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【摘要】通过工程实例，介绍绿色建筑雨水回收利用的系统选择、工艺流程和设计计算，市政再生水利用以供借鉴。
1.项目区域非传统水源状况
福建中烟技术中心科研用房（一期）项目位于厦门市杏林湾片区， 包括1号和4号子地块，1号子地块用地面积32139.123平方米；4号子地块用地面积9196.688平方米。本项目位于1号地块5栋和4号子地块4栋，总建筑面积约48303平方米。
项目所在地区地理位置优越，为南亚热带海洋气候，降水较多，年均降水量1255.1mm，年均蒸发量为1651.3mm，月最大降水量（6月）为207.1mm，月最小降雨量（12月）为26.1mm。降水主要集中在5-9月，这段时间的降水占全年降水总量的65.7%。根据厦门城市规划，本项目附近将建设杏林湾污水处理站。规划中的杏林湾污水处理站处理后的中水水质可满足城镇绿化和道路清洗用水要求。因此，福建中烟技术中心科研用房1期项目中将充分利用非传统水源，收集非绿化屋面的雨水用于景观水体补水，利用杏林湾污水处理站处理后的再生水用于地面绿化浇灌和道路广场清洗。
2.项目用水需求量计算
福建中烟技术中心科研用房屋顶绿化用水、景观水体补水、地面绿化和道路清洗用水需求如下。
（1）屋顶绿化用水
本项目屋顶绿化总面积约为3841m3，绿化挑檐面积为4578m3。屋顶绿化用水定额为1.5L/m2.d。则屋顶绿化日用水量为（3841+4578）x1.5/1000=12.63m3/d。
（2）地面绿化浇灌和道路清洗
本项目地面绿化面积约为15000平方米，用水定额取1.5L/m2，道路广场面积约为13000平方米，用水定额取2.0L/m2，地面绿化浇灌和道路清洗用水量为（15000x1.5+13000x2）/1000=48.5m3/d。年灌溉浇洒日数取全年日数的70%，年绿化灌溉和道路浇洒用水量为48.5x365x0.7=12392m3（每天8小时，全年按照365天计算。）
（3）景观水体补水量
本项目景观水体按水景工程类水体考虑，水体含自身水处理循环系统，根据《水景喷泉工程技术规程》（CECS218：2007）表4.2.13，景观水体按循环周期4日循环一次计算，日循环流量为1150/4=287.5m3/d。本项目景观水体面积为2300m2，年蒸发量为1.651*2300=3798m3。故全年日平均蒸发量为3798/365=10.4m3/d，占日循环水量10.4/287.5=3.62%。由于水景池底为钢筋混凝土及地下车库，池底做防水处理，渗漏量甚微，则渗透率取0.5%。根据厦门水景工程案例和经验数据，本项目的水体风吹损失率取1%、未预见损失率取0.88%。因此，考虑到蒸发率、渗透率、风吹损失率和未预见损失率因素，本项目景观水体日均补水率取日循环水流量的6%。因此，本项目景观水体日均补水量为1150/4x6%=17.25m3，全年需求量为6296m3（按365天计）。
3.雨水回收利用系统设计
（1）雨水收集量
统计福建45年的降雨数据得厦门市年均降雨量1255.1mm，年均降雨次数为121.65次，其中2mm以上的降雨降雨量占总降雨的的比例为97.3%。收集的雨水径流主要有屋面、道路和绿地3种。绿地径流雨水基本以渗透为主，可收集的雨量有限；相比较而言，屋面雨水水质较好，径流量大，便于收集利用。本项目非绿化屋面汇水面积为6650m2，综合雨量径流系数为0.9，设计重现期1年一遇日降雨量为79mm，水池容积计算取34.3mm，相当于重现期0.12年的降雨强度，此时雨水控制率为85.3%。则本项目年均可直接利用屋面雨水量为：Q=6650×1.2551×0.9×0.853=6407m3/yr由于本项目景观水体年均补水量为6296m3，非绿化屋面收集的年雨水量为6407m3，因此可满足景观水体补水要求。
