某博物馆节水设计研究探讨

刘军清 ,贾超 ,赵耀

摘要：本博物馆给排水设计秉承“节水优先”的设计理念，采取了智能自动绿化灌溉给水系统、雨水收集处理回用系统、灰水处理回用系统、空调冷凝水收集回用系统、景观水体循环处理系统及其他节水措施，将本工程着力打造为节水示范型工程，取得了较好的社会与经济效益。

关键词：节水；自动灌溉；收集回用；水处理

1  设计概况

本博物馆场地内部地形复杂，基地最高点为219m，最低点为173m，高差约39-46m。总用地面积80299.17㎡，容积率不大于1.0，绿地率大于35%。场地现状为坡地，北侧及东南侧为洼地，中部有凸起的小山包，场地高差较大。

总建筑面积33996.47㎡，其中地上建筑面积29498.22㎡，地下建筑面积4498.25㎡。主要建设内容如下：博物馆主体建筑：包括展厅、库房、办公、休闲及其他配套功能，建筑面积约29498.22㎡；地下室：包括地下车库、水下均州展区，建筑面积约4498.25㎡。其中地下车库3567.03㎡，可提供车位97泊；地下展厅931.22㎡。

2节水设计内容

2.1.智能自动绿化灌溉系统

在以往的工程实际中，受经济条件、节水意识淡薄等因素制约，室外绿化灌溉普遍采用人工灌溉的方式，设计时按一定间距设置快速取水阀，绿化工人从快速取水阀处接出一定长度的灌溉软管进行浇灌。人工浇灌因无法结合天气变化、土壤湿度、植物实际需水等情况进行科学灌溉，同时快速取水阀接口不严实和灌溉软管破损，经常存在漏水的现象，造成水资源浪费严重的现象。另外，人工绿化灌溉需要同时投入多人，导致灌溉的人工成本较高。

本工程设计的智能自动绿化灌溉采用物理或虚拟气象站（获取历史及未来天气预报）、综合传感器（监测降雨、风速及霜冻温度）、土壤湿度传感器等采集各类数据，经WiFi或有线网络上传至互联网云端，管理员可通过手机或电脑查看数据及其相应的分析结果，远程进行科学合理灌溉，也可设置为自动灌溉的方式。

在智能自动绿化灌溉的总管及各灌溉分区管道上设置智能水表和电磁控制阀，实时监测管道流量、电磁阀电气线路等运行状态，发生漏水、线路故障时给管理人员发送警报提示维修。

本工程在智能自动绿化灌溉设计时，根据景观设计专业提资的绿化植物的种类和分布，同时结合地形特点，选择合适的喷头，根据不同喷头的特点进行布置，以达到按需灌溉、均匀灌溉、节水灌溉等目的。

本工程采用智能自动绿化灌溉系统，可实现节水灌溉和灌溉效果较好的同时，采用智能、物联网等技术，灌溉管理方便且使成本较低。

2.2.雨水收集处理回用系统

本工程采用雨水收集处理回用系统，用于绿化灌溉、道路冲洗、水景补水，可实现对雨水资源化利用，且可提高径流总量控制率，符合海绵城市设计低影响开发的理念。

本工程地势为博物馆周围高，场馆的南北两侧低，拟收集博物馆屋面及南侧场地的雨水，汇水面积约为4.7ha。雨水收集处理回用工艺流程见图2。

图2雨水收集处理回用工艺流程

Fig.2 Rainwater collection, treatment and reuse process flow

2.3.灰水处理回用系统

博物馆作为参观展示性建筑，设置灰水处理回用系统具备较大的节水宣传示范性、提升公众节水意识等社会意义。本工程选用1层某公共卫生间作为灰水处理回用示范区，将洗手盆的优质杂排水收集处理后回用于冲厕用水。

设计时将洗手盆废水收集、储存、过滤、自动回用冲厕集成为一体的节水装置。出水可达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）冲厕用水水质标准，再通过提升泵自动控制，回用蹲便器冲厕。

