摘 要：本文為“綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)研究”項目的“降低建筑水耗的綜合關(guān)鍵技術(shù)研究”課題中01 子項“綠色建筑水循環(huán)安全保障綜合性技術(shù)”的系列研究之一“可供水源綜合利用潛力研究”的初步綜述性成果。通過對住宅建筑的各種可用再生水水源的綜合分析，結(jié)合案例，針對水量、水質(zhì)、適用用途等不同方面，系統(tǒng)論述了不同水源在建筑中的綜合利用潛力。
關(guān)鍵詞：建筑 水循環(huán) 再生水 雨水利用 海水利用 水量安全保障
1 概述
目前我國城市水的綜合利用程度較低，安全保障措施不夠過關(guān)。近幾年發(fā)展了一批具有綠色建筑特點的生態(tài)小區(qū)，其關(guān)注的熱點主要是綠色建材的應(yīng)用與能耗的降低，諸如如何有效地解決采暖和消暑，如何使用各種各樣的新材料如無污染涂料以及可降低熱輻射的特制玻璃窗材料等問題；而對于水的綜合利用缺乏統(tǒng)籌考慮，并沒有真正地將各種可能的傳統(tǒng)水源與非傳統(tǒng)水源納入到水的大循環(huán)概念中，在水量安全保障方面缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃。
從發(fā)達(dá)國家發(fā)展的軌跡中可以看出，在建筑中建立水的大循環(huán)概念，市政供水、再生水、雨水、海水等，均要統(tǒng)一列入考慮范圍，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)多水源分質(zhì)供水，以中水替代并節(jié)省寶貴的新鮮淡水，保證水量安全，已成為綠色建筑發(fā)展的必然趨勢。概括起來，可作為中水水源的有市政污水、建筑污水、相對潔凈的工業(yè)廢水、雨水和海水，將其進(jìn)行適當(dāng)處理再生后可以用作非人體接觸或接觸較少的用途。
2 建筑用水
根據(jù)用途分類，建筑用水可分為生活用水和公共用水。其中居民生活用水包括飲用、烹調(diào)、淋浴、洗滌、沖廁。公共用水包括景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車、消防等。
建筑中的沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車、消防等非人體接觸的用水，其水質(zhì)要求低于飲用水，可考慮由中水取代，已節(jié)省寶貴的新鮮淡水。表1 給出各類建筑物生活用水的百分比。
其中沖廁用水量可根據(jù)上表中的百分率計算確定；道路清掃用水定額可按澆灑面積2.0～3.0L/m2·d 計算；綠化澆灑用水定額可按澆灑面積1.0～3.0L/m2·d 計算（干旱地區(qū)可酌情增加）；洗車用水定額應(yīng)根據(jù)車輛用途、道路路面等級和沾污程度以及采用的沖洗方式，按下表確定；消防用水量和水壓及火災(zāi)延續(xù)時間，應(yīng)按現(xiàn)行的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》及《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》確定。
建筑中這類用水的大特點是時變化系數(shù)大，普通住宅的用水時變化系數(shù)都在2.0~3.0，因此無論是從收集雜用水角度，還是用水角度，都存在一個水量穩(wěn)定的問題。
3 市政污水
在管網(wǎng)系統(tǒng)完善的地區(qū)，市政污水作為中水水源具有規(guī)模大、水源穩(wěn)定、管理水平高、供水保障程度高的優(yōu)點，但由于工業(yè)廢水的排入，其水質(zhì)與建筑污水相比要復(fù)雜得多，因此更適宜于景觀環(huán)境、道路和綠化這些與人體接觸頻率較低的用途。
天津紀(jì)莊子市政污水處理工程日處理規(guī)模50000m3，其中再生水廠規(guī)模為20000m3/d，采用連續(xù)流微孔膜過濾＋臭氧氧化的再生處理工藝。再生水部分用于梅江小區(qū)的景觀水體補充、道路清掃和綠化，其余作為工業(yè)用水。梅江小區(qū)內(nèi)人工湖泊的水面面積為28500m2，水深1.8~2.0m，自建成以來陸續(xù)換水和補充水體的蒸發(fā)，已經(jīng)使用了近20000 m3 的再生水。
4 建筑污水
建筑污水可分為：優(yōu)質(zhì)雜排水（洗浴排水為主）、雜排水（沖便器以外的生活排水為主）和生活污水（包括沖便器在內(nèi)的全部排水生活）。建筑污水作為中水水源，與市政污水相比具有水質(zhì)單純、易生化、水量時變化大的特點，其水質(zhì)依建筑類型的不同而變化。
