上海绿色建筑中推广雨水利用现状分析

摘要：

随着城市化的推进，很多城市面临着水资源短缺的问题.雨水作为一种最经济的非传统水资源，对补充调节区域水资源及改善环境起着极为重要的作用.因此，在绿色建筑中推广雨水利用是解决城市水资源短缺等问题的重要举措.介绍了国内外雨水利用现状以及相应法律法规和政策措施，认为雨水是绿色建筑评价标准中重要的非传统水源，阐述了上海绿色建筑中推广雨水利用的可能性，并提出了当前我国大力推进雨水利用的一些建议，为缓解水资源危机和减少污染排放提供了科学依据.

关键词：

雨水； 绿色建筑； 雨水利用

中图分类号： X 701文献标志码： A

Current situations of popularizing rainwater utilization

in green buildings in Shanghai

LI Shi guang

（Shanghai Yangpu Land Co.，Ltd.，Shanghai 200093，China）

Abstract：

With the development of urbanization，many cities are facing the problem of water resource shortage.Rainwater，as one of the most economical of non traditional water resources，plays an extremely important role in regulating water resource supply and improving regional environments.Therefore， the promotion of rainwater utilization in the green buildings is an important measure to solve the problem of the water resource shortage.Current situations of rainwater utilization and related laws，regulations and policy measures in China and abroad were presented in this paper.Taking rainwater as an important non traditional water source in the evaluation standards for green buildings，the possibilities of popularizing rainwater utilization in green buildings in Shanghai were discussed.In addition，suggestions on popularizing rainwater utilization in China were submitted，which provides scientific basis for resolving water resource crisis and reducing pollutants emission.

Key words：

rainwater； green building； rainwater utilization

目前，人类正面临着水体恶化、水资源短缺以及环境污染等方面的严重威胁，水危机已成为全球共同面对的难点问题.雨水作为一种最经济、直接、稳定的水资源，具有数量大、就近易得、处理和利用方便等优点.雨水利用，特别是在建筑中推广雨水利用，一方面可对水资源紧缺的现状起到一定的缓解作用，避免因城市降水量过大引发的局部洪涝，另一方面对保护生态环境和调节地区水资源不均的状况有着极为重要的作用.雨水作为非传统水资源不但可用于市政清洁、居住小区绿化灌溉等生活杂用水及地下水的补给，还可用于农业与工业生产用水，从而发挥多种生态环境效益.因此，探索雨水利用的各种途径，具有十分重要的意义.

1国内外雨水利用现状分析

1.1国外雨水利用现状分析

20世纪80年代开始，日本、泰国、新加坡、印度、以色列、德国、英国、丹麦、美国、澳大利亚以及非洲和拉丁美洲等40多个国家和地区相继开展了不同规模雨水利用与管理的研究和应用[1].

日本是在建筑中开展雨水利用规模最大的国家.收集的雨水主要用于冲洗厕所、浇灌绿化、清洗汽车和地坪及营造水景，也用于消防和发生灾害时应急.目前，日本拥有雨水利用设施的建筑达100多座，屋顶集水面积达20多万m2[2].泰国是在开展农村雨水利用规模最大的国家.20世纪80年代以来开展的“泰缸”工程，建造了1 200多万个2 m3的家庭集流水泥水缸，直接解决了300多万农村人口的饮用水问题.

作为雨水资源化高度发达的国家，新加坡有着完善的集水和蓄水系统.该系统分为6个集雨区，建成了10余个雨水水库和蓄水池.新加坡的雨水蓄水池大多分布在居民区较少的北部和西部，而“大雨收集蓄水池”则建在东部和西部的商业旺市区，平均每天可收集雨水60万t，基本上实现了雨水100% 收集，可满足正常用水量的40% 左右[3].

印度是人口数量仅次于中国的大国，因此，其雨水资源化显得尤为重要.印度采取了民间筹资和政府投资等措施，逐步建造了大量的雨水收集蓄水系统.此外，有些大规模的雨水收集蓄水设施还配备专人管理，统一支配供给.新德里年降雨量为611 mm，城市面积为1 486 km2，建有11个雨水利用系统，每年可收集雨水4.5亿t，相当于整个城市水需求量的35% 左右.

以色列的雨水利用技术的应用十分成功，即采用各种集雨器具，几乎将每一滴雨水都积存起来加以资源化回收利用.收集的雨水主要用于农业灌溉和回补地下水.

德国的雨水利用开始于1970年代的欧洲环保运动.德国建筑、城市街道的雨水管道口均设有截污格栅，用于拦截雨水径流携带的各种污染物.在许多建筑小区沿着排水道设有渗透浅沟，其表面种植草皮，以供雨水径流流过时下渗.部分雨水则进入雨水池或人工湿地，作为水景用水或继续处理利用[4].

