摘 要：本文為“綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)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(xiàng)“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(guò)對(duì)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(duì)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(guó)城市水的綜合利用程度較低，安全保障措施不夠過(guò)關(guān)。近幾年發(fā)展了一批具有綠色建筑特點(diǎn)的生態(tài)小區(qū)，其關(guān)注的熱點(diǎn)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(wú)污染涂料以及可降低熱輻射的特制玻璃窗材料等問(wèn)題；而對(duì)于水的綜合利用缺乏統(tǒng)籌考慮，并沒(méi)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(guó)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(jì)，實(shí)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(shì)。概括起來(lái)，可作為中水水源的有市政污水、建筑污水、相對(duì)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(lèi)，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(chē)、消防等。
建筑中的沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車(chē)、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(lèi)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(jì)算確定；道路清掃用水定額可按澆灑面積2.0～3.0L/m2·d 計(jì)算；綠化澆灑用水定額可按澆灑面積1.0～3.0L/m2·d 計(jì)算（干旱地區(qū)可酌情增加）；洗車(chē)用水定額應(yīng)根據(jù)車(chē)輛用途、道路路面等級(jí)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(shí)間，應(yīng)按現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》確定。
建筑中這類(lèi)用水的大特點(diǎn)是時(shí)變化系數(shù)大，普通住宅的用水時(shí)變化系數(shù)都在2.0~3.0，因此無(wú)論是從收集雜用水角度，還是用水角度，都存在一個(gè)水量穩(wěn)定的問(wèn)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(diǎn)，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(guò)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(bǔ)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(lái)陸續(xù)換水和補(bǔ)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(shí)變化大的特點(diǎn)，其水質(zhì)依建筑類(lèi)型的不同而變化。
建筑污水經(jīng)過(guò)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(chē)等用途。
北京西單東南商業(yè)大廈總建筑面積為5 萬(wàn)平方米，主要由三部分組成：三賓館，工商銀行營(yíng)業(yè)部，綜合商業(yè)及餐飲娛樂(lè)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(jì)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(chē)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(duì)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(yùn)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(diǎn)限制、水量日變化大、水質(zhì)清潔、成分單一的特點(diǎn)，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(qiáng)、初期雨水污染重、后期雨水較清潔的特點(diǎn)。屋頂雨水可收集后經(jīng)初期棄流，儲(chǔ)存回用于沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車(chē)、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(bǔ)地下水或收集為景觀環(huán)境用水。
慕尼黑國(guó)際展覽中心是近年來(lái)德國(guó)投資較大的建筑工程，由于展覽中心是人員流動(dòng)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(jì)將展覽大廳屋頂?shù)挠晁占量値?kù)容為2500 立方米的地下蓄水池，經(jīng)泵站輸送至水面近2.5 萬(wàn)平方米的人工湖內(nèi)。湖內(nèi)設(shè)高大噴泉，湖周?chē)N植水生植物，水鳥(niǎo)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)降水可滿(mǎn)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(jiǎn)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(shí)，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(guó)天津、青島已將海水沖廁列入議事日程。
我國(guó)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(guó)沿海城市人口2 億多，據(jù)有關(guān)報(bào)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(huì)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(kāi)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(dú)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(lèi)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(fèi)的，在1972 年后，改為免費(fèi)。1991 年，全港使用海水沖廁的用戶(hù)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(wàn)立方米，增至1999 年的58 萬(wàn)立方米。
8 結(jié)語(yǔ)
隨著人口的增長(zhǎng)、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(diǎn)。因此，如何實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置是我們必須面對(duì)和解決的核心問(wèn)題。通過(guò)研究各種建筑不同用途用水的特點(diǎn)，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(hù)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(shí)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(guó)城市水的綜合利用程度較低，安全保障措施不夠過(guò)關(guān)。近幾年發(fā)展了一批具有綠色建筑特點(diǎn)的生態(tài)小區(qū)，其關(guān)注的熱點(diǎn)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(wú)污染涂料以及可降低熱輻射的特制玻璃窗材料等問(wèn)題；而對(duì)于水的綜合利用缺乏統(tǒng)籌考慮，并沒(méi)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(guó)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(jì)，實(shí)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(shì)。概括起來(lái)，可作為中水水源的有市政污水、建筑污水、相對(duì)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(lèi)，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(chē)、消防等。
建筑中的沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車(chē)、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(lèi)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(jì)算確定；道路清掃用水定額可按澆灑面積2.0～3.0L/m2·d 計(jì)算；綠化澆灑用水定額可按澆灑面積1.0～3.0L/m2·d 計(jì)算（干旱地區(qū)可酌情增加）；洗車(chē)用水定額應(yīng)根據(jù)車(chē)輛用途、道路路面等級(jí)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(shí)間，應(yīng)按現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》確定。
建筑中這類(lèi)用水的大特點(diǎn)是時(shí)變化系數(shù)大，普通住宅的用水時(shí)變化系數(shù)都在2.0~3.0，因此無(wú)論是從收集雜用水角度，還是用水角度，都存在一個(gè)水量穩(wěn)定的問(wèn)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(diǎn)，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(guò)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(bǔ)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(lái)陸續(xù)換水和補(bǔ)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(shí)變化大的特點(diǎn)，其水質(zhì)依建筑類(lèi)型的不同而變化。
建筑污水經(jīng)過(guò)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(chē)等用途。
北京西單東南商業(yè)大廈總建筑面積為5 萬(wàn)平方米，主要由三部分組成：三賓館，工商銀行營(yíng)業(yè)部，綜合商業(yè)及餐飲娛樂(lè)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(jì)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(chē)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(duì)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(yùn)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(diǎn)限制、水量日變化大、水質(zhì)清潔、成分單一的特點(diǎn)，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(qiáng)、初期雨水污染重、后期雨水較清潔的特點(diǎn)。屋頂雨水可收集后經(jīng)初期棄流，儲(chǔ)存回用于沖廁、景觀環(huán)境、道路清掃、綠化、洗車(chē)、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(bǔ)地下水或收集為景觀環(huán)境用水。
慕尼黑國(guó)際展覽中心是近年來(lái)德國(guó)投資較大的建筑工程，由于展覽中心是人員流動(dòng)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(jì)將展覽大廳屋頂?shù)挠晁占量値?kù)容為2500 立方米的地下蓄水池，經(jīng)泵站輸送至水面近2.5 萬(wàn)平方米的人工湖內(nèi)。湖內(nèi)設(shè)高大噴泉，湖周?chē)N植水生植物，水鳥(niǎo)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)降水可滿(mǎn)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(jiǎn)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(shí)，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(guó)天津、青島已將海水沖廁列入議事日程。
我國(guó)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(guó)沿海城市人口2 億多，據(jù)有關(guān)報(bào)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(huì)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(kāi)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(dú)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(lèi)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(fèi)的，在1972 年后，改為免費(fèi)。1991 年，全港使用海水沖廁的用戶(hù)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(wàn)立方米，增至1999 年的58 萬(wàn)立方米。
8 結(jié)語(yǔ)
隨著人口的增長(zhǎng)、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(diǎn)。因此，如何實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置是我們必須面對(duì)和解決的核心問(wèn)題。通過(guò)研究各種建筑不同用途用水的特點(diǎn)，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(hù)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(shí)現(xiàn)真正意義上的綠色建筑。