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【摘要】雨水是一种比较干净的水资源，加强对雨水资源的储存和利用，能够有效的缓解水资源紧张的局面。本文以安徽省合肥市的某大学新建综合实验楼为例，以雨水资源的收集与利用为研究对象，并从地区特点、雨水量与经济效益上进行探索符合二星级绿色建筑设计的方案，将雨水资源的效益最大化，同时还为其它办公楼雨水收集利用设计参考。
【关键词】绿色建筑；节水；雨水收集；雨水利用；经济效益
引言
绿色建筑（Green Building）的理念是美籍意大利建筑设计师在20世纪60年代提出的，指在寿命期内，最大限度的节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。由于能源危机，上世纪90年代“绿色建筑”的概念逐渐兴起[1]。绿色建筑又称生态建筑或可持续建筑，指在建筑的全生命周期内实现高效率的利用资源，最低限度的影响环境的建筑物。
根据最新2014年版的《绿色建筑评价标准》[2]，绿色建筑评价体系共有7类指标，其核心是节能、节地、节水、节材、保护环境，绿色建筑每类评价指标分为控制项和评分项，还统一设置了加分项。控制项是绿色建筑必备条款[3]，建筑物的等级划分是根据评分项的分值来确定。评价标准将绿色建筑划分为三个等级，三个等级均应满足该标准中所有控制项的要求，且每类指标的评分项不应低于40分。绿色建筑总得分达到50分、60分、80分时其等级分别对应为一星级、二星级、三星级。节水与水资源利用是绿色建筑中一个非常重要的环节[4]，是节约资源与环境保护的重点内容，在绿色建筑评价指标中权重占18%[2]。在节水与水资源利用的章节中，评分项分为节水系统（35分）、节水器具与设备（35分）和非传统水源利用（30分）三项，其中非传统水源利用包含合理使用非传统水源（15分）、冷却水补水使用非传统水源（8分）和景观水体设计使用非传统水源（7分）三类。
1、项目概况
安徽省合肥市地处于亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，雨量适中，多年平均降水量为982.6mm，夏季6～8月份最多，春季次之，冬季最少，多年平均蒸发量为835mm[5]，一年一遇日降雨量为45.3mm，两年一遇的日降雨量为82.1mm[6]。
本设计中的综合楼地处安徽省合肥市，地上共18层，地下3层，总规划用地面积16469.4平方米，规划总建筑面积约39000平方米，主要为学院实验室用房和部分学校、学院行政办公用房。其具体规划面积统计如表1所示。
2、绿色建筑设计达到二星级标准的设计方案
本工程根据实际情况，侧重于非传统水源的收集与利用方面，设计达到二星级标准应满足该评分项下的指标：
1）合理使用非传统水源。设置雨水收集利用系统，将处理后的雨水用于冲洗车库、道路浇洒和室外绿化灌溉，使非传统水源利用率达到8%；
2）利用雨水对景观水体进行补充；
3）满足节水系统和节水器具与设备评分项下的指标，如绿化灌溉时使用节水型灌溉方式、安装水表计量用水和雨水回用管网系统应采取有效措施避免漏损等。
3、非传统水源分析核算
3.1雨水径流总量计算
根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）[7]的规定：雨水储存设施的有效储水容积不宜小于集水面重现期1～2年的日雨水设计径流总量扣除设计初期径流弃流量；雨水可回用量宜按雨水设计径流总量的90%计；当雨水回用系统设有清水池时，其有效容积在缺乏资料的情况下可按最高日设计用水量的25%～35%计算。径流系数[8]的值因汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌等情况的不同而不同，根据实际情况加权平均计算得到该项目的平均雨量径流系数ψc=0.67。雨水设计径流总量是汇水面积上在设定的降雨时间段内收集的总径流量，其计算公式为：
W=10 ψc hy F （1）
式（1）中，W为雨水设计径流总量（m3）；ψc 为雨量径流系数；hy为设计降雨厚度（mm）；F为汇水面积（ha）。
根据合肥市和该建筑物的资料，计算得一年一遇的可回用的雨水径流总量为451.8m3，两年一遇的可回用的雨水径流总量为818.8m3。
3.2非传统水源用水量计算
