基于實例分析建筑雨水收集回用系統(tǒng)設計應用

王力波

摘要：本文主要從實施建筑雨水回用系統(tǒng)的作用出發(fā)，闡述了雨水收集回用的分類及設計原則根據(jù)相關規(guī)范和資料，并指出雨水回用系統(tǒng)在設計過程中常見的影響因素，最后通過實例分析，對雨水回用系統(tǒng)的設計方案進行探討分析。

關鍵詞：雨水回用系統(tǒng);設計應用;實例分析

一、實施建筑雨水回用系統(tǒng)的作用

近年來，基于當前經濟建設發(fā)展及城市化進程的加快，對水資源需求量日益上漲，水資源短缺問題逐漸上升到阻礙城市建設發(fā)展重要因素基礎上，隨著節(jié)能環(huán)保理念推廣的不斷深入，在我國許多地區(qū)愈來愈重視雨水回用策略的實施，并收獲了良好的經濟、生態(tài)效益。如果在城市建設中，以城市為中心的地下水漏斗面積不斷擴大，地下水位持續(xù)下降，加上城市當中不透水地面面積不斷擴大，排水設施壓力將不斷增大，一方面由于雨水難以入滲地下補充地下水，加上地下水的嚴重超采，使得城市周圍的水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境惡化;另一方面暴雨時節(jié)，徑流迅速匯集造成地面積水和城市局部洪災，此外用于澆灌綠化、沖洗馬路、消防等公益用水及洗車等新興用水行業(yè)的興起無疑加重自來水供應的負擔等，影響城市居民生活，堵塞交通，嚴重影響城市形象。因此，加強雨水收集回用工程的實施，不僅能有效節(jié)約水資源，又可降低雨水徑流流量，從而減少雨水對城市雨水管網的負擔。同時，通過雨水收集回用的廣泛開展，雨水被留住或回滲地下，減少雨水排水量，減輕城市暴雨洪水災害威脅，減少城市道路雨水徑流量，減輕城市排水的壓力，進而完善城市各項功能使之正常有效的發(fā)揮有著重要意義。

二、雨水收集回用的分類及設計原則

（一）雨水收集利用的分類

依據(jù)雨水的用途，可將雨水收集回用分為以下類型，這些系統(tǒng)既可獨立使用，也可綜合應用。

1、收集回用系統(tǒng)：將匯流面上的徑流雨水收集后處理加以如環(huán)境綠化、道路除塵、沖洗車輛、消防等利用，最大限度的利用水資源。

2、雨水入滲系統(tǒng)：匯水區(qū)域內的降雨，通過低洼綠地、透水鋪裝地面等地面滲透設施，以及滲透管、滲透井等地下滲透設施將雨水回灌地下，減少水澇，改善生態(tài)環(huán)境。

3、調蓄排放系統(tǒng)：利用建設用地范圍內的池塘、洼地、景觀水體或人工修建的蓄水池，來儲存、調節(jié)高峰雨水徑流量，達到消減洪峰、待高峰過去再緩慢排出。

（二）雨水收集回用方案的設計原則

1、對于多雨且有缺水地區(qū)，可直接采用雨水收集回用系統(tǒng)，在常規(guī)屋面及地面的雨水收集中，初期徑流因對下墊面表面污染物的沖刷作用導致水質污染物濃度高，水量較少，隨著降雨過程延續(xù)，表面污染物逐漸減少，后期徑流水質得到改善。

2、對于有景觀水體的建筑項目，首先調蓄水體，補充景觀水體用水量。雨水利用量需要根據(jù)項目的基礎資料、水景的模式及形式、水量平衡分析等計算確定，水景的規(guī)模及調蓄能力通過水量平衡分析確定;

3、對于沒有景觀水體的建筑項目，優(yōu)選低洼綠地、生物景觀滯留、滲水路面、多功能室外調蓄設施等分散式雨水調蓄滲透技術。

三、雨水回用系統(tǒng)在設計中需考慮的各項因素

（一）雨水水質因素

降水主要是指降落在任何地貌特征上收集所有可供收集的雨水。雨水是可供直接收集的水源，主要有建筑物的屋面和場地兩大部分。由于大多數(shù)水質指標都要進行測試后才能得出準確的數(shù)據(jù)，因此，需要相關的測試數(shù)據(jù)才能對水質做出準確的判斷。

（二）降雨量因素

降雨量直接影響著雨水回用系統(tǒng)的相關設計，但降雨量的分布是人為對已經發(fā)生的降雨量進行氣象、水文分析的結果，是后知的推論，我們并不能準確預計以后發(fā)生降雨量的多少，因此，設計人員要根據(jù)推導出的年均降雨量進行設計，并將之合理地分配至每個月份。

