某学校三星级绿色建筑给排水设计研究

姬秀娟 段焕林 陈爱东 王迎辉

摘要：对郑州市某学校的三星级绿色建筑，按照《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2014）要求，综合分析了郑州地区的气候特点及各项影响因素，学校的建筑给排水专业设计了其屋面太阳能热水供应系统、雨水收集处理中水回用系统，达到了合理利用清洁卫生能源和水资源的目的，并采用绿化灌溉系统、分级设置水表、节水器具和设备、给水系统合理分区，最大限度地避免了水资源浪费。

关键词：绿色建筑;中水回用系统;屋面太阳能热水系统;绿化灌溉系统

中图分类号：TU82 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）18-0201-03

1引言

“十二五”以来，我国绿色建筑快速发展。绿色建筑是指在全寿命期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。建筑给排水能源消耗占建筑总能耗比例约为20%，因此建筑给排水的节水节能和保护环境就显得非常重要。本文结合已完成的三星级绿色建筑施工图设计，全面地介绍三星级绿色建筑给排水专业的设计要点供同类工程参考。

2工程概况

郑州市某学校位于郑州市郑东新区，项目用地面积为47160 m²，设置48个教学班，初中3个年级，每年级16个班，每班50个人，计划招生2400人，教职工200人。拟建教学楼、宿舍楼、行政办公楼、礼堂、公共教学楼、食堂、后勤生活楼、体育馆等建筑，及400 m环形跑道、足球场、篮球场等室外运动场地。建筑占地13160.0m²，运动场占地155680.0 m²，容积率为0.895，建筑密度27.90%，绿地面积19092.4 m²，绿地率40.48%。项目效果图，见图1。

3绿色建筑评价标准对给排水的要求

3.1绿色建筑评价标准

2014年颁布的《绿色建筑评价标准》明确给出绿色建筑评价指标包括节地与室外环境，节能与能源利用，节水与水资源利用，节材与材料资源利用，室内环境质量、施工管理、运营管理七类指标组成。每项指标均由控制项和评分项组成，绿色建筑必须满足控制项要求。根据评分项得分绿色建筑分为一、二、三星级3个等级，每类指标的评分项得分不应小于40分，当总得分分别达到50分、60分、80分，绿色建筑的等级分别为一星级、二星级、三星级。

3.2本工程建筑给排水达标内容

根据建筑性质、室内外环境和市政给水条件，结合项目所在地的气候、环境、资源、经济等特点，本项目建筑给排水专业评分项得分详见表1。本项目节水与水资源利用指标评分项实际得分为70分除以该指标评分项总分值为83分，得出节水与水资源利用指标评分项最终得分为84.3分。

4节水与水资源利用的设计

4.1供水系统中采用的节水、节能措施

（1）本项目生活给水充分利用市政压力（0.18MPa），1～3层采用市政供水直供，4～6层由变频恒压供水设备供水（Q=8.3 L/s，H=45 m，N=2×5.5kW）。供水系统中水量及扬程变化时，压力传感器向微机控制器输入电信号，经微机运算，改变水泵转速保持给水系统水压恒定以满足用水要求。与传统高位水箱、气压罐供水相比，变频恒压供水系统具有供水可靠、效率高、能耗低、占地面积少等优点。

（2）给水系统配水支管处压力通过调整分水器前截止阀的开启度，使用水点处水压不超过0.20 MPa，并不小于用水器具要求的最低工作压力，减少给水系统的超压出流，达到节水目的。

（3）生活水箱，消防水池、高位消防水箱等设置溢流水位报警和自动断开功能。

4.2太阳能热水供应系统

本项目共有两栋宿舍楼，每栋宿舍楼均为多层公建，地上五层，共设130间学生宿舍，每间8人，共计1040人。宿舍楼采用太阳能热水系统，平时以屋面太阳能集热板收集太阳能为热源，太阳能提供热量不足时以电加热系统为辅助热源。屋顶太阳能集热系统采用定温放水的控制方式，集热器内温度达到设定值时，集热出水总管上的电磁阀打开，向热水箱放水。热水系统采用定是供应，循环方式为上供下回机械式干管循环。热水循环泵的启、闭由设在热水循环泵前热水回水管上的电节点温度计自动控制，其中启泵温度为50℃，停泵温度温度为55℃。全楼最高日热水用水量为46.08 m²/d，设计小时热水量为37.7 m。/h，系统设计小时耗热量为4731804 kJ/h。

4.3雨水综合利用

4.3.1雨水回用方案

郑州地区属暖温带大陆性气候，降雨量较丰富，年平均降雨量632.4 mm，但由于其全年降水时间分布不均匀，因此本项目需考虑季节雨水蓄积。项目所在地满足《民用建筑节水设计标准》（GB 50555-2010）第5.2.2条规定：雨水收集回用系统宜用于年降雨量大于400mm的地区。作为绿色建筑三星级项目，本项目考虑雨水综合利用。由于降雨随机性大，收集雨量不稳定，雨水调蓄和处理设备经常闲置，考虑节省投资和运行费用，处理后的雨水用于室外绿地灌溉和道路浇洒，雨水处理工艺流程见图2。

4.3.2 PP模塊雨水收集池设计

本项目收集非种植屋面雨水储存在PP模块雨水收集池中作为中水水源。非种植屋面面积为9160 m²，一年一遇重现期降雨量为44.7 mm，屋面径流系数取0.9，初期雨水弃流厚度取3 mm，则可回用的雨水径流总量为W=0.9×（44.7-3）×9160/1000-343.77（m³）。根据实际工程经验，雨水收集池的容积按回用系统日用水量的3～5倍取值。雨水回用系统日用水量为27m³，PP模块雨水收集池计算容积为137 m³。本工程在室外设埋地式PP模块雨水收集池，设有重力流溢流装置。雨水收集池顶部对应地面设700 mm×700 mm的检修人孔，方便后期的检修维护。雨水处理机房就近设于图书信息楼地下一层。

4.4绿化灌溉系统

本项目室外绿化及屋面绿地采用滴灌管和滴灌毯进行绿化灌溉，系统设计2台解码控制器。校区绿化区域共分成14个轮灌区，通过控制器电信号来控制电磁阀，每天轮灌1次，每个区域灌溉时长为30 min，实现全自动控制管理。同时设置用于检测区域内气温、太阳辐射及降雨数据的气象传感器，以便对灌溉系统及时调节，从而使整个灌溉系统更加节水、节能。

本项目绿化灌溉系统采用低压滴管输水，水源来自屋面雨水回用系统的清水池，系统工作压力为O.20MPa，系统设计流量为9 m³/h。低压滴灌可以定时定量供水，节省大量的水资源和劳动力，防止路面过量洒水而破坏，水资源利用率达到90%以上。

5结语

本项目屋面太阳能系统、屋面雨水雨水综合利用系统、绿化灌溉系统建成后运行情况良好达到设计要求，并获得国家绿色建筑三星级设计标识。本项目在方案阶段就充分考虑工程所在地的气候、水资源状况和市政条件，制定合理的给水方案、非传统水源利用形式、太阳能热水系统及绿化灌溉系统形式，以确保设计做到既绿色生态又环保节能。