英国伦敦世纪圆顶的雨水收集利用系统成功利用屋面收集雨水，用于补充大型景观用水.丹麦为了减少地下水的消耗，把收集的建筑雨水经过简单处理后用于冲厕及洗涤用水，节约了68% 的实际用水量.

美国的雨水利用则以提高自流入渗能力为目的，在许多建筑中建立了屋顶蓄水和就地入渗池、集水井、草地、透水地面组成的地表回灌系统.例如，美国加州波特兰市的绿色街道改造项目，在建筑小区绿化改造中将一部分停车区域改建成种植区，栽种多种植物，形成了一个集雨水收集、储备、净化、渗透等功能于一体的生态处理系统，并营造出怡人的建筑景观；富雷斯诺市的地下回灌系统，仅在1971-1980年，雨水回灌总量就达1.338亿m3，年均回灌量占该市年用水量的20%[5].

澳大利亚政府也非常重视雨水利用.在年均降雨量不超过470 mm的情况下，政府鼓励居民在建筑中修建雨水储水箱，并给予每年 200 澳元的补助.因此，家庭雨水收集利用的现象在澳大利亚非常普遍，特别是在农村已经广泛普及.农民将收集的雨水作为农业灌溉用水及家庭非饮用水水源[6].

在联合国开发计划署和世界银行等国际组织的资助和指导下，非洲的肯尼亚、坦桑尼亚、博茨瓦纳、纳米比亚以及拉丁美洲的墨西哥和巴西等国家，相继采取了建筑中雨水资源化回收利用的措施.

此外，世界各国还制定了一系列有关雨水利用的法律法规.上世纪70年代，美国的科罗拉多州、佛罗里达州和宾夕法尼亚州分别制定了《雨水利用条例》；90年代，日本颁布了“第二代城市下水总体规划”；同时，德国也制定了严格的法律，规定无论在工业区、商业区还是居民小区，要求新建的建筑或改造的建筑，均需具备雨水利用设施.目前，雨水利用技术已进入标准化、产业化阶段，市场上已大量存在收集、过滤、储存、渗透雨水的产品.澳大利亚规定了雨水水质管理范围，包括所有城区、工业区和农业区，并规定在建设排放雨水设施前需获得相关部门的许可；家庭用的两套管网——饮用水与非饮用水，其水费相同，但饮用水定额控制，非饮用水源主要来自于雨水.

1.2国内雨水利用现状分析

我国雨水收集利用历史久远.最早在缺水农村地区，人们就利用窖水点浇玉米、蔬菜等.上世纪80年代，人们收集的雨水用于发展庭院经济和大田作物需水关键期的补充灌溉.80年代后期，中东部干旱缺水地区相继开展了雨水利用试验示范工程.例如，宁夏“窖水蓄流节灌工程”、内蒙古“112集雨节水灌溉工程”和甘肃“121雨水集流灌溉工程”等.90年代以来，随着城市化带来的水污染、水资源短缺等环境生态问题的出现，北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市也相继展开了雨水利用的研究与应用.

上世纪80年代以来，北京共修建了50多座橡胶坝拦截雨水.在2000-2004年的5年期间，北京共建设了老城区、新建城区、公园绿地、校园等不同类型的6个雨洪利用试验示范区，总面积达到60 km2，在雨水收集利用方面走在了我国前列.

上海浦东的孙桥现代农业园区，利用排水侧沟收集将6万m2的大棚顶盖雨水连结起来，送到60 m×25 m×3 m的4座大型蓄水池，经沉淀和过滤处理后作为农业用水.每座蓄水池可积蓄多达3 000 m3的雨水.

位于浙江普陀山东北的宝葫芦岛，人均淡水资源为177 m3.上世纪90年代，86%的家庭建有屋面雨水收集处理系统，处理后的出水水质符合国家饮用水标准.

在雨水利用相关法律法规的制定方面，2001年国务院批准了包括雨水收集利用规划内容的《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》.2003年，北京市规划委员会和北京市水利局联合了《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》.目前，我国虽有绿色建筑雨水利用规范，但相应的法律法规还有待进一步完善.相比德国等国家，其雨水利用已达到标准化、产业化，我国雨水利用技术还比较落后，法律法规也不健全.

