城乡规划建设大厦给排水设计探讨

毕丽敏

（安徽省建筑设计研究院有限责任公司，安徽合肥 230002）

摘要：通过对太阳能热水及开水系统、雨水回用系统、中水回用系统等在城乡规划建设大厦给排水系统设计中应用情况的介绍，说明了上述系统在绿色建筑设计中使用的必要性，为设计人员设计同类项目提供参考。

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关键词：无负压供水设备；中水供水系统；土壤湿度感应系统；一体化MBR净化设备

0 引言

随着人类文明的进步，建筑需采用适宜技术，符合当地自然资源、气候地理、生活文化等特点，尽可能少的使用不可再生的自然资源，有效减少资源能耗。

1 项目简介

1.1 项目状况

本项目位于合肥市滨湖新区安徽路与紫云路交叉口西北角，A塔楼15层58.35 m，B塔楼10层39.75 m，裙楼16.05 m，地上42 319 m2，地下建筑面积约12 956 m2，总建筑面积共55 275 m2。本项目设计、施工、运行等建筑全寿命使用周期达到“绿色三星”标准，起到绿色建筑推广示范作用。合肥市属于水质性缺水城市，平均年降雨量约为971.2 mm，降雨时间分布不均匀。

1.2 本项目给排水设计内容

包括太阳能开水热水、雨水收集和利用、中水回用等。节水的主要措施是收集雨水、循环利用水资源，提高水利用效率，增强环境保水能力，减少自来水用量。

1.3 项目供水水源

由三部分组成：市政自来水、中水及雨水回用。办公冲厕用水、室外绿化灌溉用水、景观用水、道路浇洒、车辆抹水、地库冲洗用水均采用中水供给，其余用水由自来水供给。

2 给水系统

市政供水管道有两路，分别为安徽路DN150和紫云路DN150，引入管加设水表计量，供水管网成环状。市政供水压力按0.25 MPa计算。

给水系统分为生活用水及饮用水供水系统、中水给水系统、太阳能开水系统、太阳能厨房热水系统。

2.1 生活用水及饮用水供水系统

2.1.1 生活用水及饮用水供水系统用水量计算

盥洗、健身淋浴、员工食堂用水均由自来水供给，设计水量计算如表1所示。

2.1.2 生活用水及饮用水供水系统分区

充分利用市政供水压力，选用无负压供水设备，合理配置水泵，选用高效率、低能耗设备，将水泵的运行工况控制在高效区间内。竖向分区合理，地下1层至地上3层由市政管网直接供水，地上4层至10层由设在地下一层的生活I区无负压供水设备供水，11层至15层由生活II区无负压供水设备供水，最不利处用水器具处的静水压不超过0.20 MPa。

2.2 中水给水系统

2.2.1 设计用水定额

根据《建筑中水设计规范》GB50336—2002规定，各类建筑用水分项占总用水量的百分率如表2所示。

冲厕由中水供水，给水百分率选取60%，办公楼节水用水定额为16 L/人·d；中水节水用水定额为24 L/人·d。根据《民用建筑节水设计标准》GB50555—2010，办公楼用水定额40 L/人·d，健身淋浴用水定额30 L/人·次，餐饮业-职工食堂用水定额20 L/人·次，一年工作日按250天计；绿化灌溉（冷季型一级养护）用水定额0.5 m3/m2·a；道路（水泥、沥青）浇洒用水定额0.5 L/m2·次，年浇洒30次计；停车库冲洗用水定额2 L/m2·次，年12次计；抹车用水定额选取15 L/辆·次，按10%轿车车位计即36辆。

2.2.2 中水供水系统分区

地下1层至地上8层大小便器的冲洗用水及裙房顶绿化浇洒用水由设在地下室的中水I区变频供水设备加压供水，地上9层至地上15层大小便器的冲洗用水及A、B楼屋顶绿化用水由中水II区变频供水设备加压供水。

2.2.3 中水供水系统标识

中水供水管上不得装设取水龙头，并应采取防止误接、误用、误饮的措施：中水供水管外壁应按设计规定涂色或标识。当有取水口时应设锁具或专门开启工具。水箱、阀门、水表、给水栓、取水口均应有明显的中水标识。

