绿色建筑项目雨水专项规划设计方案对比分析

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绿色建筑项目雨水专项规划设计方案对比分析Comparisons of Severml Rainwater Subject Plans for a

Green Building Project

陈丹(天津建科建筑节能环境检测有限公司，天津300161)

摘要：传统的雨水管理模式可能会造成城市洪灾、雨水径流污染等问题。分析天津市降雨及雨水水质特点，并针对某绿色建筑项目，提出了不同的雨水收集利用方案。通过不同雨水收集系统的工艺对比分析、经济性对比分析，提岀经济合理的雨水专项规划设计方案，也即雨水入渗系统回补地下水方案。该方案既能满足绿色建筑的要求，又能提高项目的雨水不外排率，减少对市政雨水管网的压力。这些研究成果可供相关项目参考。

关键词：雨水收集系统；雨水入渗系统；经济性对比；天津市

中图分类号：TU991文献标识码：A文章编号：1674-814X(2019)01-0062-03

1背景

如果能够有效利用雨水，将在一定程度上缓解水资源供需矛盾，不仅能够响应当下的节能要求，还能促进生态平衡，符合我国可持续发展战略的方针政策。

传统的雨水收集系统，是在雨水落到地面后，一部分雨水通过实土入渗来补充地下水源的。不能入渗或者来不及入 渗的雨水则通过地面收集后，汇流进入区内雨水口，经区内的雨水管道收集后，排入市政雨水管网或通过提升泵进入市政雨水管网。随着城市化进度的加快与提高，传统的雨水管理模式可能会造成城市洪灾、雨水径流污染、雨水资源大量流失、生态环境失衡等问题。

DB/T29-204-2015《天津市绿色建筑评价标准》提出，占地面积〉10万m2的项目需做雨水专项规划设计方案，对整个地块的雨水收集利用进行技术性、经济性对比分析。

2天津市雨水特点

2.1降雨特点

利用天津市1986-2008年43个测站日降水资料，总结天津市降水特征。结果表明：空间上，天津市降雨量承分布比较不均匀的状态，东、西方向上雨量变化不大，南、北方向上雨量差异较大，雨量呈现从北向南递减趋势，北部地区降雨量高达800mm,南部地区接近甚至低于500mm;时间上，降雨季节性变化较明显，85%的降雨量和降雨日数都集中分布在6~9月，并且主要集中在7月下旬至8月上旬，春、秋两季降雨量次之，冬季降雨量最少。

2.2雨水水质

对于普通居住小区而言，可收集利用的雨水主要包括3方面，即道路雨水、屋面雨水、绿地雨水。它们的雨水水质特点各不相同。道路雨水因路面杂质较多，因而水质最差；

绿地雨水因渗透原因导致雨水收集量有限；屋面雨水不仅水质好，而且径流量大，是雨水收集利用方案中的不二之选。

根据天津地区历年雨水研究报告，屋面雨水、道路雨水因围护结构的材质、道路等级不同，初期径流的污染程度呈较明显差别。例如，普通住宅屋面采用SBS防水卷材，其雨水径流污染程度要比公建常用的刚性屋面、架空板屋面严 重得多，城市道路因车流量大，道路本身卫生质量较差，雨水污染程度要比住区、办公楼等建筑内的道路严重。因此，

在考虑雨水利用设计时，可以弃流污染严重的初期雨水，优先利用建筑的屋面雨水，同时在雨水落水管上增加滤网等以保证水质。

3住宅项目雨水利用方案

3.1住宅I页目雨水利用方案

住宅项目的雨水利用系统主要包括以下5种组合方案。

(1)实土入渗，对下垫层的渗透性要求比较高。可以

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采用大面积绿地、植被浅沟、渗透井、渗透池塘等多种措施。此方案多用于住区内的绿地、铺装等比较合适。

