节水计算和措施在绿色建筑认证项目中应用

何晶晶

（西图建筑工程上海有限公司，上海 200051）

1 概述

绿色建筑以可持续发展思想为指导，充分考虑建筑物的节地、节能、节水、节材、提高室内空气质量等环境因素，最大限度地做到节约资源，保护环境，提高人类的居住水平。目前，越来越多的工程项目需要绿色建筑认证，在这些认证体系中，美国LEEDTM最为普及。本文主要着重分析绿色建筑中与节水相关的评估内容，目的是使更多的工程项目通过LEED 认证，特别是在节水方面通过相关计算和节水措施得到相关分值，满足绿色建筑认证需求。

2 LEEDTM 评估体系概述

美国绿色建筑协会（U.S.Green Building Council，USGBC）建立并推行了《绿色建筑评估体系》（Leadship in Energy &Environmental Design Building Rate System）[1]，国际上简称“LEEDTM”。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标准中被认为是最完善、最具影响力的评估标准，其认证体系包括：LEED-NC(新建建筑）、LEED-CS（核心与外观）、LEED-CI（商业建筑内装修）、LEED-EB（既有建筑）、LEED-H（住宅评估）、LEED-ND（社区规划与发展评估）、LEED-SCHOOL（学校）、LEED-HEALTHCARE（医疗保健）和LEED-RETAIL（零售）。

LEED 评估认证是根据LEED 详细的评估条款和标准对各项工作进行打分，其总分值为110 分。根据最终评估分值有四个评估等级：认证通过-LEED CERTIFIED （40～49 分）；银 级-LEED SILVER（50～59 分）；金级-LEED GOLDEN（60～79 分）；白金级-LEED PLATINUM（80 分及以上）。

LEED 评估体系主要强调七个方面的评估工作，图1 为LEEDTM认证体系的工作结构示意图。

图1 LEEDTM 工作结构示意图

-可持续性的场地规划（Sustainable Site,SS）；

-保护和节约水资源（Water Efficiency,WE）；

-高效的能源利用和可再生能源的利用（Energy and Atmosphere,EA）；

-材料与资源的利用（Materials and Resource,MR）；

-室内空气质量（Indoor Environmental Quality,IEQ）；

-设计创新（Innovation Design，ID）；

-区域优先性（Regional Priority，RP）。

3 绿色建筑中节水分值计算

LEED 评估体系中，保护和节约水资源（Water Efficiency，WE）具体评估条款及标准，如表1。

作为七个评估工作之一，保护和节约水资源（WE）总分值最高为10 分，满足表中所要求的四个条件即可得到相关分值。

被评估的工程项目节约水资源至少20%是进行该项评估的先决条件，满足该项条件后，根据项目采用的节水措施，通过节水计算来判断该项的最后得分。

表1 保护和节约水资源（WE）评估条款及标准 [2]

例如：一个新建项目，采用了高效节水器具及相应的节水措施，通过初步计算，其项目用水可节约37%，满足了保护和节约水资源（WE）评估项的基本条件——至少节约20%的总用水量。同时，项目设置有回用水措施，可节约场地总用水53%。根据评估表1 得分措施1-节约场地水资源，因节约场地总用水53%大于表中的50%，可得2 分；在得分措施2 中，经计算污水排放减少量未到50%，不得分；同时，根据得分措施3-节约水资源因采用了高效节水器具，节约项目用水33%大于表中的30%，但小于表中的35%，可得2 分；总计该新建项目在保护和节约水资源（WE）评估项中得4 分，详细计算在后续章节进行阐述。

4 工程项目中节水措施及节水计算

最大化地提高建筑物的用水效率，减少城市用水和污水处理系统负荷是保护和节约水资源（WE）评估工作的主要目标。相对于其他的四项评估工作，该项得分率较高，评估要求采用的相应节水措施易执行，只要通过合理计算，就可得到相应分值。

下面对各项的节水措施及计算做具体介绍。

4.1 保护和节约水资源（WE）——先决条件

节约水资源至少20%是评估该项的先决条件，LEED 大力提倡使用高效卫生洁具，干式洁具如堆肥厕所系统，无水小便器和自动感应系统，有效的减少城市用水。同时，要求充分考虑场地的雨水回用和中水系统，用于建筑物小便器和大便器的冲洗。