建筑污水經(jīng)過不同的再生處理工藝后，適宜于沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車等用途。
北京西單東南商業(yè)大廈總建筑面積為5 萬平方米，主要由三部分組成：三賓館，工商銀行營業(yè)部，綜合商業(yè)及餐飲娛樂設(shè)施。根據(jù)北京市的相關(guān)法規(guī)和規(guī)范，結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀的市政條件，該建筑中建設(shè)有中水回用工程，主要包括中水收集系統(tǒng)、中水處理設(shè)施、中水回用管道。中水的原水主要是客房淋浴盥洗優(yōu)質(zhì)雜排水，設(shè)計水量為183m3/d，收集系統(tǒng)管道使用優(yōu)質(zhì)UPVC 管材。該系統(tǒng)的中水主要用于廁所沖洗、室外綠化、洗車等。中水工藝采用生化處理和沉淀結(jié)合的再生工藝，前設(shè)調(diào)節(jié)池，其作用是對原水流量和水質(zhì)起調(diào)節(jié)均化作用，保證后續(xù)處理設(shè)施穩(wěn)定和高效運行。
5 工業(yè)廢水
較清潔的工業(yè)廢水如冷卻水等可以作為中水使用，由于其具有地點限制、水量日變化大、水質(zhì)清潔、成分單一的特點，主要適宜于廠區(qū)內(nèi)建筑的沖廁、道路清掃、消防用水。
6 雨水
建筑區(qū)內(nèi)雨水包括屋頂雨水和地面徑流，具有季節(jié)性強、初期雨水污染重、后期雨水較清潔的特點。屋頂雨水可收集后經(jīng)初期棄流，儲存回用于沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車、消防的用水；而地面徑流可采用滲水性地面、景觀型濕地的處理方式回補地下水或收集為景觀環(huán)境用水。
慕尼黑國際展覽中心是近年來德國投資較大的建筑工程，由于展覽中心是人員流動頻繁之地，因此，這里雨水利用的總體思路是先用于構(gòu)造水景觀，多余雨水用于回灌地下水。為此，設(shè)計將展覽大廳屋頂?shù)挠晁占量値烊轂?500 立方米的地下蓄水池，經(jīng)泵站輸送至水面近2.5 萬平方米的人工湖內(nèi)。湖內(nèi)設(shè)高大噴泉，湖周圍種植水生植物，水鳥在湖面飛翔，與高大的展覽廳群交相輝映，更顯現(xiàn)出展覽中心的氣派與輝煌。蓄水池的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)降水可滿足景觀用水要求，超標(biāo)準(zhǔn)降水將溢地流至地面入滲系統(tǒng)，入滲回灌地下水。
7 海水
經(jīng)簡單處理后的海水可直接用于沖洗廁所，還可作為消防用水、港口碼頭市政道路沖洗用水。
日本發(fā)生阪神地震時，由于城市供水系統(tǒng)安全被破壞，其滅火的水源幾乎全部采用海水；香港目前約八成人口利用海水沖廁，我國天津、青島已將海水沖廁列入議事日程。
我國沿海大部分城市人均水資源量低于500 立方米，其中大連、天津、青島、連云港和上海的人均水資源量低于200 立方米，嚴(yán)重缺水。我國沿海城市人口2 億多，據(jù)有關(guān)報道，若采用海水沖廁的人口達(dá)到25%或30%，則每年可節(jié)省10.4 億立方米到12.5 億立方米的淡水，會大大緩解沿海地區(qū)淡水資源緊缺的局面，具有不可忽視的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
香港在上世紀(jì)50 年代末開始采用海水作為居民沖廁用水，海水沖廁與淡水供應(yīng)系統(tǒng)一樣，有一套完全獨立的海水供應(yīng)系統(tǒng)，為市區(qū)和新區(qū)提供沖廁用水。達(dá)到三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的海水，只需進(jìn)行格柵分離和加氯處理，就可用于沖廁，成本非常低廉。海水系統(tǒng)建立初期，是按用量收費的，在1972 年后，改為免費。1991 年，全港使用海水沖廁的用戶約有65%，至1999 年躍升至78.6%，海水用量約占全港總耗水量的23%，從1970 年的大約14.5 萬立方米，增至1999 年的58 萬立方米。
8 結(jié)語
隨著人口的增長、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源的緊缺已成為全球關(guān)注的焦點。因此，如何實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置是我們必須面對和解決的核心問題。通過研究各種建筑不同用途用水的特點，在傳統(tǒng)水源之外挖掘出其他可供水源，如市政污水、建筑污水、雨水、海水，分析這些水源在建筑中利用的可行性，在水量、水質(zhì)兩方面保障用戶的用水安全，提高生活質(zhì)量，保證水資源的可持續(xù)利用，以實現(xiàn)真正意義上的綠色建筑。
