某示范性科研办公楼绿色建筑给排水设计

黎宝林

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

1 项目概况

某示范性科研办公楼（下文简称“本项目”）位于广州市天河软件园高唐新建区。本项目用地面积109645.1m2，总建筑面积 249724.3m2。地上 10 层，地下4 层。容积率2.2，绿地率35.4%。项目实景如图1 所示。

本项目获得“三星级绿色建筑设计标识证书”，“十三五国家重点研发计划重点专项‘经济发达地区传承中华建筑文脉的绿色建筑体系’示范项目”，实际应用了“珠三角地区传承岭南建筑文件的绿色建筑设计方法及关键技术”（课题号：2017YFC070250X）课题取得的研究成果，起到了良好的社会和经济效益。

2 绿色建筑给水排水设计

2.1 给水方案

2.1.1 给水水源

本项目生活用水由市政自来水供给，地块市政供水压力为0.20MPa，从东面侧规划路引一根DN100 市政供水管接入，设置DN100 生产生活用水水表（采用DN100 减压型倒流防止器），每层卫生间设置一个DN25 的生活水表。生活水泵房设置在地下二层东南角，生活水箱容积为60m3，设置一套恒压变频生活水泵机组。

2.1.2 给水系统

给水系统分市政直供和加压供水两部分。给水系统市政水压区为地下四层至二层，加压区为三层至屋面层。在供水主管上采用紫外线杀菌仪进行二次消毒。消防水源由南面软件园二期的消防环管给水管接入2条DN200 给水管，消防给水环管水压为0.20MPa，给水管沿建筑物周边敷设成环，沿途布置室外消火栓，布置间距小于120m，距水泵接合器小于40m。室内消防水池的总容积为432.0m3，消防水池设置在地下二层设备区，屋顶水箱的容积为36m3。

2.1.3 消防给水系统

（1）室外消火栓系统。室外消防给水由室外给水管网供给，室外消火栓布置间距不大于120m，室外给水环管分段设置检修阀门，每段控制室外消火栓的检修数量不超过5 个。

（2）室内消火栓系统。室内消火栓供水采用临时高压系统，消火栓用水由设于地下二层的消防泵房供给。管网水平布置成环状，各立管顶部连通，水泵至水平环管有2 条DN150 的输水管。消防立管管径DN=150，立管间距≤30m，建筑物内任何一点均有2 股消防水柱同时到达，水枪充实水柱不小于13m。消火栓箱（带灭火器箱组合式消防柜，参考尺寸为1800×750×240）配置：采用铝合金箱，箱内设有DN65mm 消火栓（或SNJ65 减压稳压消火栓）一个衬胶水龙带一条，长25m DN65mm，喷嘴口径DN19mm 水枪一支，消防转盘一套（DN25mm、软管卷盘胶管长25m、DN6mm 小水枪一支）。出水口压力大于0.50MPa 时均采用减压稳压消火栓（可减静压和动压），减压后消火栓栓口动压不应小于0.35MPa。地下室3 层至屋面层，由设在地下2 层的消火栓泵组出水管供水。

（3）自动喷水灭火系统。本工程喷淋系统按中危险Ⅱ级设计。自动喷水灭火系统采用1 分区供水方式。水力警铃设在有人值班的地点附近，每层及每个消防分区均设水流指示器，水流指示器信号在消防中心显示。系统自动控制：发生火灾时，喷头喷水，水流指示器动作，信号至区域报警盘和总控制盘，同时相对应的报警阀动作，敲响水力警铃，压力开关报警，信号到达消防控制中心。其运行状况反映到消防中心和泵房控制盘上。加压泵一用一备，备用泵自动投入。稳压泵一用一备，交替运行。各层水流指示器，电触点信号阀和报警阀动作，均应向消防控制中心发出声光信号。

（4）气体灭火系统。本工程的地下室柴油发电机房、变配电房、信息中心等部位采用S 型气溶胶系统。

2.1.4 减压阀设置

用水点处水压大于0.2MPa 的配水支管应设置减压设施，并应满足给水配件最低工作压力的要求[1]。1、2层采用市政直供且不设减压阀，3～7 层采用减压阀，8～10 层采用二次供水不设减压阀。

2.1.5 节水型卫生器具设计

本项目所有卫生器具配件均采用一级节水器具，满足《节水型生活用水器具》（CJ 164—2014）及《节水型产品技术条件与管理通则》（GB/T 18870）的要求。项目所采用卫生器具的年节水量分别为小便器7119.69t，大便器 949.00t，水嘴 5933.08t，坐便器 5221.54t。各节水器具的年节水量合计19223.31t。

2.1.6 水表设置

本项目分别按管理单位、使用类型对用水量进行计量。使用类型包括生活用水、绿化用水、消防用水、各层空调机房补水进行计量。管理单位包括1、2 层公共卫生间、咖啡厅、茶水间、3～10 层各公共卫生间用水等。