在节水计算中，依据总洁具使用次数及EPAct（The Energy Policy Act of 2005）提供的洁具用水量，根据公式（1）节水率进行计算：

在LEED 认证项目中，计算的节水率必须大于20%，否则无法进行后续的评估工作。在得分措施3中，将提供详细的计算实例。

4.2 保护和节约水资源（WE）——得分措施1：节约场地水资源

要得到该项分值，LEED 提出如下方法：

方法1.安装永久性无灌溉的场地绿化系统，系统正式工作的头一年内，临时灌溉绿化系统可允许使用，待植被的适应成长期完成后拆除。采用该种绿化系统时，在满足业主和场地国家绿化标准的前提下，应尽可能的减少绿化面积，同时应充分考虑当地的土壤特性，植被的生长周期，选择的植被应适合当地的气候条件和雨水周期。在植被的物种选择上，应避免单一化和过多元化，减少植被的死亡率和病虫害。项目中使用该系统可得4 分。

方法2.通过使用雨水回用系统，中水系统减少场地的灌溉城市用水。项目中如通过节水计算，得出节水率大于等于50%，即可得2 分。节水计算采用SAV 法（Standard Assumption &Variables）[2]共分为三步，举一项目实例：

实例1，苏州地区某工程，其场地面积为46 000m2，绿化面积为20 675 m2，采用混合的植被物种（树木，灌木和草皮），屋面雨水采用回用系统，在夏季7月可回收雨水110 m3。

（1）计算将根据灌溉最大月7月，公式如下：

式中：KL — 灌溉系数；

Ks— 植被物种系数（0.2～0.9,平均值为0.5，如采用无灌溉系统为0 ；本工程的植被物种较为单一，取低值0.2）；

Kd— 密度系数（需灌溉植被在场地绿化中的比例0.5～1.3，平均值为1.0，本工程的需灌溉植被率约为25%，Kd取低值0.5）；

Kmc— 微环境气候系数（周边环境如温度，湿度和风向对灌溉影响0.5～1.4，平均值为1，一般取平均值）。

得：KL=0.1

（2）创建设计值（Create Design Base）

①ETL（工程项目特定的蒸发量），其计算公式为：

式中：Eto — 蒸发量即植被每日所需补充水量，in。

根据我国建筑给排水设计规范（GB50015-2009），绿化浇洒定额为1.0～3.0L/m2·d，考虑苏州地区年降水充足，取值1.5L/m2·d，故Eto(in)=5.9 in；

得ETL=0.59

②TWA（设计总灌溉用水量，gal），其计算公式为：

式中：F — 场地绿化面积20 675 m2（222 551ft2）；

IE — 灌溉效率，洒水车-0.625，洒水喷头-0.90，工程采用洒水喷头，故IE=0.90；

CE — 气候控制系数；工程采用自动控制灌溉系统，可节约5%灌溉用水；

得TWA=86 389（gal）=327m3

③ TPWA（总城市用水量），其计算公式为：

因场地有雨水回用系统，可回收雨水量29 062 gal(110m3)；

得TPWA=57 327gal=217m3

（3）基准设计值（Baseline Case）计算

在此步骤中，Ks、Kd和IE 根据经验，均采用传统设备的均值（Ks=0.5，Kd=1.0；Kmc=1）；Kmc和Eto 采用和设计值相同的数值(Kmc=1，Eto=5.9in英寸)；

根据式（2）KL=0.5；

根据式（3）ETL=2.8，F 和CE 均采用和设计值相同的数值（F=20 675 m2（222 551ft2），CE=1）；

根据式（4）得基准设计值TWA（gal）=409 982(gal)=1 552m3。

（4）计算总的场地用水减少率，其计算公式为：

式中：设计值TWPA-217m3；

基准设计值TWA-1 552 m3；

得场地用水减少率=86%>50%。综上所述，根据LEED WEC1.1（表1）可得分值2 分。

4.3 保护和节约水资源（WE）——得分措施2：采用创新的污水处理技术

LEED 提出两种方法实现该项分值：

方法1.采用小型生物营养物处理系统，湿地系统，高效过滤渗透系统等，处理50%的厂区废水，处理后水可用于土壤渗透及厂区回用；

方法2.通过使用节水型马桶和小便器、或干式洁具系统如无水小便器、堆肥厕所系统使建筑内的该项生活污水减少50%，也可采用雨水，中水回用系统，厂区或市政的处理水系统供马桶和小便器用水而不使用城市用水。

