某大熊貓疾控中心綠色建筑節(jié)水設(shè)計(jì)

李 波，杜 欣

(中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都610041)

1 工程概況

某大熊貓疾控中心位于青城山鎮(zhèn)石橋村，為公益性的大熊貓科研保護(hù)、救護(hù)與疾病防控基地。該基地包括大熊貓救護(hù)與檢疫區(qū)、大熊貓疾病防控與研究區(qū)、大熊貓康復(fù)與訓(xùn)練飼養(yǎng)區(qū)、公眾接待與科普教育區(qū)、自然植被區(qū)和辦公與后勤服務(wù)區(qū)等(圖1)。總建筑面積12 428.06m3，總占地面積約51 hm2，最高建筑高度為11.48m。

2 綠色建筑節(jié)水設(shè)計(jì)背景

作為臥龍自然保護(hù)區(qū)的汶川大地震災(zāi)震后恢復(fù)項(xiàng)目，該疾控中心由香港特別行政區(qū)政府對(duì)口援建。受四川臥龍國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局委托，由我院承擔(dān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。根據(jù)投資方及業(yè)主要求，設(shè)計(jì)應(yīng)符合國家《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378－2006(下稱“評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”)中“綠色建筑設(shè)計(jì)三星標(biāo)準(zhǔn)”的要求。

綠色建筑是指“在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑”。節(jié)水及水資源利用是建筑節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，對(duì)綠色建筑的推廣起著重要的作用?！霸u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”中關(guān)于公共建筑節(jié)水與水資源利用的規(guī)定共有控制項(xiàng)5條、一般項(xiàng)6條，優(yōu)選項(xiàng)1條。

通過對(duì)條款的認(rèn)真分析和精心設(shè)計(jì)，本疾控中心除一般項(xiàng)中“設(shè)置再生水”一條不適用外，其他均符合標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了“綠色建筑設(shè)計(jì)三星標(biāo)準(zhǔn)”的要求，成為在節(jié)水設(shè)計(jì)方面具有指導(dǎo)意義的項(xiàng)目。

3 生活用水量及給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程最高日用水量為206.63m3/d，最高日最大時(shí)用水量為24.40m3/h。其中熊貓圈舍區(qū)最高日用水量和最高日最大時(shí)用水量分別為132m3/d和12.25m3/h。水量計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 生活用水量計(jì)算表

給水系統(tǒng)采用分區(qū)給水方式，場地東部較為平坦，為主要建筑規(guī)劃區(qū)，由市政給水管道直接供水。場地西側(cè)山區(qū)為熊貓圈舍區(qū)，設(shè)轉(zhuǎn)輸水池和高位水池，以重力流的方式供水。

圖1 都江堰大熊貓疾控中心

續(xù)表1

圖2 年均耗水量分配比例

圖2為本項(xiàng)目年均耗水量分配比例。可見除熊貓飲用外，用水主要包括以下幾個(gè)方面:綠化澆灑，餐飲和人員用水，沖廁(大小便器)，科研醫(yī)療用水。

4 雨水回收利用系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)概述

本項(xiàng)目節(jié)水設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)和難點(diǎn)在于滿足“評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”在節(jié)水方面的各種硬性指標(biāo)(主要為非傳統(tǒng)水源利用率等)。通過上節(jié)對(duì)耗水量的分析，結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)采用收集處理后的雨水作為非傳統(tǒng)水源，用于綠化澆灑，道路和廣場沖洗，衛(wèi)生間沖廁，熊貓獸舍地面沖洗等用途。

4.2 雨水收集范圍和措施

項(xiàng)目所在地降雨量年內(nèi)分布不均，為保障年內(nèi)不同月份雨水的回用，雨水收集方案采用“分級(jí)調(diào)蓄收集”的理念。共有3個(gè)調(diào)蓄水體，分別為山區(qū)雨水塘、規(guī)劃景觀水體和現(xiàn)狀濕地(圖3)。

圖3 雨水收集示意

場地西側(cè)為山區(qū)，場地東部較為平坦，為主要建筑規(guī)劃區(qū)。根據(jù)地形條件，山區(qū)雨水利用地勢坡度就近匯入山溝溝渠。通過溝渠、溪流等形式最終匯集到雨水塘和場地東側(cè)景觀水體。建筑區(qū)雨水徑流利用植被淺溝就近排入溝渠或現(xiàn)狀濕地?？紤]到可能存在污染問題，不收集建筑區(qū)地面徑流雨水，僅收集西部山谷及景觀水體上游部分匯水面積共約10.3 hm2內(nèi)的雨水。超出部分通過溢流口等措施溢流，排入場地東側(cè)水渠。雨水收集調(diào)蓄流程見圖4。