2.3 太阳能开水系统

2.3.1 太阳能开水系统组成

本系统由太阳能集热器、集热水箱、燃气开水机组、开水储水箱和每层的恒温定压开水装置、控制系统等组成。采用“太阳能预热＋直燃式无压开水机组”，A楼每天1.2 m3开水用量，1层～15层每层设2个开水供水点。B楼每天0.8 m3开水用量，1层～10层每层设1个供水点，开水间安装恒温定压开水装置，通过立管与楼顶开水水箱连接。

2.3.2 太阳能开水系统日耗热量计算

根据合肥气象参数冷水水温：2014年平均值15 ℃。热水设计温度：2014年平均值50 ℃。

A楼开水用量为1 200 L/d，则Qd=1 200 L×（95 ℃-15 ℃）=96 000 kcal

B楼开水用量为800 L/d，则Qd=800 L×（95 ℃-15 ℃）=64 000 kcal

2.4 太阳能厨房热水系统

（1）厨房热水系统供应采用“太阳能＋直燃式无压热水机组”，主楼厨房每天8 000 L（50 ℃热水）用量。

（2）太阳能热水系统日耗热量计算。A楼食堂热水用量为8 000 L/d，则Qd=8 000 L×（50 ℃-15 ℃）=280 000 kcal。

（3）热水系统循环流量计算。全日制供应热水系统的热水循环流量计算取5%Qd，温降取5 ℃，则qx=0.05×280 000 kcal÷5=2 800 L/h。

（4）太阳能系统提供热水量。太阳能系统提供的总热量：5 765 L/天，设计需要热水（50 ℃）量：10 m3/天（其中2 m3开水预热水源量），太阳能系统提供热水量占总热水供应量需求的比例为57.65%。

3 排水系统

3.1 生活排水系统

室内排水系统采用污废分流制。有生活污水、厨房含油废水、生活废水、消防废水等排水系统。

3.1.1 生活污水排水系统

生活污水排至室外的化粪池，处理后排入市政污水管网。

3.1.2 厨房含油废水排水系统

厨房含油废水先经厨房室内隔油装置处理，再经室外总体隔油池处理后排至总体污水管网。

3.1.3 生活洗涤废水、空调冷凝水排水系统

生活洗涤废水、空调冷凝水接至地下1层80 m3废水收集调节池（考虑了3天收集量）。

3.1.4 消防废水排水系统

消防废水（喷淋系统末端试水、屋顶消防水箱溢流水、地下室消防水池溢流水、消火栓喷淋系统放空水）排放至地下1层100 m3中水清池。

3.2 雨水排水系统

3.2.1 屋面雨水系统

3.2.1.1 屋面雨水收集方式

屋顶花园覆土设有排蓄水板和净化过滤层，满足植物浇灌及土壤保湿，通过植物吸附对雨水进行初步过滤，为下级雨水收集利用创造优良水质。屋面雨水由虹吸雨水斗分片收集，设计重现期按不小于10年，屋面雨水排水与溢流设施总排水能力按不小于50年重现期的雨水量设计。

3.2.1.2 屋面年收集雨水量

综合考虑季节折减系数和初期弃流，径流系数Ψ=0.7，屋顶总面积5 320 m2。

W=10ΨchyF=0.7×10×0.9×984×5 320/10 000=3 298 m3

3.2.1.3 雨水收集回用系统设备

雨水收集池有效储水容积：储存3天最高日用水量计算。

屋面雨水收集后接至300 m3室外PP模块雨水收集池，采用先进可靠的自动化控制技术，操作管理方便，无人值守。雨水收集池分成3部分（弃流、沉淀和清水池）：自感弃流、沙过滤净化、PP模块收集池、抽污部分。收集后的雨水经处理达标后进入地下室中水清水池。

3.2.1.4 雨水处理系统工艺流程

根据同类工程经验，拟设计进出水水质指标，如表3所示。

雨水收集与处理工艺流程图如图1所示。

雨水经管网收集后流至格栅井，拦截大的悬浮物分流后流入PP聚丙烯材质弃流井，弃流井底部DN50渗透管弃流排至市政雨水管。渗透管电磁阀通过时间继电器控制，达到对不同项目初期雨水弃雨量的控制。根据受雨面积，弃流腔达到一定高度时，浮球阀自动开启，电磁阀、时间继电器对弃流自动控弃流量。弃流井内设置溢流口，溢流口高度高于出水管550 mm。弃流井顶部设φ800 mm井盖，便于日常清理及维护工作。弃流后较干净的雨水进入PP收集池储存处理达标后进入中水清水池，经变频供水设备送至绿化、冲厕等用水点。