2.2 非传统水源利用

对于高层建筑而言，需要将自然与水的合理利用力度不断强化，从而确保水资源的利用效率能够获得大幅度的提升[2]。

本项目采用一套雨水、中水处理系统对园区三期的室外雨水及办公部分盥洗池的优质杂排水进行回收利用，雨水蓄水池、雨水和中水回收处理机房位于地下室三层。

室内收集的盥洗废水首先通过提篮格栅，截留较大悬浮物之后的污水进入调节水箱，调节水箱具有调节原水的水量并起到均衡水质的作用，调节池有效容积按原水量的50%设计，调节水箱设溢流管。污水增压泵将调节水箱内原水提升至中水一体化设备，中水处理一体化设备核心技术之一在于将生物滤膜技术与微生物固定化的O/A 生物滤池技术相结合。固定化生物滤池中采用了纳米改性聚氨酯多孔载体，形成表面好氧，孔内厌氧O/A 复合生物滤池，反复经过好氧—厌氧的处理，实现对污水中的大部分有机物、氨氮、硝态氮等污染物的去除，出水经次氯酸钠消毒后进入中水箱以备回用。

雨水经弃流后并且弃流器水质监测系统监测后，水质满足设计进水水质后进入雨水蓄水池，增压泵将雨水蓄水池雨水提升至混凝反应器，在混凝反应器内雨水与混凝加药装置中的混凝剂均匀混合形成矾花，再通过双级过滤式浮动床过滤器去除原水中细小悬浮物，过滤出水经消毒后排入中水箱以备回用。图2 为雨水、中水处理系统工艺流程。

结合本项目的特点，室内冲厕、室外绿化灌溉、道路、广场、机动车、地下车库冲洗采用非传统水源。所采用的非传统水源的年用水量如表1 所示。

表1 非传统水源用水量分析

经计算，本项目年总用水量为45892.65m3，可收集雨水量10293.3m3，年中水收集量10382.58m3，非传统水源利用量17069.2m3。项目设1 个200m3的雨水蓄水池，1 个 27m3的中水调节池，1 个90m3的清水池。非传统水源利用量占项目年总用水量达到37.19%，占项目年总杂用水用量达到68.66%（杂用水指室内冲厕、室外绿化灌溉、道路、广场、机动车、地下车库冲洗用水）。

经实测（表2），项目中水、雨水回用系统各项水质均满足《城市污水再生利用景观环境用水》（GB/T 18921—2002）的要求。

表2 中水、雨水回用系统的各项水质指标（实测）

2.3 绿化喷灌系统设计

建筑合理的浇灌方式能够节省大量的水资源[3]。喷灌比地面漫灌节约40%水资源，微灌可节约60%水资源[4]。

本项目室外绿化面积为6150m2，室外绿化灌溉采用喷灌，共设置746 个微灌喷头，每8.24m2设置1 个微灌喷头。整个喷灌系统根据不同地块情况进行设计，每天浇洒一次，一次为30min，分区域定喷灌时间。绿化喷灌系统按喷嘴直径1mm，皮管内径8mm，喷洒直径3m，水压3kg，单个喷头流量4L/h 进行设计。

2.4 排水方案

本建筑排水系统采用雨污分流和污废分流设计，生活废水收集经中水处理后再利用于室外杂用水及冲厕。生活污水经化粪池至市政污水管道。污水排放量约为250.0m3/d。室内地面±0.000 以上采用重力自流排水排出。地下室及消防电梯集水坑，经潜污泵提升后排至室外。

3 其他节水、节能、海绵城市设计措施

3.1 避免管网漏损措施

建筑给水系统采用耐腐蚀、抗老化、耐久等综合性能好的管材管件。项目给水系统室外埋地管，DN≥250采用球墨铸铁给水管，承插式胶圈接口；DN＜250 衬塑镀锌钢管，焊接。室内给水管，衬塑镀锌管，连接方式DN＜100，丝扣连接；DN≥100，卡箍连接。

3.2 采用变频生活水泵机组

本项目生活水泵房设置在地下二层东南角，生活水箱容积60m3，采用恒压变频生活水泵机组，生活给水泵为两主一辅，流量10L/s，扬程75m。中水给水泵为两主一辅，流量为20L/s，扬程75m，具有显著的给水节能效果。

3.3 海绵城市设计

海绵城市可实现城市防洪治涝、水资源利用、水环境保护与水生态修复的有机结合[5]。

本项目充分利用场地空间，合理设置下凹式绿地、透水硬质铺装地面、绿化屋顶等海绵城市设施。其中下凹式绿地面积为3440m2，占总绿地面积的比例为55.93%；透水硬质铺装地面面积为3542.55m2，主要铺设于室外道路、机动车停车位，占硬质铺装地面面积比为63.73%；屋顶绿化位于各层的露台和三层绿化平台，屋顶绿化面积比为50.87%；项目场地年径流总量控制率达到77.8%。

4 经济效益分析

上述系统各造价分别为：雨水、中水收集系统150万元/套，节水喷灌系统9.23 万元，一级节水器具8.5 万元。雨水、中水回用年节水量达到17069.2t，采用一级节水器具年节水量达到19223.31t，每年节省14.88 万元，经济效益明显。

5 结语

本项目应用了雨水中水回用系统、节水器具、节水喷灌、海绵城市设计、高效变频泵、减压措施等多项节水节能技术，达到绿色建筑三星级的相关要求。此外，作为《珠三角地区传承岭南建筑文化的绿色建筑设计方法及关键技术》“十三五”课题的验证性示范性三星级公共建筑，必将带动岭南地区所有待开发和正在开发设计的大型公共建设工程项目，共同努力实现绿色建筑建设目标，具有很好的社会示范效益。