本设计收集的雨水只用于绿化、道路和硬质铺砖冲洗和车库冲洗。根据《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010）[9]的规定，绿化浇洒用水定额一级养护取0.5m3/（m2·次），浇洒道路用水定额为0.5L/（m2·次），停车库地面冲洗用水量为2L/（m2·次），年冲洗12次。考虑到用水量比较小，砂滤罐的反冲洗用水量按其总用水量的15%计算。
根据上述统计，总用水量取40m3。清水池按照最高日用水量的30%设计，故清水池的总的体积为12m3。
3.3非传统水源利用率计算
根据建筑物的用途及《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003，2009年版），本项目的最高日用水量为：
非传统水源利用率计算是根据年用水量计算的，其计算公式为[2]：
根据上表核算，本项目的非传统水源利用率为12.70%，满足非传统水源利用率评分规则中的要求。
4、非传统水源收集利用系统设计
4.1 非传统水源收集系统设计
雨水收集利用须因地制宜，从简便、实用原则出发。本项目邻近校园中的人工湖，为充分利用现状条件，节约储水的成本，将人工湖作为本设计的调蓄设施。查阅相关资料得知，人工湖水面面积为60000m2，设其可变调节深度设计为0.1m，水位变化甚微，蓄水量为6000m3，通过后续计算能够满足设计建筑物的再生水用量。人工湖还接收从校园其它区域汇流的雨水，因此雨水补充只要能够达到常水位，雨水储存量能够满足本设计回用水量的需求。 鉴于屋面雨水与地面雨水污染程度的不同，雨水收集时分开考虑：屋面雨水水质较好，可以通过雨水管网系统直接排入人工湖；地面道路雨水初期雨水污染比较严重，利用场地高差和现有的雨水管网系统，在排水管网末梢设置雨水截流井，截流初期雨水后再排入人工湖，截流后的雨水排入市政排水管网，当人工湖的水位超过最高警戒水位线的时候，通过溢流井排入市政管网。当久旱人工湖中的水不能满足用水量要求时，采用市政自来水补充清水池中的水。雨水回收利用系统的流程如图1所示。
4.2 非传统水源处理系统设计
雨水利用系统的核心就是雨水处理系统。人工湖水面较大，汇集的雨水能够得到一定的沉淀，湖中水质较为良好，采用“过滤+消毒”处理工艺水质就能满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）的要求。如上图1雨水收集利用系统流程图所示，中水处理站从人工湖中抽水，通过砂滤罐过滤，加入次氯酸钠消毒后进入清水池，然后根据需要进行使用。
由于本处理系统受天气和用水时长等因素限制，且有用水量集中等特点，故本设计水处理设备按每天运行4h设计，处理水量为最高日非传统水源用水量，清水池容积按照处理设备一个周期处理水量设计。
4.3 非传统水源利用系统设计
雨水经过处理后储存在清水池，由于地势平坦，整个再生水只用来绿化、浇洒道路和车库冲洗，故水泵的扬程并不是太高，管网的整个水压不是太高，水泵采用专用变频给水泵，同时绿化方面安装雨天关闭系统，节约用电用水。
5、其它节水与水资源利用措施
雨水的回收利用是雨水的直接利用形式，除此之外，本项目还使用了其它的节水和水资源利用形式。
（1）雨水的间接利用，即雨水的渗透利用[10]，让雨水回渗地下，补充涵养地下水资源。同时还起到降低场地径流系数、环节地面沉降、减少水涝等。雨水的回渗可以分为分散式渗透和集中回灌两大类，本项目采用的是分散式回渗，通过在区域内的非机动车道路、地面停车场和其它硬质铺地采用透水地面，采用渗透性铺地材料；绿化部分采用下凹式绿地，利用绿地的水分涵养功能，能够将降水就地转化成土壤水和地下水，有利于尽快恢复城区地下水采补平衡，也可以减少道路必备的大量配套雨水井和雨水管。
（2）绿化灌溉采用喷灌、微灌等高校节水灌溉方式。喷灌系统采用半自动灌溉系统，灌溉时间、灌水量和灌溉周期根据预先编制的程序或者根据需要人工手动控制，同时整个灌溉系统的管线采用PE管，接口部分采用热熔连接，尽量减少管网的漏损量。
结束语：
本项目使用雨水作为非传统水源进行处理利用，用于绿化、道路、硬性铺砖地面和车库的冲洗，一方面节约了大量的自来水有着很好的直接经济效益[11]，另一方面减少了雨水的排放，减少消除污染物的费用和城市设施运行费用，具有很好的间接经济效益。本项目充分利用现有的人工湖，非传统水源利用率为12.7%，还设计了雨水渗透利用系统和绿化喷灌系统，补充地下水同时也节约用水，具有很好的环境和社会效益。根据《绿色建筑评价标准》，本设计能够很好的达到设计二星级的标准，经验可以供同行参考。
参考文献：
[1]张伟.国内外绿色建筑评估体系比较研究[D].湖南大学，湖南，2011.