3.2.2 室外场地雨水渗透措施

室外场地雨水渗透是保护水环境、涵养地下水等的重要措施环节。可采用截留、渗透、回用、凹式绿化带蓄水等措施。绿色植被可完成部分雨水截留，种植绿地及室外停车位场地透水铺装可完成潜层蓄渗。设置下凹式绿化带，绿化带下设置蓄水模块蓄水缓冲层，对进入缓冲层渗透量控制，降低地表径流量，减少排入市政管道的雨水量，增强环境保水能力。

3.3 中水系统处理

3.3.1 中水处理系统

废水由中水管道收集后经格栅去除大颗粒杂质进入中水调节池进行污水均质均量，调节池中设置预曝气系统，再经液位控制仪传递信号，由一级提升泵进入“再生水装置”。再生水装置包含MBR一体机、清水池以及设备间。经中水调节池出来的污水由提升泵提升至缺氧池，进行酸化水解和硝化及反硝化，去除部分氨氮。MBR膜生物反应池主要由膜组件、活性污泥和曝气系统构成。

3.3.2 中水用水量及非传统水源利用率计算

办公冲厕、绿化灌溉、道路浇洒用水均由中水供给，设计水量计算如表4所示。

由表2、表4得出，本项目年用水量22 603.63 m3。其中市政自来水用量10 395 m3/a，中水用量12 208.63 m3/a。

项目非传统水源利用率=项目中水年使用量/项目年总用水量=12 208.63 m3/22 603.63 m3=54.01%。

3.3.3 中水原水量计算

建筑物最高日用水量计算如表5所示。

每1 kW冷负荷每小时产生0.4 kg左右的冷凝水，由此产生的空调冷凝水约8.5 m3/d。

中水原水量Qy=∑aBQb=0.9×0.85×（51.81+8.5）×0.4

=18.5 m3/d

3.3.4 中水系统净化设备

中水系统采用一体化MBR净化设备机组，连续运行，系统设计净化能力为4 m3/h。

4 生活给水管材、卫生器具、阀门选用及各类用水的计量

4.1 生活给水管材

室内给水管道水流速度控制在1.0 m/s左右，采用不锈钢管，环压连接，内壁光滑，摩阻小，配件密封严密；室外给水管采用钢丝网骨架聚乙烯复合管，电热熔连接，减少自来水跑、漏现象。

4.2 卫生器具

卫生器具的用水效率等级达到一级，限制卫生器具的流出水头，不使用一次冲水量大于6 L的坐便器。洗手盆的水嘴采用水力发电自动感应水嘴；蹲便器、小便器的冲洗阀采用感应式。厨房设备采用节水设备。定温恒压开水炉选用节能型产品，并装设温度控制器。器具满足《节水型生活用水器具》CJ/T164—2014及《节水型产品技术条件与管理通则》GB/T1887的要求。

4.3 阀门选用

给水阀门采用不锈钢阀门。

4.4 各类用水的计量与监控

给水管网系统采取了预防、监测管网漏损的技术和措施。各功能用水点均设置远传水表，水表安装率100%。

5 绿化灌溉

屋面绿色植物、墙面垂直绿化和庭院绿化采用中水微灌自动节水灌溉系统，系统设有土壤湿度感应器，雨天关闭灌溉装置等节水控制电磁阀。

6 隔振与防噪

选用高品质、低噪声、高效率的机电设备；设置隔振基础、柔性接头，避免管道传声；水泵上设置微阻缓闭式止回阀、弹性支吊架、水锤吸纳器，消除停泵水锤的影响和水击所产生的管道震颤噪声等。排水管选用柔性接口机制铸铁管。

7 结语

绿色设计应遵循因地制宜的原则，结合当地的气候、资源、生态环境、经济、人文等特点进行，采用适宜技术。充分利用场地空间，合理规划地表与屋面雨水径流、设置绿色雨水基础设施，对场地雨水实施外排总量控制措施。

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参考文献]

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[2] 王冠军，谢思桃.中水《全国民用建筑工程设计技术措

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收稿日期：2015-08-30