（三）初期雨水棄流方式的選擇因素

初期雨水控制方法較多，常用方式是設置初期雨水棄流裝置。而城市建設進程的加快導致不透水地面面積迅速上升，雨水徑流量也隨之增加，由于降水吸收大量空氣中的污染物及其對地表污染物的沖刷，其污染非常嚴重。雨水徑流有明顯初期沖刷作用，因此，控制初期雨水成為雨水利用系統(tǒng)和城市徑流污染控制的一項主要舉措。

（四）雨水處理工藝的選擇因素

對于雨水處理工藝方法眾多，一般包括：物理處理工藝、物化處理工藝、土壤過濾處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)及生物處理工藝等。

（五）雨水沉淀蓄水的設計因素

雨水棄流后，對于大型的雨水集蓄利用項目而言，仍然需要進行預沉，然后再進行蓄水。預沉只具備簡單的沉淀作用，用于有效去除雨水中的泥砂，設計人員可以按照常規(guī)要求設計。

四、雨水收集回用系統(tǒng)工程案例

某地區(qū)一中檔商品住宅小區(qū)項目，小區(qū)規(guī)劃總用地面積約為252000m2，其中居住區(qū)用地214000m2，規(guī)劃道路用地約為38000m2;容積率2.2，建筑密度28%，綠地率30%，在項目內設有兩次水景，水域面積約3800m2。下面對其雨水收集回用系統(tǒng)設計進行分析。

（一）可收集雨水分析

在項目中，雨水回用原水主要收集綠地匯流雨水、屋面匯流雨水以及道路匯流雨水，然后根據(jù)污染程度、收集難易、徑流量等因素合理選擇雨水收集形式;本項目通過比較分析，最后采用匯集簡單、污染程度輕、徑流量適中的屋面雨水作為雨水收集系統(tǒng)的原水。

（二）回用雨水使用分析

通常，雨水回用主要用于綠化用水、景觀用水、路面沖洗用水、汽車沖洗用水、沖廁用水及消防用水等。考慮到本項目的實際情況，最后決定將回用水用于綠化和道路沖洗。

（三）水量平衡計算

1、雨水徑流總量。根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范》中雨水徑流量計算公式：W=10ψchyF。（式中：ψc為雨量徑流系數(shù)取0.9;hy為設計降雨厚度;F為匯水面積）經計算，徑流總量約為W=350m3/d。

2、需回用雨水量。綠化及道路占地面積75500m2，綠化和澆灑用水定額為2L/（m2·d），則每日最大需水量為151m3/d。

3、平衡分析?；赜孟到y(tǒng)的最高日設計水量為151m3/d，集水面積設計徑流量為350m3/d，回用水量與集水徑流總量的比值約為43%，滿足規(guī)范不小于40%的要求。

（四）雨水處理工藝流程

按照項目選用的雨水回用方案，制定相應的工藝流程，屋面雨水先經過收集管收集后進入整流井，并將初期雨水進行棄流;雨水經整流井后又進入保證水量均衡的雨水調蓄池，經提升泵提升后進入雨水處理系統(tǒng);處理達標后，清水將存入清水池;最后通過變頻給水設備，清潔雨水用于綠化和沖洗用水。

（五）雨水回用系統(tǒng)計算

1、清水池容積計算。根據(jù)規(guī)范，清水池容積取雨水回用系統(tǒng)最高日設計水量35%，本項目最高日設計用水量為150.8m3/d，故清水池容積計算值為150.8×0.35=52.8m3，考慮無雨或少雨季節(jié)的存在，適當擴大清水池的容積，可以滿足更大的水量要求，取清水池的容積為80—100m3。

2、雨水回用設施。清水池內的清潔雨水首先由二級泵站提升至變頻給水設備，通過給水管網供給至需要綠化和沖洗的部位。

（六）雨水積蓄系統(tǒng)有效水容積計算

1、日雨水徑流量。計算得日雨水徑流量為=350m3。

2、徑流棄流量。由于雨水水質的不同，對于棄流量的計算存在很大分歧。根據(jù)規(guī)范計算公式：wi=10δf式中，wi為初期徑流棄流量;δ為初期徑流厚度，考慮2mm初期徑流，進而得出棄流總量wi為=7.8m3。

3、雨水積蓄系統(tǒng)有效水容積，算得=350―7.8=342.2m3。

五、結語：

總之，隨著當前綠色建筑和節(jié)能環(huán)保概念的不斷推廣，勢必將引起人們對雨水等非傳統(tǒng)水源的重視。因此，我們應當將節(jié)能環(huán)保和經濟性有機結合起來，實現(xiàn)雨水回收利用的整體性、有序性、系統(tǒng)性，從宏觀上改善小區(qū)生態(tài)環(huán)境，推動水資源可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]GB50400-2006，建筑與小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范[s].

[2]蔣嵐嵐.無錫市某住宅小區(qū)雨水利用系統(tǒng)設計[M].北京：給水排水，2011，（12）

作者身份證號：231025198610305213