给排水设计在应用《广西壮族自治区民用建筑节能条例》时的若干问题分析

2018-07-20 06:38
城市建筑空间 2018年5期
关键词:汇水调蓄控制率

韦 峰

(南宁市建筑设计院,广西 南宁 530002)

0 引言

《广西壮族自治区民用建筑节能条例》(以下简称“广西节能条例”)自2017年1月1日起实施,县级以上城市规划区内新建项目规划设计应按绿色建筑标准设计和推广可再生能源(含空气能)应用。广西是我国提出新建建筑全面执行绿色建筑标准的6个省份之一,“广西节能条例”作为地方性法规,将广西建筑节能领域一系列法规规章制度有机联系起来,对该地区绿色建筑的发展具有举足轻重的意义。此外,南宁市的新建项目还要有海绵城市设计专项内容。因此南宁市的新建民用建筑项目的绿色建筑设计方案、可再生能源应用方案、海绵城市设计方案需在住建部门组织下一起通过专家评审后,方可进行施工图设计。为加快对“广西节能条例”的执行力度,广西壮族自治区住建厅在2017年9月底至10月初在全区范围内对县级政府以上住建部门、设计、施工等相关单位培训、宣贯“广西节能条例”及相关规范,如 DB45/221—2007《广西居住建筑节能设计标准》、DBJ/T45—049—2017《广西绿色建筑设计规范》,对建筑给排水的设计提出更高的要求。

1 问题的提出与分析

在设计上执行“广西节能条例”,是以绿色建筑设计为主,以可再生能源应用设计和海绵城市设计(可选)为辅的设计体系,因此,新建民用建筑的给排水设计,要同时执行其他规范及文件,如GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》、GB50189—2015《公共建筑节能设计标准》、GB50555—2010《民用建筑节水设计标准》、海绵城市设计规定等。由于各种规范及文件的局限性,相同内容在不同规范(文件)有不同侧重的表达,因此需要同时满足相关规范及文件并合理应用。现把在设计中易犯的一些错误进行简单分析。

1)在设计文件中,针对 GB/T50378—2014《绿色建筑评价标准》中(以下简称为“评价标准”)的得分项,应有相应的具体得分措施和可操作性,而且这些得分措施应满足 DBJ/T45-049—2017《广西绿色建筑设计规范》和其他规范、当地文件的要求。

如在居住建筑的绿色建筑设计中,对于毛坯房,在“评价标准”中得分项中的采用“用水效率等级为2级的卫生器具”就不具备可操作性。毛坯房的用水器具是用户自理,虽然在“评价标准”中用水效率等级2级的卫生器具比3级得分高5分,但价格较贵,居民不可能按设计要求购买卫生器具。这种不可控制的得分属于不可靠得分,无可操作性。

另外,“评价标准”中 4.2.12和 4.2.13条是海绵城市的设计内容,应按当地建设主管部门对海绵城市建设的相关规定复核其是否得分。除对设计文件中得分指标如“下凹式绿地、雨水花园等有调蓄雨水功能的绿地和水体的面积之和占绿地面积的比例达30%、硬质铺装地面中透水铺装面积的比例达50%、场地年径流总量控制率达55%~70%”等进行简单复核,还要复核海绵城市设计指标的依据是否合理、海绵城市设计思路是否准确等。如南宁市某新建住宅小区,总用地面积10hm2,根据《南宁市海绵城市总体规划》或《南宁市规划管理局建设项目规划设计条件通知书》的要求,该住宅小区的雨水年径流总量控制率不小于80%,年SS总量去除率不应小于50%。因此该项目应按 “评价标准”中4.2.13条得6分进行设计,而且场地年径流总量控制率不应小于80%。设计文件应有以下主要内容:应有80%的年径流总量控制率指标的文件设计依据,应有场地竖向关系的表达、场地有效汇水分区及面积、在汇水分区的地势较低处分散式布置各种低影响开发设施的设计思路、各屋面雨水立管断接引流入附近的低影响开发设施、道路雨水通过高差或路缘石开口进入低影响设施的做法、场地综合径流系数的计算、低影响开发设施的有效调蓄容积的计算、年径流总量控制率及年SS总量去除率的计算;在指标计算上,低影响开发设施的有效调蓄容积与相应汇水面积的汇水量应达到平衡,年径流总量控制率和年SS总量去除率的计算结果应达标和准确。

2)在绿色建筑设计+海绵城市设计模式中,雨水调蓄池的有效容积可作为雨水回收利用池有效容积计算的一部分,但雨水回收利用池的有效容积不能直接等于雨水调蓄池的有效容积。

雨水调蓄池与雨水回收利用池的有效容积计算公式几乎一样,但两者的定义截然不同。雨水调蓄池属于低影响开发设施,其总调蓄容积一般采用容积法进行计算:

式中,V为设计有效调蓄容积,m3;H为设计降雨厚度,mm,可根据年径流总量控制率曲线对应的降雨量取值,在南宁可参照图1;ψ为综合雨量径流系数,可根据项目用地面积及汇水面积种类进行加权平均计算;F为汇水面积,hm2。

图1 南宁市多年平均径流总量控制率与设计降雨量对应关系曲线

雨水回收利用池的有效容积也是根据汇水面积进行计算:

式中,hd为常年最大日降雨厚度,mm,可按重现期1~2年取值(GB50400—2016《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》附录A全国各大城市降雨量资料)。在南宁,重现期1年的 hd1=62.6mm,重现期 2年的 hd2=90.3mm。

举例说明,根据图1,在同样的汇水区域里,F=1hm2,ψ=0.5,按年径流总量控制率 80%时,H=33.4mm,当用于计算调蓄容积时,V=334ψF=167m3;当按重现期1年来计算雨水回收利用时,其有效容积 Vy=606ψF(考虑减去弃流雨水厚度2mm)=303m3,V不等于 Vy。从上述分析可知,同一个雨水池在担负雨水调蓄和回收利用这2种功能时,有不同的计算应用容积,应区别理解。假设把该汇水区域按雨水回收利用设计且已竣工,其有效容积为303m3,此时如果对该汇水区域进行海绵城市设计复核,按年径流总量控制率80%时标准设计,该雨水池作为低影响开发设施的有效调蓄容积仅为167m3。如果上述同样的汇水区域先按海绵城市设计并竣工,那该雨水池的有效调蓄容积为167m3,当计算该雨水池的有效雨水回用容积时,即使 hd1=62.6mm,此时 Vy最大也不能大于 167m3。当然,一个既定汇水区域的全年雨水回用量受多种工程设计参数的影响,如汇水面积、雨水蓄水池的有效容积、回用管网的用水规模等,当这些参数取值偏小时,则全年雨水回用水量会随其减少,而不是简单理解为把Vy加大了,雨水年回用量就增加了。准确的雨水回用量的相关计算详见GB 50555—2010《民用建筑节水设计标准》(下文简称为“节水标准”),此处不再展开。

3)重视“节水标准”对“评价标准”的约束。

“评价标准”中6.2.3条对用水点的压力有不同要求,并相应有不同的得分。而“节水标准”4.1.3中明确要求“分区内低层部分应设减压设施保证各用水点出供水压力不大于 0.2MPa”,因此“评价标准”6.2.3条只能按“不大于 0.2MPa,且不小于用水器具要求的最低工作压力,得8分”执行。

同样,在“节水标准”中 4.1.5“景观用水水源不得采用市政自来水和地下井水”是强制性条文,这与“评价标准”控制项6.1.1条“应制定水资源利用方案,统筹利用各种水资源”的思路一致。由于这是控制项,在设计景观用水时,只要不满足规范对补水的要求,就可判断为不是绿色建筑。

4)重视《广西公共建筑节能设计标准》对“评价标准”的约束。

如《广西公共建筑节能设计标准》5.1.4、5.3.3中对水泵和空气源热泵的技术要求分别为“给水泵的效率不宜低于GB19762—2007《清水离心泵能效限定值及节能评价值》规定的泵节能评价值”和“空气源热泵机组制备生活热水时,制热量大于10kW的热水机在名义制热工况和规定条件,性能系数(COP)不宜低于表 5.3.3的规定”。根据“广西节能条例”的精神,大型公共建筑更应该加强节能的示范作用,因此,在大型公共建筑设计中,这2项条款的“宜”应按“应”来理解,作为应执行的条款。这些内容对应着“评价标准”5.2.12.2“水泵、风机等设备及其他电气装置满足相关现行国家标准的节能评价值要求,得2分”。对于大型公共建筑,在设计文件中,应有水泵(热泵)等设备的泵节能评价值(性能系数)的最小值要求。

5)在可再生能源应用设计专篇中,当具备太阳能利用条件时,应优先选用太阳能作为主要能源(提供热水比例≥20%),当仅采用太阳能不能满足生活热水量的需求时,可考虑将空气能作为辅助能源利用;经论证,除空气能外,不具备太阳能利用条件时,方可考虑将空气能作为主要能源进行利用。

设有生活热水的建筑,在太阳能供应热水的比例≥20%的情况下,空气源热泵补充热水部分可计入可再生能源利用量,最终按总供应热水的比例在“评价标准”上相应得分。以上做法都是为保证尽量利用太阳能供应热水。因此在太阳能热水系统设计专篇中和绿色建筑施工图审查集成表的相应得分项中,应有尽量利用太阳能的设计思路及供应热水比例的计算过程。

2 结语

“广西节能条例”的实施,对配套执行的各种规范文件的执行提出更高要求。一旦理顺各种规范的核心内容,就可做出可操作性的绿色建筑设计,为广西地区乃至国家降低民用建筑能源消耗,提高能源利用率,改善人居环境质量,推进生态文明建设做出更大的贡献。

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