（2）系统设计
本项目将通过管网或雨水暗沟收集1号、4号地块的非绿化屋面雨水，经过初期弃流后，进入模块装配式PP储水池进行过滤消毒，作为室外景观水体补水。
1）雨水回收利用系统处理工艺及布置
雨水回收利用由雨水收集管网及雨水回收利用系统组成。雨水回收利用系统包含雨水弃流井、雨水收集处理池等。其中雨水弃流井含雨量控制和弃流控制等装置；雨水收集处理池采用PP储水池，含沉砂井、雨水过滤构造层、加药装置及雨水提升供水泵等。雨量控制和弃流装置、加药装置及雨水提升供水泵均为自动控制，本项目雨水回收利用系统工艺流程和布置图如图1和图2所示。
2）水质控制
本项目收集到的雨水主要用于景观补水，考虑屋面雨水的水质，以及对用水水质的要求，需要对雨水进行处理后再利用。由于初期降雨水质较差，故需将初期降雨的雨水排出，收集较为洁净的中、后期降雨的雨水。雨水在经过初期弃流后在模块装配式PP储水池中经过沉淀、过滤、消毒后可达到相应的水质标准，可满足上述用水的水质要求，详见表4。
3）主要设备选型
考虑雨水用途，将屋面雨水通过屋面雨水排放收集系统进行收集，再经过初期弃流后进入PP模块组合水池（详见图2）进行处理储存后即可回用。按设计规范要求，屋面雨水初期弃流可采用2-3mm径流厚度，本设计取2mm，水池计算容积已除去初期弃流雨量，即屋面实际可收集雨水量为34.3mm，厦门24小时降雨量为34.3mm（按重现期0.12年计算）。一次降雨可直接收集屋面雨水：Q=6650×0.9×0.0343=205.3m3，结合设计用水量及当地的实际情况，本方案设置3座雨水收集池，收集屋面雨水，可供回用水量为205.3m3。
本项目用于收集雨水的储存装置，采用成品装配式PP方块，可以采用不同数量的组合，而成不同的容积。该材质储水池便于安装施工，且容易保证储水池内水质。此类PP储水方块可回收使用。主要材质及功能：以聚丙烯塑料模块相组合，形成一个地下水池，在水池周围根据工程的需要可以包裹防渗不透水和可以入渗透水的两种土工布，作成贮水型和渗透型的两种不同类型。塑料模块组合的水池安装方便，承载力大。同时内壁粗糙度为0.009，比混凝土内壁光滑，内部结构不易附着杂质，更有利与保证水质稳定。水池上方可做为绿地，种植花草和树木等，起到美化环境作用。
（4）投资经济分析
雨水回收利用系统初期投资主要为蓄水模块，综合其他设备投资和施工安装费用，该系统总投资约为50万元。由于厦门市营业用水价为3.2元/m2，则年可节约水费为2万元。
4.市政再生水利用
（1）市政再生水利用方案
根据《厦门市发展改革委关于杏林湾污水截流（A、B片区污水处理站）项目工程可行性研究报告的批复》，项目所在区域范围内将建设杏林湾A、B片区污水处理站。本项目设计将利用杏林湾污水处理站的再生水用于地面绿化浇灌和道路广场清洗。根据地面绿化浇灌和道路清洗用水量需求，本项目市政再生水年用量为12392m3。本项目已设计了市政再生水预留接入点，
（2）市政再生水水质
根据了解厦门市规划建设中的中水站的尾水可满足地面绿地灌溉水质要求，尾水执行GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准B标准；规划建设中的中水站的尾水可满足道路清洗水质要求，尾水执行GB/T18920-2002《城市污水再生利用 城市杂用水水质》标准。综上所述，市政再生水可用于地面绿化浇灌和道路广场清洗。
（3）投资经济分析
由于市政再生水厂建设在项目区域附近，项目可以直接将再生水厂引入小区各个用水点，直接利用再生水厂压力而不需中转加压。故市政再生水利用的设备主要包括管道及阀门，初期投资费用约10万元，日常运行费用较少。由于中水单价为1元/m3，地面绿化浇灌和道路清洗的年用水量为12392m3，则项目每年节约水费22305元。因此，市政再生水利用的经济效益明显，投资回收期只4.4年左右。
5. 非传统水源利用率