2.4.空调冷凝水收集回用系统

本工程设置有集中空调系统，夏天制冷时，会产生较多的冷凝水。空调冷凝水理论上是纯净水，但受空气污染，冷凝水中实际含有灰尘、细菌等杂质。

本工程空调冷却水量较为可观，根据相关资料显示，1Kw冷负荷每小时产生0.4~0.8Kg的冷凝水，本项目空调制冷负荷约4500Kw，即可回收冷凝水量为1.8~3.6m3/h。本工程空调冷却水补水量为20m3/h，设计收集空调冷凝水用于空调冷却水补水，不足部分可由市政自来水补充。冷凝水回收机房设置在一层，经过滤器、紫外线消毒器管道，重力自流至一层室外的空调外机补水，具备一定的节水效益。

另外，冷凝水温度较低，通常为10~15℃范围，是较为理想的空调冷却水补水源，如能有效利用冷凝水的余冷，则可提高空调能效比，减少耗电量，同时冷凝器周围环境温度降低，可有效改善压缩机的工作条件，延长压缩机寿命。

2.5.景观水体循环处理系统

本工程博物馆单体周围设置镜面水景，地下室顶板上设置上下两层跌落形成水帘的叠水静谧水景。水景设计为水体面积为4650m2，水体深度为0.55m，水体容积为2557.5m3。

若采用传统定期清洗、放空、充新鲜水的方式，会造成大量的水资源浪费，同时产生较高的人力成本，并且存在维护不及时或不规范的问题。

本工程采用景观水体循环处理系统，结合水景形式，设置两套循环水处理系统，分别服务镜面水景及叠水静谧水景，按1~2天一次全循环处理周期。水处理采用紫外线消毒器、循环水泵、石英砂过滤器，可去除水体的藻类、细菌、色素、杂质等，提升水体水质和感官舒适度。运行时只需补充水景蒸发和飘散等损失水量，可较大程度的节约用水。

2.6.其他节水设计

2.6.1 本工程设置一级、二级、三级无线远传水表，可通过各级水表的计量差，确定管网是否存在漏损，判断漏损点是在主管、干管或支管，以便及时维修。

2.6.2 本工程消防水池、生活水箱和雨水回用的清水池的市政补水管均设置满足规范要求的空气间隙，可有效防止回流污染。

2.6.3 选用质量可靠、安全、耐腐蚀、抗老化、耐久性能好的的材料和设备，降低管道漏损和事故损耗。

2.6.4 给水系统设备、管道、阀门和附件等安装时，严格按照国家规范和标准工艺要求执行，安装完毕后进行强度试验、严密性试验、试压试水，合格后方能投入使用。

2.6.5 选用一级节水效率的节水型卫生洁具，公共卫生间的洗手盆采用感应自动水龙头；小便器采用感应自动冲洗阀；蹲式大便器选用脚踏式自闭冲洗阀；坐式大便器采用两档冲洗水箱，一次冲洗水量不大于4L。

2.6.6 水池、水箱溢流水位均设报警装置，防止进水管阀门故障时，水池、水箱长时间溢流排水。

2.6.7 生活供水压力大于0.2MPa的配水管，设有减压或调压设施，使各用水点处供水压力不大于0.20 MPa，避免水压过大引发爆管或对洁具造成损坏而导致漏水。同时水压过大会使用水舒适度降低，进而浪费水资源。

结论与建议

本工程采取多重节水设计手法，让这座博物馆更贴合“水”的主题，为节水示范型工程提供技术支撑，可取得较大的社会与经济效益。建议在各工程设计工作中，结合项目实际情况，将节水设计作为重要内容，加快推进低碳、节能、绿色建筑事业的发展。

参考文献

[1] GB 50015—2019 建筑给水排水设计标准 [S]

[2] GB 50020—2021 建筑给水排水与节水通用规范 [S]

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[4] GB 50555—2010 民用建筑节水设计标准 [S]

[5] GB 50736—2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 [S]

[6] GB/T 50085—2007 喷灌工程技术规范 [S]