,确定本雨水处理回用工程将采用二级处理方法,其中一级为“沉砂、弃流预处理”过程,二级处理为“过滤+消毒”过程。(2)工艺流程根据上述对处理工艺的分析,拟定以下处理工艺流程:4、处理单元说明a、离心力雨水回收器过滤弃流装置采用德国技术,雨水来水管通过沉淀区上方进水口,然后进入雨水过滤器,雨水过滤器中圆弧形的内壁强迫雨水开始旋转,有离心力发生,雨水贴边,透过过滤装置。0.28mm直径孔的不锈钢网贴上内壁,落入收集室,流到干净雨水的出口后回收至设备沉淀区。杂物、泥沙、树叶等等跟着少量雨水一起冲到排水口落下。进水入口可以360°旋转,配管方便。雨水流经过滤网的时候会冲走杂物树叶淤泥等,掉到设备以外连接污水管。b、雨水收集回用一体机主要作用:收集雨水,进行流量调整。拦截粗大漂浮物并定量地排除初期雨水,保证收集雨水的水质。c、精密过滤装置装置采用不锈钢材质,厚度10mm,过滤精度0.10mm,过滤面积2平米,主要作用是利用滤料的机械筛分作用,拦截水中的絮体等颗粒物质,去除有机物和悬浮固体。d、纳米复合雨水蓄水池主要作用:储存回用雨水,保鲜雨水、进行流量调整。5、工程数量雨水调蓄池:总调蓄容积为300m³。其中,编号4调蓄容积为108m3;编号8调蓄容积为192m³。6、设备清单序号材料(设备)名称及规格、型号数量单位技术参数说明1雨水收集回用一体机YS-1001套1、纳米复合材料,一次喷衬成型,厚度≥16mm,24小时试水实验无渗漏。2、内设不锈钢材质厚度为2.0mm的环流过水装置。3、精密过滤装置,不锈钢材质,厚度10mm,过滤精度0.10mm,过滤面积2平米2离心式雨水回收器WFQ3002套⑴采用离心力自动旋转、自然过滤,无需使用电力,滤网自动保持干净、完全不需要人工清理。⑵小雨中雨的情况下,雨水回收比率90%以上。⑶过滤网滤孔孔径为:0.28mm,过滤精度应到达280微米。3纳米复合雨水收集池1套XS-100,纳米复合材料,一次喷衬成型,厚度≥16mm,24小时试水实验无渗漏。4回用水泵4套Q=15m3/h,H=40m,N=5.5kw,2套(1用1备)5氯消毒装置2套15t/h6排污泵2套Q=10m3/h,H=7m,N=0.55kw,1套7电动阀2套DN3008液位控制器4套DK-28控制系统(非标)2套不锈钢外壳,800mm*500mm*300mm,自动控制,施耐德,正泰元器件9管道阀门仪表1批配套雨水收集蓄水罐基坑基础雨水收集蓄水罐安装图收集系统前端雨水过滤器该工程施工过程十分简便,将篮球场、足球场、教学楼前广场、学生宿舍楼屋面、图书馆屋面等及地面的原雨水管网进行截留收集至无动力雨水收集系统,无动力雨水收集系统采用设备一体化设计,系统分为弃流、沉淀、过滤、消毒等环节:将雨水中的树叶、泥沙、悬浮物等主要污染物处理,并进行消毒及保鲜处理,雨水达到相关水质要求后回用到校园绿化浇灌、校园道路冲洗、周边公共厕所冲厕。一体化雨水收集回用一体机示意图离心式雨水分离器示意图7、系统优势1、引进德国离心弃流技术,不用电,无需人工清理,自动保持干净,不堵塞,能回收90%以上的干净雨水,没有活动部分,没有滤材更换,永无故障。2、设备工程整体一次成型,质量稳定。3、安全可靠,占地面积小,可地埋、地上设置。4、施工便捷,安装工期短,可当他安装当天使用。8、雨水回用量计算本项目经生态滞留池调蓄后的雨水及现状道路雨水管内雨水,由收集管汇流至雨水收集池,经处理后,可回于绿化浇灌及道路冲洗。根据《南宁市海绵城市规划设计导则》,绿化浇灌用水定额按2.0L/(m2·d)计,道路浇洒用水定额按2.0L/(m2·d)计,公厕用水按12L/人/次计,则用水量为:1#调蓄池(篮球场边)回用水量表回用水用途用水定额用地面积(用水人数)回用水量(m3/d)绿化浇灌2L/m27233m214.5道路浇洒2L/m26278m212.5合计27.0由此可知,1#调蓄池1天设计用水量约27.0m3/d。故按4天计,则需用水量约108m3/d,故本调蓄池设计调蓄容积为108m3/d,可满足本设计范围内绿地浇灌及道路冲洗。2#调蓄池(教学区)回用水量表回用水用途用水定额用地面积(用水人数)回用水量(m3/d)图书馆旁公厕用水12L/人/次700人8.4生物园旁公厕用水12L/人/次400人4.8绿化浇灌2L/m210082m220道路浇洒2L/m25327m210.65合计44.0由此可知,2#调蓄池1天设计用水量约44.0m3/d。故按4天计,则需用水量约176.0m3/d,故本调蓄池设计调蓄容积为192m3/d,可满足本设计范围内绿地浇灌及道路冲洗。9、效益分析(1)经济效益分析南宁市多年平均降雨量为1298mm,按75%径流量控制率对应的降雨量为26.0mm,平均每年26.0mm降雨量降雨次数为1298/26.0=50次。雨水回收利用每次可节约自来水绿化用水量为300m3。不考虑折旧费用,按经验数据,雨水收集处理回收运营成本为每立方约0.5元,南宁市学校用水自来水费用平均约3.0元。则本项目每年节约自来水量:Q=300×50=15000m3/年每年节约水费:(3.0~0.5)×15000=37500.00元(2)环境效益分析项目的建设可改善南宁市第三中学雨水的收集排放系统,减少雨水初期径流对城市水环境的污染,减缓内涝问题给南宁市第三中学带来的不便和安全隐患,是一项具有显著社会效益的城市基础设施建设项目;通过本项目的改造措施,能够满足多年平均径流总量控制
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