根据上述雨水回收利用量、市政再生水利用量及其它生活用水分析，非传统水源利用率计算非传统水源利用率约为本项目用水的63%。
1.项目区域非传统水源状况
福建中烟技术中心科研用房（一期）项目位于厦门市杏林湾片区， 包括1号和4号子地块，1号子地块用地面积32139.123平方米；4号子地块用地面积9196.688平方米。本项目位于1号地块5栋和4号子地块4栋，总建筑面积约48303平方米。
项目所在地区地理位置优越，为南亚热带海洋气候，降水较多，年均降水量1255.1mm，年均蒸发量为1651.3mm，月最大降水量（6月）为207.1mm，月最小降雨量（12月）为26.1mm。降水主要集中在5-9月，这段时间的降水占全年降水总量的65.7%。根据厦门城市规划，本项目附近将建设杏林湾污水处理站。规划中的杏林湾污水处理站处理后的中水水质可满足城镇绿化和道路清洗用水要求。因此，福建中烟技术中心科研用房1期项目中将充分利用非传统水源，收集非绿化屋面的雨水用于景观水体补水，利用杏林湾污水处理站处理后的再生水用于地面绿化浇灌和道路广场清洗。
2.项目用水需求量计算
福建中烟技术中心科研用房屋顶绿化用水、景观水体补水、地面绿化和道路清洗用水需求如下。
（1）屋顶绿化用水
本项目屋顶绿化总面积约为3841m3，绿化挑檐面积为4578m3。屋顶绿化用水定额为1.5L/m2.d。则屋顶绿化日用水量为（3841+4578）x1.5/1000=12.63m3/d。
（2）地面绿化浇灌和道路清洗
本项目地面绿化面积约为15000平方米，用水定额取1.5L/m2，道路广场面积约为13000平方米，用水定额取2.0L/m2，地面绿化浇灌和道路清洗用水量为（15000x1.5+13000x2）/1000=48.5m3/d。年灌溉浇洒日数取全年日数的70%，年绿化灌溉和道路浇洒用水量为48.5x365x0.7=12392m3（每天8小时，全年按照365天计算。）
（3）景观水体补水量
本项目景观水体按水景工程类水体考虑，水体含自身水处理循环系统，根据《水景喷泉工程技术规程》（CECS218：2007）表4.2.13，景观水体按循环周期4日循环一次计算，日循环流量为1150/4=287.5m3/d。本项目景观水体面积为2300m2，年蒸发量为1.651*2300=3798m3。故全年日平均蒸发量为3798/365=10.4m3/d，占日循环水量10.4/287.5=3.62%。由于水景池底为钢筋混凝土及地下车库，池底做防水处理，渗漏量甚微，则渗透率取0.5%。根据厦门水景工程案例和经验数据，本项目的水体风吹损失率取1%、未预见损失率取0.88%。因此，考虑到蒸发率、渗透率、风吹损失率和未预见损失率因素，本项目景观水体日均补水率取日循环水流量的6%。因此，本项目景观水体日均补水量为1150/4x6%=17.25m3，全年需求量为6296m3（按365天计）。
3.雨水回收利用系统设计
（1）雨水收集量
统计福建45年的降雨数据得厦门市年均降雨量1255.1mm，年均降雨次数为121.65次，其中2mm以上的降雨降雨量占总降雨的的比例为97.3%。收集的雨水径流主要有屋面、道路和绿地3种。绿地径流雨水基本以渗透为主，可收集的雨量有限；相比较而言，屋面雨水水质较好，径流量大，便于收集利用。本项目非绿化屋面汇水面积为6650m2，综合雨量径流系数为0.9，设计重现期1年一遇日降雨量为79mm，水池容积计算取34.3mm，相当于重现期0.12年的降雨强度，此时雨水控制率为85.3%。则本项目年均可直接利用屋面雨水量为：Q=6650×1.2551×0.9×0.853=6407m3/yr由于本项目景观水体年均补水量为6296m3，非绿化屋面收集的年雨水量为6407m3，因此可满足景观水体补水要求。
（2）系统设计
本项目将通过管网或雨水暗沟收集1号、4号地块的非绿化屋面雨水，经过初期弃流后，进入模块装配式PP储水池进行过滤消毒，作为室外景观水体补水。