[2]绿色建筑评价标准（GB/T 50378-2014）[S].中国建筑工业出版社，2014.
[3]王宁，王峰，杨海真.国内外绿色建筑评估体系中节水指标的分析比较[J].给水排水，2009，35（11）：208-212.
[4]王洪涛，李风亭，徐冉.绿色建筑评估体系与节水[J].中国给水排水，2007，23（2）：99-102.
[5]合肥市城市防洪规划[S].安徽省水利水电勘测设计院编制，2006.
[6]王彩娟.合肥市建筑与小区雨水及中水利用研究[D].合肥工业大学，合肥，2010.
[7]建筑与小区雨水利用工程技术规范（GB 50400-2006）[S].中国建筑工业出版社，2006.
[8]张自杰，排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[9]民用建筑节水设计标准（GB50555-2010）[S].中国建筑工业出版社，2010.
[10]杜欣，李波，孙钢.节水及水资源利用技术在三星级绿色建筑设计中的应用——以都江堰大熊猫疾控中心为例[J].给水排水，2013，39（11）：64-68.
[11]周振天.绿色建筑住区雨水收集与处理工艺集成研究——以深圳为例[D].合肥工业大学，合肥，2013.
【关键词】绿色建筑；节水；雨水收集；雨水利用；经济效益
引言
绿色建筑（Green Building）的理念是美籍意大利建筑设计师在20世纪60年代提出的，指在寿命期内，最大限度的节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。由于能源危机，上世纪90年代“绿色建筑”的概念逐渐兴起[1]。绿色建筑又称生态建筑或可持续建筑，指在建筑的全生命周期内实现高效率的利用资源，最低限度的影响环境的建筑物。
根据最新2014年版的《绿色建筑评价标准》[2]，绿色建筑评价体系共有7类指标，其核心是节能、节地、节水、节材、保护环境，绿色建筑每类评价指标分为控制项和评分项，还统一设置了加分项。控制项是绿色建筑必备条款[3]，建筑物的等级划分是根据评分项的分值来确定。评价标准将绿色建筑划分为三个等级，三个等级均应满足该标准中所有控制项的要求，且每类指标的评分项不应低于40分。绿色建筑总得分达到50分、60分、80分时其等级分别对应为一星级、二星级、三星级。节水与水资源利用是绿色建筑中一个非常重要的环节[4]，是节约资源与环境保护的重点内容，在绿色建筑评价指标中权重占18%[2]。在节水与水资源利用的章节中，评分项分为节水系统（35分）、节水器具与设备（35分）和非传统水源利用（30分）三项，其中非传统水源利用包含合理使用非传统水源（15分）、冷却水补水使用非传统水源（8分）和景观水体设计使用非传统水源（7分）三类。
1、项目概况
安徽省合肥市地处于亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，雨量适中，多年平均降水量为982.6mm，夏季6～8月份最多，春季次之，冬季最少，多年平均蒸发量为835mm[5]，一年一遇日降雨量为45.3mm，两年一遇的日降雨量为82.1mm[6]。
本设计中的综合楼地处安徽省合肥市，地上共18层，地下3层，总规划用地面积16469.4平方米，规划总建筑面积约39000平方米，主要为学院实验室用房和部分学校、学院行政办公用房。其具体规划面积统计如表1所示。
2、绿色建筑设计达到二星级标准的设计方案
本工程根据实际情况，侧重于非传统水源的收集与利用方面，设计达到二星级标准应满足该评分项下的指标：
1）合理使用非传统水源。设置雨水收集利用系统，将处理后的雨水用于冲洗车库、道路浇洒和室外绿化灌溉，使非传统水源利用率达到8%；