4.3 水量平衡

4.3.1 可收集雨水量

原水來源根據(jù)平均日用水量及成都常年降水量數(shù)據(jù)計(jì)算。雨水利用設(shè)計(jì)徑流總量按下式計(jì)算:(《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》GB 50400－2006，4.2.1－1):

W=10ψchyF=10×0.15×947×10.3=14631m3

式中:W:雨水設(shè)計(jì)徑流總量(m3);ψc:雨量徑流系數(shù)，取0.15;hy:設(shè)計(jì)降雨厚度，成都地區(qū)常年的年降水量為947.0mm;F:匯水面積，西部山谷及景觀水體上游部分匯水面積共約10.3 hm2;雨水可回用量按雨水設(shè)計(jì)徑流總量的65%計(jì)，約為每年 0.95×104m3。

4.3.2 非傳統(tǒng)水源用水量

雨水經(jīng)處理后主要用于綠化澆灑，景觀補(bǔ)水，衛(wèi)生間沖廁，熊貓獸舍地面沖洗等用途。根據(jù)“評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”第5.3.12條，“辦公樓、商場類建筑非傳統(tǒng)水源利用率不低于40%，旅館類建筑不低于25%”。通過咨詢住建部科技發(fā)展促進(jìn)中心“綠色建筑標(biāo)識(shí)辦公室”等有關(guān)部門及專家的意見，本項(xiàng)目部分用水為特殊用水，進(jìn)行非傳統(tǒng)水源使用率計(jì)算時(shí)可不計(jì)入其中。不計(jì)入其中的用水項(xiàng)目包括表2中序號(hào)為1、2、3、9的生產(chǎn)用水、序號(hào)13的熊貓飲用水。

其用水量計(jì)算見表2。經(jīng)計(jì)算，非傳統(tǒng)水源利用率為60.3%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。年非傳統(tǒng)水源用水量為9 331m3，小于年可收集雨水量。收集的雨水可滿足非傳統(tǒng)水源用水量需要。

圖4 雨水收集調(diào)蓄流程

表2 節(jié)水用水量計(jì)算表

4.3.3 雨水收集池

根據(jù)用水及降水曲線計(jì)算，并考慮到下滲及蒸發(fā)等因素，總蓄水容積定為3 000m3。即山區(qū)雨水塘和場地景觀水體總有效蓄水體積不小于3 000m3(可利用部分容積，不包括景觀最低水位以下水量)。

4.4 處理及供水系統(tǒng)

由于在規(guī)劃設(shè)計(jì)中徑流區(qū)域的原始植被未被破壞，雨水水質(zhì)較好，設(shè)計(jì)采用“過濾+消毒”的處理流程。雨水處理機(jī)房水泵從水體水中抽水，經(jīng)砂缸過濾，次氯酸鈉消毒后進(jìn)入清水池。處理后的水質(zhì)《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T 18920)的規(guī)定要求。為了保證儲(chǔ)水的水質(zhì)，在清水池內(nèi)設(shè)置水池自潔消毒裝置。

本地塊內(nèi)各建筑物高差較大，為節(jié)約能源，采用分級(jí)調(diào)蓄的方案，就近調(diào)蓄、利用(回用)雨水，節(jié)省雨水回用管道，降低加壓水泵的提升高程和后續(xù)運(yùn)行費(fèi)用等。清水池按照雨水利用系統(tǒng)最高日設(shè)計(jì)用水量的25%～35%設(shè)計(jì)。設(shè)備按每天10小時(shí)運(yùn)行設(shè)計(jì)，處理水量為最高日雨水用水量。

非傳統(tǒng)水源的處理和回用系統(tǒng)分區(qū)與給水系統(tǒng)相同。在山谷雨水塘堤壩下游附近(標(biāo)高約為698m)設(shè)一套處理設(shè)備，供周邊15個(gè)圈舍及管理用房，公廁等非傳統(tǒng)水源用水。處理能力為3m3/h，清水池為8m3。在東部建筑區(qū)景觀水體旁(與消防水泵房合建)設(shè)一套處理設(shè)備，供各建筑及綠化澆灑非傳統(tǒng)水源用水，處理能力為9m3/h，清水池為34m3。處理后分別采用高區(qū)和低區(qū)變頻裝置供至各建筑用水點(diǎn)，場地澆灑及綠化采用專用變頻給水泵。