2绿色建筑中推广雨水利用现状分析

2.1雨水利用是绿色建筑评价标准中重要的非传统水源利用

绿色建筑是指在建筑全寿命周期内，能最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水、节材、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，并能和自然和谐共存的建筑[7].近几年来，一些国家和地区相继推出了各自的绿色建筑评价标准，其中，节水评价标准占有十分重要的地位.国际上最有影响力的绿色建筑评价标准是1998年美国绿色建筑委员会（USGBC）实施的美国绿色建筑评价标准，也称为美国能源与环境设计先锋奖（Leadership in Energy & Environment Design，LEED）.该标准发展至今已成为国际上运作最成功的绿色建筑评价体系之一.我国于2006年也推出了《绿色建筑评价标准 GB/T 50378-2006》[8]，它在节水方面与LEED的共同关注点是建筑内卫生器具节水、节水灌溉、提倡非传统水源利用率，而不同关注点是控制方法、建筑节水、景观节水和非传统水源利用.非传统水源利用率指的是采用雨水、中水等非传统水源代替市政自来水或地下水供给景观、绿化、冲厕等杂用水量占总用水量的百分比.因此，在建筑中进行雨水收集和利用，不仅能够解决雨水的污染问题，减轻上海地区日显突出的自来水供水压力、路面积水等问题，同时对水土流失、河道水污染等问题也有一定的缓解作用.这也是国际上绿色建筑评价标准中重要的非传统水源利用方式.

2.2上海绿色建筑中推广雨水利用的可能性

上海地区雨水量充沛，年降雨量均达到1 000 mm以上.其中，汛期（6～9月）常年降雨量达到580 mm以上，梅雨期间常年降雨量一般也超过180 mm，常年单场降水量超过50 mm的次数达到4～8次.若按上海地区年平均降雨量1 124 mm计算，全市每年降雨总量为70亿t.扣除蒸发、渗透等因素，据水务部门估计，全市每年雨水流失总量约在24亿t左右.其中，最具有利用价值的是居民住宅小区以及大型公共建筑的屋面雨水.按雨水收集水量700～800 mm·m-2，1 000 m2屋面集水面积可回收700～800m3雨水.可见，在水量方面，上海绿色建筑中推广雨水利用是可行的.

在水质方面，雨水本身水质比较纯净，但它在形成、降落、流动的过程中，空气中的溶解性气体、溶解或悬浮状固体、重金属及细菌等会进入其中，使其“质”有所下降.而地表径流中的污染物主要来自降雨对地表沉积物的冲刷.地表沉积物因不同土地使用功能而有所差异，主要的污染物质有固态废弃物碎屑（城市垃圾、动物粪便、城市建筑施工场地堆积物）、化学药品（草坪施用的化肥农药）、车辆排放物等.因而，雨水水质会因地点、时间不同而有所差异.上海地区常年大气质量良好，除地表初期雨水污染程度较重外，总体雨水水质相对较好.其中，屋面径流因基本上不受人、车辆等流动因素的影响，水质优于道路径流.道路径流水质与所涉及街道承担的交通流量有关，而且具有明显的偶然性和波动性.小区内道路因交通流量小.其径流水质一般优于市区内道路.雨水中主要污染物质为颗粒状无机污染物，易于净化处理.因此，在水质方面，上海绿色建筑中推广雨水利用是可行的.

在技术经济方面，由于雨水本身具有免费、优质、处理简易的特点，相对自来水在经济上具有一定优势.如果将雨水资源化利用与小区水环境系统建设相结合，对其系统的运行管理和小区用水费用支出进行分析可知，投入收集1 m3雨水的运行费用不足0.30元.随着自来水费的不断上涨，雨水利用技术的经济优势将日益显著.

从水量、水质和技术经济等方面的分析来看，雨水利用都具有相当的优势.目前，上海也有一些成功的应用案例，例如浦东国际机场雨水收集、松江现代农业园区雨水利用等.但这些都是针对大型场馆的传统意义上的雨水利用，而且这种单纯的雨水利用仍然存在以下问题：

（1）雨水的调蓄.雨水与中水等统称为非传统水源，但雨水利用又与中水回收利用有很大的区别.中水回收利用虽然在处理程度上较难，但其作为回收利用的水源来讲，水量比较均衡，不必进行较大的调蓄；雨水的可利用量虽然大，但受季节、月份、降雨类型、降雨持续时间、降雨强度的影响明显，水量在时空分布上极不均匀.若遇到雨水的丰年或干旱年，相差将会相当大，给雨水的收集以及储存带来了一定的难度，所以必须利用适当的雨水调蓄池来调节高峰流量.对于建筑小区雨水利用而言，用水量的需求是一定的.如何确保雨水利用工程水质水量安全可靠，防止产生新的污染，如何高效收集、处理、循环利用一直是困扰城市雨水高效利用的难题.