1）雨水回收利用系统处理工艺及布置
雨水回收利用由雨水收集管网及雨水回收利用系统组成。雨水回收利用系统包含雨水弃流井、雨水收集处理池等。其中雨水弃流井含雨量控制和弃流控制等装置；雨水收集处理池采用PP储水池，含沉砂井、雨水过滤构造层、加药装置及雨水提升供水泵等。雨量控制和弃流装置、加药装置及雨水提升供水泵均为自动控制，本项目雨水回收利用系统工艺流程和布置图如图1和图2所示。
2）水质控制
本项目收集到的雨水主要用于景观补水，考虑屋面雨水的水质，以及对用水水质的要求，需要对雨水进行处理后再利用。由于初期降雨水质较差，故需将初期降雨的雨水排出，收集较为洁净的中、后期降雨的雨水。雨水在经过初期弃流后在模块装配式PP储水池中经过沉淀、过滤、消毒后可达到相应的水质标准，可满足上述用水的水质要求，详见表4。
3）主要设备选型
考虑雨水用途，将屋面雨水通过屋面雨水排放收集系统进行收集，再经过初期弃流后进入PP模块组合水池（详见图2）进行处理储存后即可回用。按设计规范要求，屋面雨水初期弃流可采用2-3mm径流厚度，本设计取2mm，水池计算容积已除去初期弃流雨量，即屋面实际可收集雨水量为34.3mm，厦门24小时降雨量为34.3mm（按重现期0.12年计算）。一次降雨可直接收集屋面雨水：Q=6650×0.9×0.0343=205.3m3，结合设计用水量及当地的实际情况，本方案设置3座雨水收集池，收集屋面雨水，可供回用水量为205.3m3。
本项目用于收集雨水的储存装置，采用成品装配式PP方块，可以采用不同数量的组合，而成不同的容积。该材质储水池便于安装施工，且容易保证储水池内水质。此类PP储水方块可回收使用。主要材质及功能：以聚丙烯塑料模块相组合，形成一个地下水池，在水池周围根据工程的需要可以包裹防渗不透水和可以入渗透水的两种土工布，作成贮水型和渗透型的两种不同类型。塑料模块组合的水池安装方便，承载力大。同时内壁粗糙度为0.009，比混凝土内壁光滑，内部结构不易附着杂质，更有利与保证水质稳定。水池上方可做为绿地，种植花草和树木等，起到美化环境作用。
（4）投资经济分析
雨水回收利用系统初期投资主要为蓄水模块，综合其他设备投资和施工安装费用，该系统总投资约为50万元。由于厦门市营业用水价为3.2元/m2，则年可节约水费为2万元。
4.市政再生水利用
（1）市政再生水利用方案
根据《厦门市发展改革委关于杏林湾污水截流（A、B片区污水处理站）项目工程可行性研究报告的批复》，项目所在区域范围内将建设杏林湾A、B片区污水处理站。本项目设计将利用杏林湾污水处理站的再生水用于地面绿化浇灌和道路广场清洗。根据地面绿化浇灌和道路清洗用水量需求，本项目市政再生水年用量为12392m3。本项目已设计了市政再生水预留接入点，
（2）市政再生水水质
根据了解厦门市规划建设中的中水站的尾水可满足地面绿地灌溉水质要求，尾水执行GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准B标准；规划建设中的中水站的尾水可满足道路清洗水质要求，尾水执行GB/T18920-2002《城市污水再生利用 城市杂用水水质》标准。综上所述，市政再生水可用于地面绿化浇灌和道路广场清洗。
（3）投资经济分析
由于市政再生水厂建设在项目区域附近，项目可以直接将再生水厂引入小区各个用水点，直接利用再生水厂压力而不需中转加压。故市政再生水利用的设备主要包括管道及阀门，初期投资费用约10万元，日常运行费用较少。由于中水单价为1元/m3，地面绿化浇灌和道路清洗的年用水量为12392m3，则项目每年节约水费22305元。因此，市政再生水利用的经济效益明显，投资回收期只4.4年左右。
5. 非传统水源利用率
根据上述雨水回收利用量、市政再生水利用量及其它生活用水分析，非传统水源利用率计算非传统水源利用率约为本项目用水的63%。