5 其他節(jié)水措施

5.1 雨水滲透利用系統(tǒng)

本工程對(duì)雨水除了直接回收利用外，還設(shè)置了雨水間接利用，即雨水滲透利用系統(tǒng)。把雨水轉(zhuǎn)化為土壤水，補(bǔ)充地下蓄水層。

設(shè)計(jì)利用原有植被、沖溝等生態(tài)化措施作為雨水徑流的通道，減少對(duì)場地自然植被的破壞，既明顯減少雨水管道系統(tǒng)投資和費(fèi)用，同時(shí)能帶來較好的生態(tài)和環(huán)境效益。同時(shí)園區(qū)汽車道、步行道、停車場等均采用透水混凝土，從而增加雨水滲透量。

5.2 綠化噴灌系統(tǒng)

根據(jù)“評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”第5.3.8，“綠化灌溉采用噴灌、微灌等高效節(jié)水灌溉方式”。綠化澆灑除水源為非傳統(tǒng)水源外，還采用了噴灌系統(tǒng)。采用半自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)，灌水時(shí)間、灌水量和灌溉周期等根據(jù)預(yù)先編制的程序或采用手動(dòng)控制，同時(shí)加強(qiáng)綠化灌溉的節(jié)水管理。

5.3 用水器具與管材選擇

“評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”的“控制項(xiàng)”規(guī)定“建筑內(nèi)衛(wèi)生器具合理選用節(jié)水器具”。設(shè)計(jì)選用《當(dāng)前國家鼓勵(lì)發(fā)展的節(jié)水設(shè)備》(產(chǎn)品)目錄中公布的設(shè)備、器材和器具。采用節(jié)水型的衛(wèi)生潔具、沖洗閥;公共衛(wèi)生間的洗手盆配置感應(yīng)龍頭;各類出水龍頭均采用充氣式節(jié)水龍頭;小便斗采用光電感應(yīng)式控制閥，座便器均采用3/6 L兩檔節(jié)水型座便器;淋浴花灑均采用節(jié)水型花灑。所有器具應(yīng)達(dá)標(biāo)《節(jié)水型生活用水器具》(CJ 164)及《節(jié)水型產(chǎn)品技術(shù)條件與管理通則》GB 18870的要求。

防止管網(wǎng)漏損也是提高節(jié)水效率的重要途徑，目前城市給水管網(wǎng)漏損率一般都高于10%，造成了嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)。根據(jù)“評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”，選用適當(dāng)采取有效措施避免管網(wǎng)漏損。設(shè)計(jì)中室外給水管采用球墨鑄鐵給水管，采用柔性接口。做好管道基礎(chǔ)處理和覆土，并控制管道埋深。選用性能高的閥門、零泄漏閥門等措施避免管道滲漏。另外結(jié)合水量的分項(xiàng)計(jì)量，在室外管道始、終側(cè)分別設(shè)置水表，以便于發(fā)現(xiàn)管道滲漏問題，避免因管道銹蝕閥門的質(zhì)量問題導(dǎo)致大量的水跑冒滴漏。

6 結(jié)束語

本工程采用收集處理后的雨水作為非傳統(tǒng)水源，用于綠化澆灑，道路和廣場沖洗，衛(wèi)生間沖廁，熊貓獸舍地面沖洗等用途。非傳統(tǒng)水源利用率為60.3%。

設(shè)計(jì)了雨水滲透利用系統(tǒng)和噴灌綠化系統(tǒng)。選用節(jié)水器具和優(yōu)質(zhì)閥門管材等措施，均達(dá)到或超過了綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)節(jié)水設(shè)計(jì)的要求。不僅總體經(jīng)濟(jì)效益較好，而且有一定的環(huán)境效益。其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可供同行參考。

［1］ GB/T 50378－2006綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［S］

［2］ GB 5005－2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［3］ GB 50400－2006建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范［S］

［4］ GB/T 50085－2007噴灌工程技術(shù)規(guī)范［S］