（2）雨水的储存.可供采用的建筑小区雨水储存方法有：新建地下储存池和利用景观水池.对于新建地下储存池的方法，目前上海新建小区尤其是住宅小区，用地十分紧张，地下空间也已被利用建造停车库，要找出诺大的一块场地来建造储水池和冲洗设备十分困难.对于利用景观水池的方法，目前存在以下技术难点：（a）景观水池的水质要求.假设无法利用弃流装置分离出的初期雨水，那么初期雨水将会随着降水一起进入景观水池，对水池的水质会产生很大影响，夹杂的泥沙等污染物会在水池中沉淀，给池底的清理带来很大的困难；（b）景观水池的容积有限.虽然从容积上讲可予以利用，但由于其功能上原因，要求平时水池需保持一定的水位.由于自然降雨受到时空等不确定因素的影响，当雨季时，若一场降雨的水量超过水池允许水量，就需要进行溢流排放.而当非雨季时，降雨量较少，景观水池的雨水存水量将不足，难以保证用水量和保持景观水位的要求.

3建议

在经济发展和人口增长所带来的用水量需求越来越大的今天，充分重视雨水利用，有利于提高社会、环境和经济效益，具有非常重要的现实和长远意义.

（1）建立绿色建筑雨水收集处理循环利用系统.雨水主要通过屋面、路面等汇流进行收集，但屋面材料及其沉积污染物，路面材料及其路面上汽车排放物、生活垃圾、的植被地带冲出的泥沙等[9]都会导致雨水受到污染.同时，雨水经处理蓄存一段时间后会产生二次污染，如：蓄存在地下雨水蓄水池内的雨水沉淀污染物会再次释放；蓄积在清水池中的经处理达标可使用的雨水，受空气飘尘、老鼠等小动物饮水等其它外源因素影响，在长期利用过程中会发臭，导致水质不同程度的恶化.因此，应建立不同类型的雨水收集处理循环利用系统，以确保雨水的不同的使用目的.

（2）雨水利用可作为绿色建筑小区双供水单排水系统的重要组成部分.

在水资源日益匮乏的今天，雨水利用的内涵已得到进一步拓展.一些发达国家在研究雨水利用基础上，逐步改变传统的建筑单供水单排水系统，将雨水利用、生活废水处理回用和水景观循环利用等水资源综合利用集为一体，建立了建筑小区双供水单排水系统，实现了良好的水循环、水平衡和水生态环境.这使得雨水系统不再被当作一种“排水”系统或简单利用系统，而是作为绿色建筑小区双供水单排水系统的重要组成部分.

（3）构建雨水储存系统的多功能性.雨水蓄水池可分为地表蓄水池和地下蓄水池.建筑小区一般建立地下蓄水池，但由于规划设计滞后常带来一定程度的人力、财力上的浪费.同时，建筑小区建立的地表蓄水池也没有与水景观和旱景观等有机结合，未能综合考虑多种不同用途，无法实现其多功能性和美观性.同样，也是由于规划滞后，有些蓄水池无法得到合理安放.因此，构建雨水储存系统的多功能性应作为绿色建筑小区总体规划的组成部分.

4 结论

面对水资源污染严重、水量短缺等问题，国外已经有了较成熟的雨水利用技术及法律法规，并达到标准化、产业化.目前我国雨水利用技术还比较落后，法律法规也有待完善.绿色建筑作为最大限度节约资源的一种新型建筑，雨水利用在其建筑规划中是不可缺少的.上海作为雨水量充沛且需水量较大的城市，无论是从水量、水质，还是从技术经济性角度分析，在绿色建筑中推广雨水利用都是具备很大的优势，是积极可行的.

参考文献：

[1]程江，徐启新，杨凯，等.国外城市雨水资源利用管理体系比较及启示[J].中国给水排水，2007，23（12）：68-72.

[2]ZAIZEN M，URAKAWA T，MATAUMOTO Y，et al.The collection of rainwater from dome stadiums in Japan [J].Urban Water，2000，1（4）：355-359.

[3]张所续，石香江.浅谈新加坡水资源管理[J].西部资源，2007，20（5）：48-50.

[4]李俊奇，车武.德国城市雨水利用技术考察分析[J].城市环境与城市生态，2002，15（1）：74-94.

[5]VASSILIOSA A T，RIZWAN H.Modeling and management of urban stormwater runoff quality：a review [J].Water Resources Management，1997，11（2）：136-164.

[6]李静，刘强.澳大利亚家庭节水技术及启示[J].水利水电快报，2008，29（3）：21-23.

[7]中华人民共和国建设部.GB/T50378-2006绿色建筑评价标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[8]TopEnergy绿色建筑论坛.绿色建筑评估[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[9]董鸿，黄珊.国内外雨水资源化利用分析[J].能源研究与信息，2008，24（4）：187-192.

收稿日期： 2012-12-18

基金项目：上海市科委2009年重点科技攻关专项资助项目（09230500300）

作者简介： 李世广（1977-），男（汉），工程师，