2）利用雨水对景观水体进行补充；
3）满足节水系统和节水器具与设备评分项下的指标，如绿化灌溉时使用节水型灌溉方式、安装水表计量用水和雨水回用管网系统应采取有效措施避免漏损等。
3、非传统水源分析核算
3.1雨水径流总量计算
根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）[7]的规定：雨水储存设施的有效储水容积不宜小于集水面重现期1～2年的日雨水设计径流总量扣除设计初期径流弃流量；雨水可回用量宜按雨水设计径流总量的90%计；当雨水回用系统设有清水池时，其有效容积在缺乏资料的情况下可按最高日设计用水量的25%～35%计算。径流系数[8]的值因汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌等情况的不同而不同，根据实际情况加权平均计算得到该项目的平均雨量径流系数ψc=0.67。雨水设计径流总量是汇水面积上在设定的降雨时间段内收集的总径流量，其计算公式为：
W=10 ψc hy F （1）
式（1）中，W为雨水设计径流总量（m3）；ψc 为雨量径流系数；hy为设计降雨厚度（mm）；F为汇水面积（ha）。
根据合肥市和该建筑物的资料，计算得一年一遇的可回用的雨水径流总量为451.8m3，两年一遇的可回用的雨水径流总量为818.8m3。
3.2非传统水源用水量计算
本设计收集的雨水只用于绿化、道路和硬质铺砖冲洗和车库冲洗。根据《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010）[9]的规定，绿化浇洒用水定额一级养护取0.5m3/（m2·次），浇洒道路用水定额为0.5L/（m2·次），停车库地面冲洗用水量为2L/（m2·次），年冲洗12次。考虑到用水量比较小，砂滤罐的反冲洗用水量按其总用水量的15%计算。
根据上述统计，总用水量取40m3。清水池按照最高日用水量的30%设计，故清水池的总的体积为12m3。
3.3非传统水源利用率计算
根据建筑物的用途及《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003，2009年版），本项目的最高日用水量为：
非传统水源利用率计算是根据年用水量计算的，其计算公式为[2]：
根据上表核算，本项目的非传统水源利用率为12.70%，满足非传统水源利用率评分规则中的要求。
4、非传统水源收集利用系统设计
4.1 非传统水源收集系统设计
雨水收集利用须因地制宜，从简便、实用原则出发。本项目邻近校园中的人工湖，为充分利用现状条件，节约储水的成本，将人工湖作为本设计的调蓄设施。查阅相关资料得知，人工湖水面面积为60000m2，设其可变调节深度设计为0.1m，水位变化甚微，蓄水量为6000m3，通过后续计算能够满足设计建筑物的再生水用量。人工湖还接收从校园其它区域汇流的雨水，因此雨水补充只要能够达到常水位，雨水储存量能够满足本设计回用水量的需求。 鉴于屋面雨水与地面雨水污染程度的不同，雨水收集时分开考虑：屋面雨水水质较好，可以通过雨水管网系统直接排入人工湖；地面道路雨水初期雨水污染比较严重，利用场地高差和现有的雨水管网系统，在排水管网末梢设置雨水截流井，截流初期雨水后再排入人工湖，截流后的雨水排入市政排水管网，当人工湖的水位超过最高警戒水位线的时候，通过溢流井排入市政管网。当久旱人工湖中的水不能满足用水量要求时，采用市政自来水补充清水池中的水。雨水回收利用系统的流程如图1所示。
4.2 非传统水源处理系统设计
