中国科学院研究生院怀柔新园区节水示范工程,位于北京市怀柔区怀北庄中国科学院研究生院内,所采取的节水技术和节水卫生器具应用方案,是根据北京建筑大学的研究成果,针对中科院怀柔园区公共及住宅建筑的特点,将成熟、可靠的技术、产品及设备应用于工程实际,达到预期节水目标并确保安全、可靠。

　　 示范技术包括:公建和住宅建筑减压节水复合技术、公建多终端节水优化技术、用水终端节水应用技术、卫生洁具节水-排水耦合技术。

　　 示范范围为西区宿舍区包括宿舍楼A、B、C、D座(见图1),建筑规模为7万m²。

　　 给水、热水高区供水压力为0.46 MPa,低区供水压力为0.3 MPa;支管供水压力为0.15~0.2MPa。中水高区供水压力为0.49 MPa,低区供水压力为0.3MPa。卫生器具满足《节水型生活用水器具》(CJ 164-2002)要求。

　　 根据供水管网提供的供水压力及楼层的高度等判断各公共建筑需要减压的楼层,其中宿舍楼A~D座,均采取公建和住宅建筑减压节水复合技术和公建多终端节水优化技术。

　　 以宿舍楼C为例(见图2),在1~3层、5~7层C1段1~4#卫生间、C2段1~4#卫生间及5~6#卫生间支管上设置减压阀,末端设置节流限流阀;在4、8层C1段1~4#卫生间、C2段1~4#卫生间及5~6#卫生间末端设置节流限流阀。

　　 宿舍楼A~D座采用用水终端节水应用技术和卫生洁具节水-排水耦合技术,选用经过识别的满足《节水型生活用水器具》的要求、节水效果良好的水龙头、淋浴器、蹲便器等用水器具。具体见图3。

　　 (1)相同压力下,TT24805水嘴流量比TT21203小;0.10 MPa下,TT24805流量为0.15L/s,满足《节水型生活用水器具》对节水型水嘴的要求。

　　 (2)0.10 MPa下,冷水、热水及混合三档流量均不超过0.15L/s,满足《节水型生活用水器具》对节水型淋浴器的要求,属节水型产品。

　　 (3)0.30 MPa下,节水型大便器冲洗水量小于8L,满足《节水型生活用水器具》4.4.1条:水压为0.3MPa时,大便冲洗用产品,一次冲洗水量6~8L。

　　 (4)水压为0.3 MPa时,卫生间内最远蹲便器与排水立管的距离3m,通用坡度下试体位移大于3m,能够达到冲洗效果。

　　 中科院怀柔新园区充分考虑中水应用,中水管道全面敷设于整个园区,中水水源是由神山污水处理厂提供的市政中水,主要用于卫生间冲厕、地下车库冲洗地面、室外绿地喷灌、道路浇洒及补充景观等。

　　 其中,中水利用率=中水量/总用水量=中水量/(自来水量+中水量),中水量和自来水量可通过定额和使用人数计算;定额依据是《民用建筑节水设计标准》;园区给水量计算包括冬夏两种情况:园区给水和中水,包括全部生活用水(含道路和绿化浇洒,不含空调和采暖补水,采暖补水由市政提供),园区生活给水、中水用水量见表1。由表1计算得中水利用率夏天为27.3%,冬天为23.8%,因此,示范工程仅考虑中水利用这一项非传统水源利用率不低于20%。

　　 选择C座(共8层)C2段1JL-6(1~4层5#、6#卫生间)和2JL-6(5~8层5#、6#卫生间)立管作为测试对象,其中:5#卫生间已安装的减压阀调至不减压,用水末端不加装节流器;6#卫生间减压阀调至设定压力,用水末端加装节流器。其系统图和卫生间大样分别见图4和图5。

　　 2012年7月~12月期间,每月连续对中国科学院研究生院怀柔新园区C座C2段用水量进行了实施节水技术前后的平行对比测试。

　　 3种工况:(1)1~4层(低区)用水点全开;(2)5~8层(高区)用水点全开;(3)1~8层(全开)用水点全开。测定5#、6#卫生间各用水点在3种工况下连续放水时的流量,分别将各用水点流量累加,计算该工况的节水率。

　　 调节5#卫生间的减压阀使之处于不减压的状态(保持外网直接给水方式时的自然压力);调节6#卫生间的减压阀至设定压力(阀后静压力在0.15~0.20 MPa),各层用水终端安装节流阀。

　　 测试步骤如下:

　　 (1)根据3种工况,各楼层同时将3个面盆水嘴、1个拖布池水嘴和2个淋浴器开至最大;

　　 (2)当出流稳定(约2min)后开始取样测试,利用重量法,秒表计时,水桶接水、称重,计算各器具出流量;

　　 (3)各层取样测试完毕后同时关水,准备进行下一工况测试。

　　 每一个工况测试过程需要15~20min。

　　 3种工况测试结果的节水率汇总见表2。

　　 中科院怀柔新区示范工程应用了以下5项节水示范技术,即:(1)公建和住宅建筑减压节水复合技术;(2)公建多终端支管节水优化技术;(3)用水终端节水应用技术;(4)卫生洁具节水-排水耦合技术;(5)公共与住宅建筑小区中水利用技术。前4项节水技术是针对建筑内的节水问题,解决的是建筑中经常面对的低区超压出流和卫生器具节水效果的问题,对实现两个节水目标,即自来水用量降低15%,污水排放量减少15%起主要作用。第5项技术解决的是非传统水源利用的问题,对实现第3个节水目标,即非传统水源利用率不低于20%起关键作用。通过以上5项节水技术的集成应用,实现中科院怀柔新区示范工程的上述节水目标。

　　 现场测试结果表明,采用1~4项示范节水技术可有效减少器具出流量,自来水用量平均至少减少26%,污水排放量平均至少减少26%,节水效果显著。截至目前,中国科学院大学西区已经正式投入运营,每年节约自来水量约为43 243m³(未考虑非传统水源利用),节约自来水费用约为25.9万元。