有效的采用这些措施即可得到该项的2 分。在计算中主要考虑采用Occupancy[2]法计算，其步骤如下：

步骤一：依据人员8 h的工作时间，如有多班次工作的建筑，需考虑全日人员卫生洁具（马桶，小便器）使用次数；有访客，参观人员的建筑还需补充估算出该部分人员地使用次数，然后统计出全日该建筑人员使用卫生洁具（马桶，小便器）次数；

步骤二：完成基准设计值和设计值的计算；

步骤三：通过比较计算得出污水减少率，如污水减少率大于等于50%即可得到2 分。

在上述得分措施1 案例中，该工程建筑物中还使用了高效节水型进口卫生洁具，项目每日24 h 共有660 人，其中女性462 人，男性198 人，该建筑因涉及工艺保密未对外开放，故无访客等其他人员，建筑内未设中水系统等其它回用系统。计算内容如下：

步骤一：计算该建筑卫生洁具（马桶，小便器）的使用次数，如表2；

步骤二：计算每年建筑污水基准设计值表2 和设计值表3。

（1）每年该建筑污水基准设计值，如表3。

表2 卫生洁具使用次数

表3 年器具污水排水量基准设计值

（2）每年该建筑污水设计值（Design Case），如表4。

表4 年器具污水排水量设计值

步骤三：计算每年污水减少率，采用公式为：

式中：污水设计值-801 900.0gal3；

基准设计值TWA-1 438 560.0 gal；

得污水减少率=44% <50%。

由此可见，根据LEED WEC2（表1）无法得分值2 分。要得到该项的2 分，推荐措施为利用场地雨水回用系统设置一套管路供建筑物内的马桶和小便器用水。

4.4 保护和节约水资源（WE）-得分措施3：节约水资源

在前述的保护和节约水资源——先决条件中，节约水资源至少20%是此评估项的基础条件，LEED 大力提倡项目中使用高效卫生洁具，干式洁具如堆肥厕所系统，无水小便器和自动感应系统，有效的减少城市用水。同时，要求充分考虑场地的雨水回用和中水系统，用于建筑物小便器，大便器的冲洗，机械系统的使用。

在计算中采用节水率法，公式为式（1），其计算步骤分为三步，与得分措施2的使用率法有着异曲同工之处，不同之处为使用率法仅考虑计算建筑的大便器和小便器，而节水率法需考虑所有卫生洁具及厨房等的用水点的使用。在上述同案例中，该计算建筑无厨房设施，但有工人淋浴设施，其计算内容如下：

步骤一：计算该建筑所有卫生洁具的使用次数，如表5，表中增加了淋浴及洗手盆项。

步骤二：计算每年建筑用水基准设计值和设计值。

（1）每年该建筑用水基准设计值，如表6；

（2）每年该建筑用水设计值，如表7。

步骤三：计算每年用水节水率，采用前述式（1），式中：设计用水值-5 135 400 gal，基准用水值-7 643 160 gal。

由此可得，节水率=33%>30%根据LEED WEC3.1 和3.2（表1），节约用水量大于30%但小于35%，故得分值2 分。

表6 年器具用水量基准设计值

表7 年器具用水量设计值

5 结论

LEED 绿色建筑评估体系它代表了人类与自然和谐共处、协调发展的文化，贴切而直观地表达了可持续发展的概念与内涵。工程中应充分运用“绿色”的、可持续发展的观念，在水系统的设计中，大力推广绿色建筑节水措施，推进节水型生活用水器具的认证工作，充分考虑各系统水的再生回用，通过科学合理的计算，使工程取得保护和节约水资源体系的分值，并积极配合其他各项体系的评估，使更多的建筑成为绿色的、可持续性的建筑。

[1]LEED 2009 for New Construction and Major Renovation System(2009 version) For Public Use and Display.

[2]LEED Reference Guide for Green Building and Design Construction(2009 version) For Public Use and Display.