雨水利用系统的核心就是雨水处理系统。人工湖水面较大，汇集的雨水能够得到一定的沉淀，湖中水质较为良好，采用“过滤+消毒”处理工艺水质就能满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）的要求。如上图1雨水收集利用系统流程图所示，中水处理站从人工湖中抽水，通过砂滤罐过滤，加入次氯酸钠消毒后进入清水池，然后根据需要进行使用。
由于本处理系统受天气和用水时长等因素限制，且有用水量集中等特点，故本设计水处理设备按每天运行4h设计，处理水量为最高日非传统水源用水量，清水池容积按照处理设备一个周期处理水量设计。
4.3 非传统水源利用系统设计
雨水经过处理后储存在清水池，由于地势平坦，整个再生水只用来绿化、浇洒道路和车库冲洗，故水泵的扬程并不是太高，管网的整个水压不是太高，水泵采用专用变频给水泵，同时绿化方面安装雨天关闭系统，节约用电用水。
5、其它节水与水资源利用措施
雨水的回收利用是雨水的直接利用形式，除此之外，本项目还使用了其它的节水和水资源利用形式。
（1）雨水的间接利用，即雨水的渗透利用[10]，让雨水回渗地下，补充涵养地下水资源。同时还起到降低场地径流系数、环节地面沉降、减少水涝等。雨水的回渗可以分为分散式渗透和集中回灌两大类，本项目采用的是分散式回渗，通过在区域内的非机动车道路、地面停车场和其它硬质铺地采用透水地面，采用渗透性铺地材料；绿化部分采用下凹式绿地，利用绿地的水分涵养功能，能够将降水就地转化成土壤水和地下水，有利于尽快恢复城区地下水采补平衡，也可以减少道路必备的大量配套雨水井和雨水管。
（2）绿化灌溉采用喷灌、微灌等高校节水灌溉方式。喷灌系统采用半自动灌溉系统，灌溉时间、灌水量和灌溉周期根据预先编制的程序或者根据需要人工手动控制，同时整个灌溉系统的管线采用PE管，接口部分采用热熔连接，尽量减少管网的漏损量。
结束语：
本项目使用雨水作为非传统水源进行处理利用，用于绿化、道路、硬性铺砖地面和车库的冲洗，一方面节约了大量的自来水有着很好的直接经济效益[11]，另一方面减少了雨水的排放，减少消除污染物的费用和城市设施运行费用，具有很好的间接经济效益。本项目充分利用现有的人工湖，非传统水源利用率为12.7%，还设计了雨水渗透利用系统和绿化喷灌系统，补充地下水同时也节约用水，具有很好的环境和社会效益。根据《绿色建筑评价标准》，本设计能够很好的达到设计二星级的标准，经验可以供同行参考。
参考文献：
[1]张伟.国内外绿色建筑评估体系比较研究[D].湖南大学，湖南，2011.
[2]绿色建筑评价标准（GB/T 50378-2014）[S].中国建筑工业出版社，2014.
[3]王宁，王峰，杨海真.国内外绿色建筑评估体系中节水指标的分析比较[J].给水排水，2009，35（11）：208-212.
[4]王洪涛，李风亭，徐冉.绿色建筑评估体系与节水[J].中国给水排水，2007，23（2）：99-102.
[5]合肥市城市防洪规划[S].安徽省水利水电勘测设计院编制，2006.
[6]王彩娟.合肥市建筑与小区雨水及中水利用研究[D].合肥工业大学，合肥，2010.
[7]建筑与小区雨水利用工程技术规范（GB 50400-2006）[S].中国建筑工业出版社，2006.
[8]张自杰，排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[9]民用建筑节水设计标准（GB50555-2010）[S].中国建筑工业出版社，2010.
[10]杜欣，李波，孙钢.节水及水资源利用技术在三星级绿色建筑设计中的应用——以都江堰大熊猫疾控中心为例[J].给水排水，2013，39（11）：64-68.
[11]周振天.绿色建筑住区雨水收集与处理工艺集成研究——以深圳为例[D].合肥工业大学，合肥，2013.