關(guān)鍵詞：建筑 水循環(huán) 再生水 雨水利用 海水利用 水量安全保障
1 概述
目前我國城市水的綜合利用程度較低，安全保障措施不夠過關(guān)。近幾年發(fā)展了一批具有綠色建筑特點的生態(tài)小區(qū)，其關(guān)注的熱點主要是綠色建材的應(yīng)用與能耗的降低，諸如如何有效地解決采暖和消暑，如何使用各種各樣的新材料如無污染涂料以及可降低熱輻射的特制玻璃窗材料等問題；而對于水的綜合利用缺乏統(tǒng)籌考慮，并沒有真正地將各種可能的傳統(tǒng)水源與非傳統(tǒng)水源納入到水的大循環(huán)概念中，在水量安全保障方面缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃。
從發(fā)達(dá)國家發(fā)展的軌跡中可以看出，在建筑中建立水的大循環(huán)概念，市政供水、再生水、雨水、海水等，均要統(tǒng)一列入考慮范圍，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)多水源分質(zhì)供水，以中水替代并節(jié)省寶貴的新鮮淡水，保證水量安全，已成為綠色建筑發(fā)展的必然趨勢。概括起來，可作為中水水源的有市政污水、建筑污水、相對潔凈的工業(yè)廢水、雨水和海水，將其進(jìn)行適當(dāng)處理再生后可以用作非人體接觸或接觸較少的用途。
2 建筑用水
根據(jù)用途分類，建筑用水可分為生活用水和公共用水。其中居民生活用水包括飲用、烹調(diào)、淋浴、洗滌、沖廁。公共用水包括景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車、消防等。
建筑中的沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車、消防等非人體接觸的用水，其水質(zhì)要求低于飲用水，可考慮由中水取代，已節(jié)省寶貴的新鮮淡水。表1 給出各類建筑物生活用水的百分比。
其中沖廁用水量可根據(jù)上表中的百分率計算確定；道路清掃用水定額可按澆灑面積2.0～3.0L/m2·d 計算；綠化澆灑用水定額可按澆灑面積1.0～3.0L/m2·d 計算（干旱地區(qū)可酌情增加）；洗車用水定額應(yīng)根據(jù)車輛用途、道路路面等級和沾污程度以及采用的沖洗方式，按下表確定；消防用水量和水壓及火災(zāi)延續(xù)時間，應(yīng)按現(xiàn)行的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》及《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》確定。
建筑中這類用水的大特點是時變化系數(shù)大，普通住宅的用水時變化系數(shù)都在2.0~3.0，因此無論是從收集雜用水角度，還是用水角度，都存在一個水量穩(wěn)定的問題。
3 市政污水
在管網(wǎng)系統(tǒng)完善的地區(qū)，市政污水作為中水水源具有規(guī)模大、水源穩(wěn)定、管理水平高、供水保障程度高的優(yōu)點，但由于工業(yè)廢水的排入，其水質(zhì)與建筑污水相比要復(fù)雜得多，因此更適宜于景觀環(huán)境、道路和綠化這些與人體接觸頻率較低的用途。
天津紀(jì)莊子市政污水處理工程日處理規(guī)模50000m3，其中再生水廠規(guī)模為20000m3/d，采用連續(xù)流微孔膜過濾＋臭氧氧化的再生處理工藝。再生水部分用于梅江小區(qū)的景觀水體補充、道路清掃和綠化，其余作為工業(yè)用水。梅江小區(qū)內(nèi)人工湖泊的水面面積為28500m2，水深1.8~2.0m，自建成以來陸續(xù)換水和補充水體的蒸發(fā)，已經(jīng)使用了近20000 m3 的再生水。
4 建筑污水
建筑污水可分為：優(yōu)質(zhì)雜排水（洗浴排水為主）、雜排水（沖便器以外的生活排水為主）和生活污水（包括沖便器在內(nèi)的全部排水生活）。建筑污水作為中水水源，與市政污水相比具有水質(zhì)單純、易生化、水量時變化大的特點，其水質(zhì)依建筑類型的不同而變化。
建筑污水經(jīng)過不同的再生處理工藝后，適宜于沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車等用途。