(2)收集回用系统，将道路雨水和屋面雨水收集、过滤处理后作为中水水源。此方案适用于有用水要求同时又比较缺水的地区。

(3)蓄存排放措施，将一定重现期(一般为1~2a)的暴雨雨水暂时储存，以达到削峰目的，减缓市政雨水管网的压力。该方案适用于暴雨频繁地区，同时有蓄存条件的项目。

(4)实土入渗+收集利用，将一部分雨水收集回用，其余雨水按实土入渗来设计。适用于有用水要求的缺水地区，同时收集水量应大于需水量的项目。

(5)实土入渗+蓄存排放，将一定重现期(一般为1~2a)下的雨水按实土入渗设计，超过渗透能力的那部分雨水经蓄存后排放或直接排入市政雨水管网，达到暴雨期安全排放的目的。适用于下垫层渗透能力较好，无回用水需求的项目。

3.2雨水利用方案的选择

雨水系统是项目给排水系统中的子系统，选取雨水利用方案时需对项目进行水量平衡分析，目的是根据水量供需平衡情况对雨水的收集入渗、利用及排放等进行合理安排，以便确定各模块的设计规模。水量供需平衡分析的计算周期可以按年、月或雨季的两场雨之间平均间隔天数来考虑。在水量供需平衡的基础上还需进行经济技术性分析，以便确定最佳雨水利用方案。主要考虑项目所处区域的水文地质、地形、地下水位、水源及项目本身的用水量等情况，因地制宜地制定雨水利用方案。

3.3雨水处理工艺及规模选取

根据相关研究报告，城市雨水径流量随径流表面的材料、温度、降雨量、降雨强度、降雨间隔时间等条件不同而变化。不同的用水需求对水质的标准及水量的要求程度也不同。因此，应根据用水的水质标准和收集雨水的水质情况，在试验、计算的基础上进行技术经济性分析比较后确定雨水收集系统的净化工艺和规模。雨水收集处理的典型工艺流程为：屋面雨水一滤网一初期雨水弃流-蓄水池自然沉淀-物理过滤-化学消毒-供水调节水箱。

3.4雨水收集量计算

雨水收集量计算采用计算式(1)：

Q=屮a p A(Hx10)(1)式中：Q——年平均可利用雨水量，m?;

屮—

—径流系数，屋面'地面取0.80-0.95,绿地

®0.10-0.20;

a——季节折减系数，一般取0.78；

P——雨水的初期弃流系数，一般取0.86；

A——汇集雨水的面积，m?;

H---年平均降雨量，m。

4雨水利用设计方案选择

天津市某住宅项目计划参评绿色建筑二星级设计标识。该项目规划可用地面积127101.90m?,总建筑面积270994.00m2,其中地上总建筑面积228765.00m2,

地下建筑面积为42229.00m2,建筑密度15.78%,容积

率1.8,绿地率40%。

4.1雨水收集系统

对本住宅项目设置的传统雨水收集系统进行水量平衡、

设备投资及运行费用、经济回收期、适用性分析。

(1)水量平衡分析。根据项目实际运行情况，考虑到

住宅小区的道路雨水浊度较高，故本项目仅收集屋面雨水。

根据相关定额，绿化用水取0.50m3/(m2•a),浇洒道路用水取2.5L/(m2•次)，1a道路冲洗次数为30次。水

量平衡计算结果见表1O

表1水•平衡计算结果m3可收集雨量需用水量

屋面雨水绿化道路浇洒总需水量

10917.5525422.004215.6029637.60

从表1可以看出，本项目的需用水量远远大于屋面可

收集雨水量，仅收集屋面雨水不能满足项目绿化浇灌、道路

冲洗用水的需求。

(2)设备投资及运行费用分析。本项目采取的传统雨

水收集系统，设备直接投资成本约为80万元，其他费用计

算如下。

电费：年节约水量为10917.55m3,水泵为10.00m3/h,功率为6kW,年运行时间为310h,用

电量为1860kWh,电费单价按0.49元/kWh计，则

年运行成本为911.40元/a。

药剂费：絮凝剂(絮凝剂3.0mg/L,单价为9元/kg)

+氯(氯0.5mg/L,单价为25元/kg)=431.24元/a。

人工维护费：系统按全自动运行考虑，人工维护借助原

绿化人员定期检查即可，所以运行成本可记为0元。

(3)经济回收期分析。采用雨水收集系统，每年可

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