5.5 水量平衡
5.5 水量平衡
5.5.1 中水系統(tǒng)設計應進行水量平衡計算，宜繪制水量平衡圖。通過調整中水原水量和用水量，達到系統(tǒng)供用平衡。
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5.5.1 水量平衡計算是中水設計的重要步驟，它是合理用水的需要，也是中水系統(tǒng)合理運行的需要。建筑中水的原水取于建筑排水，中水用于建筑雜用，上水補其不足，要使其互相協(xié)調，必須對各種水量進行計算和調整。要使集水、處理、供水集于一體的中水系統(tǒng)協(xié)調地運行，也需要各種水量間保持合理的關系。水量平衡就是將設計的建筑或建筑群的給水量、污水排量、廢水排量、中水原水量、貯存調節(jié)量、處理量、處理設備耗水量、中水調節(jié)貯存量、中水用量、自來水補給量等進行計算和協(xié)調，使其達到平衡，并把計算和協(xié)調的結果用圖線和數字表示出來即水量平衡圖，水量平衡圖雖無定式，但從中應能明顯看出設計范圍內各種水量的來龍去脈，水量多少及其相互關系，水的合理分配及綜合利用情況，是系統(tǒng)工程設計及量化管理所必須做的工作和必備的資料。實踐表明，建筑中水不能堅持有效運行的一個重要原因，就是水量不平衡，因此應充分重視這一工作。
5.5.2 中水原水量計算應按本標準第3.1.4條、第3.2.4條規(guī)定執(zhí)行。
5.5.3 建筑中水用水量應根據不同用途用水量累加確定，并應按下式計算：
式中：Qz——最高日中水用水量(m3／d)；
QC——最高日沖廁中水用水量(m3／d)；
Qjs——澆灑道路或綠化中水用水量(m3／d)；
Qcx——車輛沖洗中水用水量(m3／d)；
Qj——景觀水體補充中水朋水量(m3／d)；
Qn——供暖系統(tǒng)補充中水用水量(m3／d)；
Qx——循環(huán)冷卻水補充中水用水量(m3／d)；
Qt——其他用途中水用水量(m3／d)。
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5.5.3 給出建筑中水最高日用水量計算公式。建筑中水最高日用水量是確定處理系統(tǒng)設計處理能力的重要參數，以需求確定建筑中水設計規(guī)模，體現(xiàn)按需定產原則。
5.5.4 最高日沖廁中水用水量按照現(xiàn)行國家標準《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015中的最高日用水定額及本標準表3.1.4中規(guī)定的百分率計算確定。最高日沖廁中水用水量可按下式計算：
式中：QC——最高日沖廁中水用水量(m3／d)；
qL——給水用水定額[L／(人·d)]；
F——沖廁用水占生活用水的比例(％)，按本標準表3.1.4取值；
N——使用人數(人)。
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5.5.4 公式(5.5.4)是利用《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015-2003(2009年版)表3.1.10中的最高日生活用水定額與本條表格中的百分數相乘，即得每人最高日沖廁用水定額。沖廁用水定額是對中水供水設施提出的要求，表17列出了各類建筑的沖廁用水資料，在計算沖廁用水中水量時可作為校核參考。資料主要來源于日本《雨水利用系統(tǒng)設計與實務》。
表17 建筑物沖廁用水量定額及小時變化系數
注：表中未涉及的建筑物沖廁用水量按實測數值或相關資料確定。
5.5.5 綠化、道路及廣場澆灑、車庫地面沖洗、車輛沖洗等各項最高日用水量應按現(xiàn)行國家標準《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015中的有關規(guī)定執(zhí)行。
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5.5.5 規(guī)定綠化、澆灑、沖洗等各項最高日用水定額。
1 按灑水強度計算：
式中：Qs——澆灑道路或綠化用水量(m3／d)；
h——灑水強度(mm)，水泥路面h＝1mm～5mm；土路面h＝3mm～10mm；綠化h＝10mm～50mm；
s——道路或綠化面積(m2)；
n2——每日澆灑次數，澆灑道路n2＝2～3，綠化n2＝1～2。
2 按灑水噴水數計算：
式中：qjs——灑水栓或噴水頭出流量(L／s)；
n3——灑水栓或噴水頭個數；
T1——灑水歷時(h／d)。
本條的用水定額是按滿足最高峰用水日的水量制定的，是對建筑中水設施規(guī)模提出的要求。需要注意的是：系統(tǒng)的平日用水量要比本條給出的最高日用水量小，不可用本條文的水量替代，應參考相關資料確定。下面給出草地用水的參考資料，資料來源于鄭守林編著的《人工草地灌溉與排水》。
城市中，綠地上的年耗水量在1500L／m2左右。人居工程、道路兩側等的小面積環(huán)保區(qū)綠地，年需水量約在800mm～1200mm，如果天然降水量為600mm，則補充灌水量為400mm左右。冷溫帶人工綠地植物在春季的灌溉是十分必要的，植物需水量主要是在夏季生長期，高耗水量時間為2800h～3800h，這一階段的耗水量是全年的75％以上。需水量是一個正態(tài)分布曲線，夏季為高峰期，冬季為低谷期，高峰期的需水量為600mm，低谷期為150mm，春季和秋季共為200mm。
足球場全年需水為2400mm～3000mm，經常運行的場地每天地面耗水量為8mm～10mm，賽馬場綠地耗水約3000mm／年，高爾夫球場綠地耗水約2000mm／年。