北京西單東南商業(yè)大廈總建筑面積為5 萬平方米，主要由三部分組成：三賓館，工商銀行營業(yè)部，綜合商業(yè)及餐飲娛樂設(shè)施。根據(jù)北京市的相關(guān)法規(guī)和規(guī)范，結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀的市政條件，該建筑中建設(shè)有中水回用工程，主要包括中水收集系統(tǒng)、中水處理設(shè)施、中水回用管道。中水的原水主要是客房淋浴盥洗優(yōu)質(zhì)雜排水，設(shè)計水量為183m3/d，收集系統(tǒng)管道使用優(yōu)質(zhì)UPVC 管材。該系統(tǒng)的中水主要用于廁所沖洗、室外綠化、洗車等。中水工藝采用生化處理和沉淀結(jié)合的再生工藝，前設(shè)調(diào)節(jié)池，其作用是對原水流量和水質(zhì)起調(diào)節(jié)均化作用，保證后續(xù)處理設(shè)施穩(wěn)定和高效運行。
5 工業(yè)廢水
較清潔的工業(yè)廢水如冷卻水等可以作為中水使用，由于其具有地點限制、水量日變化大、水質(zhì)清潔、成分單一的特點，主要適宜于廠區(qū)內(nèi)建筑的沖廁、道路清掃、消防用水。
6 雨水
建筑區(qū)內(nèi)雨水包括屋頂雨水和地面徑流，具有季節(jié)性強、初期雨水污染重、后期雨水較清潔的特點。屋頂雨水可收集后經(jīng)初期棄流，儲存回用于沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車、消防的用水；而地面徑流可采用滲水性地面、景觀型濕地的處理方式回補地下水或收集為景觀環(huán)境用水。
慕尼黑國際展覽中心是近年來德國投資較大的建筑工程，由于展覽中心是人員流動頻繁之地，因此，這里雨水利用的總體思路是先用于構(gòu)造水景觀，多余雨水用于回灌地下水。為此，設(shè)計將展覽大廳屋頂?shù)挠晁占量値烊轂?500 立方米的地下蓄水池，經(jīng)泵站輸送至水面近2.5 萬平方米的人工湖內(nèi)。湖內(nèi)設(shè)高大噴泉，湖周圍種植水生植物，水鳥在湖面飛翔，與高大的展覽廳群交相輝映，更顯現(xiàn)出展覽中心的氣派與輝煌。蓄水池的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)降水可滿足景觀用水要求，超標(biāo)準(zhǔn)降水將溢地流至地面入滲系統(tǒng)，入滲回灌地下水。
7 海水
經(jīng)簡單處理后的海水可直接用于沖洗廁所，還可作為消防用水、港口碼頭市政道路沖洗用水。
日本發(fā)生阪神地震時，由于城市供水系統(tǒng)安全被破壞，其滅火的水源幾乎全部采用海水；香港目前約八成人口利用海水沖廁，我國天津、青島已將海水沖廁列入議事日程。
我國沿海大部分城市人均水資源量低于500 立方米，其中大連、天津、青島、連云港和上海的人均水資源量低于200 立方米，嚴(yán)重缺水。我國沿海城市人口2 億多，據(jù)有關(guān)報道，若采用海水沖廁的人口達(dá)到25%或30%，則每年可節(jié)省10.4 億立方米到12.5 億立方米的淡水，會大大緩解沿海地區(qū)淡水資源緊缺的局面，具有不可忽視的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
香港在上世紀(jì)50 年代末開始采用海水作為居民沖廁用水，海水沖廁與淡水供應(yīng)系統(tǒng)一樣，有一套完全獨立的海水供應(yīng)系統(tǒng)，為市區(qū)和新區(qū)提供沖廁用水。達(dá)到三類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的海水，只需進(jìn)行格柵分離和加氯處理，就可用于沖廁，成本非常低廉。海水系統(tǒng)建立初期，是按用量收費的，在1972 年后，改為免費。1991 年，全港使用海水沖廁的用戶約有65%，至1999 年躍升至78.6%，海水用量約占全港總耗水量的23%，從1970 年的大約14.5 萬立方米，增至1999 年的58 萬立方米。
8 結(jié)語
隨著人口的增長、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源的緊缺已成為全球關(guān)注的焦點。因此，如何實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置是我們必須面對和解決的核心問題。通過研究各種建筑不同用途用水的特點，在傳統(tǒng)水源之外挖掘出其他可供水源，如市政污水、建筑污水、雨水、海水，分析這些水源在建筑中利用的可行性，在水量、水質(zhì)兩方面保障用戶的用水安全，提高生活質(zhì)量，保證水資源的可持續(xù)利用，以實現(xiàn)真正意義上的綠色建筑。