绿色建筑非传统水源利用的雨水平衡利用分析

摘要：雨水作为非传统水源，是《绿色建筑评价标准》(gb/t 50378-2006)重点关注和鼓励的技术措施，其中与雨水利用相关的技术条文占到了节水与水资源利用的60%左右，使用雨水是建筑节水的关键环节。本文以深圳某办公楼为例，介绍了如何统筹、综合平衡利用雨水资源，阐述城市中心区办公建筑雨水利用应关注场地雨洪平衡、降雨天数选取等问题。关键词：绿色建筑；雨水；平衡利用green building non-traditional water use of rainwater utilization analysis for the balanceding ke(guangdong provincial academy of building research，guangzhou，510500)abstract：the rain as non-traditional water source，is《evaluation standards for green building》(gb/t 50378-2006) focus on and encourage technical measures，among them and rainwater to use related technical provisions accounted for water saving and water use of about 60%, use the rain water is building water saving a key link. in this paper a building in shenzhen as an example，this paper introduces how to plan as a whole, comprehensive balanced use of rainwater resources，this central city office building rainwater to use attention should be focused on the rainfall flood balance，rainfall days selection，etc.key word：green building；the rain；balance using中图分类号: tu991.14 文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）1 综述水资源的匾乏是未来世界面临挑战之一。随着世界经济的迅猛发展、人口的膨胀，缺水问题将对全球构成威胁。另一方面，随着城市发展，大量的道路、房屋等不透水面积的增加，使城市降水入渗量大大减少，雨洪峰值增加，汇流时间缩短，导致城市雨水危害加剧，水涝灾害频发，每年因此造成难以计数的巨额损失。随着人类社会的进步和技术发展，尤其是由于现代社会和城市化带来水资源紧缺和生态环境恶化的尖锐矛盾。人们开始重新审视和反思自己的行为，雨水利用技术又逐步受到重视并有了很大进步。对城市雨水利用更赋予了新的和广泛的含义，涉及到更多、更复杂的问题和技术。可见，雨水的有效利用是未来城市、区域规划建设中应该考虑的一个重要环节。本文通过介绍深圳某办公建筑雨水利用模式，重点分析了在城市中心区办公建筑雨水综合利用时，应重点关注场地雨洪平衡、降雨天数选取等问题，进而防洪减排，节约自来水资源。2 建筑雨水利用模式介绍项目位于深圳市，深圳地处属亚热带地区，热工区划属于夏热冬暖地区，夏长冬短，日照时间长，多台风、暴雨，降雨量大，气候明显有别于北方。雨水再利用设计将塔楼屋顶雨水、裙楼屋面雨水收集至室外雨水蓄水池，雨水经处理后用于空调冷却水补水。将室外广场雨水收集至室外雨水蓄水池，雨水经处理后用于裙楼屋面、室外地面、地下车库地面的冲洗和绿化浇洒。图1 雨水收集利用方案示意图建筑构成主要由建筑屋面、公共道路、绿化构成。不同类型的下垫面上，雨水径流的水质和径流量存在差异。建筑屋面的雨水径流量大且水质污染轻，道路和广场等硬化地面的雨水径流水质一般，绿地上雨水水质好但径流量少，市政机动车道路雨水径流污染严重。3 场地雨洪平衡分析建筑可收集雨水包括屋面雨水、平台雨水及绿地雨水。根据建筑的特点，屋面雨水又可以分为塔楼屋面雨水、裙楼屋面雨水；绿地雨水分为裙楼绿地和广场绿地；平台为广场平台。各种面积统计表和综合径流系数如下所示。表1 建筑雨量综合径流系数统计雨水收集量确定，采用深圳市降雨资料，q=167×9.194×(1+0.46lgt)/(t+6.48)0.555（l/has）。对应屋面雨水重现期p=2年，降雨历时1440min，得出深圳市暴雨强度30.80141087l/s ha，对应降雨历时降雨厚度266.12419mm。a、采用对应降雨历时降雨厚度，达到控制水污染和保护水环境的目标需要处理的径流雨水体积。雨水设计径流总量：w=ψc×hy×fw——雨水设计径流总量（m3）；f——汇水面积（m2）；hy——设计降雨厚度（mm/d）；ψc——雨水径流系数。b、场地开发前后雨水外排量计算：表2 场地开发前雨水外排量计算（原场地）由上表2~4计算可知，开发后的场地雨量径流量为：3022+2286=5308 m3/d，开发前的场地雨量径流量为：4161m3/d，雨水收集利用设计蓄水池1010+320=1330m3/d。可得开发前场地雨水外排量4161m3/d，开发后场地雨水外排量5308-1330=3978m3/d，开发后场地雨水的外排量小于开发前场地的雨水外排量，不增加市政雨水管网的负荷。c、采用对应单位小时平均日降雨量，根据不同的降雨历时，分别算出0~5分钟、5~10分钟、10~20分钟、20~30分钟、30~40分钟、40~50分钟、50~60分钟的降雨量，考虑3mm的初期弃流，再综合得出平均日屋面可利用降雨量约为1018.72m3/d，平均日广场可利用降雨量约为770.66m3/d，校核设计可知平均日降雨量均可蓄满1010m3和320m3的蓄水池，确保雨水回收利用设计的经济性和合理性。关于雨水利用方面，开发后的场地雨量径流量为：3022+2286=5308 m3/d，开发前的场地雨量径流量为：4161m3/d，雨水收集利用设计蓄水池1010+320=1330m3/d。可得开发前场地雨水外排量4161m3/d，开发后场地雨水外排量5308-1330=3978m3/d，开发后场地雨水的外排量小于开发前场地的雨水外排量，不增加市政雨水管网的负荷，场地雨洪设计控制平衡。4 降雨天数选取及年利用量计算屋面雨水水质较好，经过简单处理后就可以直接回用是最好的杂用水水源之一。一般在降雨初期，因径流对下垫面表面污染物的冲刷作用，初期径流水质较差。随着降雨过程延续，表面污染物逐渐减少，后期径流水质很快得以改善。屋面的尘土等污染物就被冲洗干净，继续下落到地面的雨水水质有了明显的好转。且雨水中的主要污染物为ss和cod，其它氮、磷、大肠杆菌、余氯等污染指标则是微乎其微，这样就为雨水回用过程中的处理带来了很大的便利，使得回用水质安全得到了很好的保证，因此用于空调冷却水补水，防止产生水垢、菌藻滋生及腐蚀问题。