汽車沖洗用水量按《建筑給水排水設計規(guī)范》GB 50015-2003(2009年版)中表3.1.13計算。
5.5.6 景觀水體補水量可根據當地水面蒸發(fā)量和水體滲透量綜合確定。
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5.5.6 規(guī)定景觀水體的補水量計算資料。
景觀水體的水量損失主要有水面蒸發(fā)和水體底面積側面的土壤滲透。當中水用于水體補水或水體作為蓄水設施時，水面蒸發(fā)量是計算水量平衡時的重要參數。水面蒸發(fā)量與降水、維度等氣象因素有關，應根據水文氣象部門整理的資料選用。表18列出了北京城近郊區(qū)1990年～1992年陸面、水面的試驗研究成果。
表18 北京城近郊區(qū)1990年～1992年陸面蒸發(fā)量、水面蒸發(fā)量
5.5.7 供暖、空調系統(tǒng)補充水及其他用途中水用水量，應結合實際情況，按國家或行業(yè)現(xiàn)行相關用水量標準確定。
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5.5.7 中水作供暖系統(tǒng)補充水量計算可按下式進行：
式中：Qn——采暖系統(tǒng)補充中水用水量(m3／h)；
Qnx——采暖系統(tǒng)循環(huán)水量(m3／h)。
5.5.8 中水系統(tǒng)的調蓄設施容積應符合下列規(guī)定：
1 原水調節(jié)池(箱)調節(jié)容積可按下列公式計算：
式中：Qyc——原水調貯量(m3)；
Qd——中水日處理量(m3)；
Qh——處理系統(tǒng)設計處理能力(m3／h)；
T——設備日最大連續(xù)運行時間(h)。
2 中水貯存池(箱)容積可按下列公式計算：
式中：Qzc——中水調貯量(m3)；
Qz——最高日中水用水量(m3／d)；
Qzt——日最大連續(xù)運行時間內的中水用水量(m3)；
Qh、T符號意義同前。
3)當中水供水系統(tǒng)采用水泵-水箱聯(lián)合供水時，其水箱的調節(jié)容積不得小于中水系統(tǒng)最大小時用水量的50％。
3 中水系統(tǒng)的總調節(jié)容積，包括原水調節(jié)池(箱)、中水處理工藝構筑物、中水貯存池(箱)及高位水箱等調節(jié)容積之和，不宜小于中水日處理量的100％。
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5.5.8 水量平衡計算
1 處理前的調節(jié)。中水的原水取自建筑排水，建筑物的排水量隨著季節(jié)、晝夜、節(jié)假日及使用情況變化，每天每小時的排水量是很不均勻的。處理設備則需要在均勻水量的負荷下運行，才能保障其處理效果和經濟效果。這就需要在處理設施前設置中水原水調節(jié)池。調節(jié)池容積應按原水量逐時變化曲線及處理量逐時變化曲線所圍面積之中的最大部分計算。一般認為原水變化曲線不易作出，其實只要認真的根據原排水建筑的性質、使用情況以及耗水量統(tǒng)計資料或按同地區(qū)類似建筑的資料即可擬定出來。即使擬定的不十分準確，也比簡單的估算符合實際得多。處理曲線可根據原水曲線、工作制度的要求畫出。標準條文中提出應該這樣做的要求，是為了逐漸積累豐富我國這方面的資料。當確無資料難以計算時亦可按百分比計算。在計算方法上，國內現(xiàn)有資料也不太一致。有的按最大小時水量的幾倍計算或連續(xù)幾個最大小時的水量估算。對于洗浴廢水或其他雜排水，確實存在著高峰排量，但很難準確確定，如估計時變化系數還不如直接按日處理水量的百分數計算。
1)連續(xù)運行時，原水調節(jié)池容量按日處理水量的35％～50％計算，即相當于8.4倍～12.0倍平均時水量。根據國內外資料及醫(yī)院污水處理的經驗，認為這個計算是合理的、安全的。中國環(huán)境科學研究院的研究也認為，該調節(jié)儲量是充分而又可靠的，設計中不應片面追求調節(jié)池容積的加大，而應合理調整來水量、處理量及中水用量和其發(fā)生時間之間的關系。執(zhí)行時可根據具體工程原水小時變化情況取其高限或低限值。
2)間歇運行時，原水貯存池按處理設備運行周期計算。
當采用批量處理法時，原水調貯量應按需要確定。中水處理構筑物連續(xù)處理的水量和中水供應量之間的不平衡，需設中水貯存池進行調節(jié)。
2 處理后的調節(jié)。由于中水處理站的出水量與中水用水量的不一致。在處理設施后還必須設中水貯存池。中水貯存池的容積既能滿足處理設備運行時的出水有處存放，又能滿足中水在任何用量時均能有水供給。這個調節(jié)容積的確定如前條所述理由一樣，應按中水處理量曲線和中水用量逐時變化曲線求算。計算時分以下幾種情況：
1)連續(xù)運行時，中水貯存池按日中水用量的25％～35％計算，是參考以市政水為水源的水池、水塔調節(jié)貯量的調查結果的上限值確定的。中水貯存池的水源是由處理設備提供的，不如市政水源穩(wěn)定可靠。這個估算貯量，相當于6.0倍～8.4倍平均時中水用量。中水使用變化大，若按時變化系數k＝2.5估算，也相當2.4倍～3.4倍最大小時的用量。
2)間歇運行時，中水貯存池按處理設備運行周期計算。
3)由處理設備余壓直接送至中水供水箱或中水供水系統(tǒng)需要設置中水供水箱時，中水供水箱的調節(jié)容積，條文要求不得小于最大小時用水量的50％。通常說的中水供水箱，指的是設于系統(tǒng)高處的供水調節(jié)水箱，一般與中水貯存池組成水位自控的補給關系，它的調節(jié)貯量和地面中水貯存池的調節(jié)容積，都是調節(jié)中水處理出水量與中水用量之間不平衡的調節(jié)容積。
