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綠色建筑之雨水回收利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

發(fā)布日期:2021-02-18 | 瀏覽次數(shù):1157

闡述當(dāng)前進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì),給排水專(zhuān)業(yè)實(shí)行雨水回收處理并利用,對(duì)某項(xiàng)目雨水回收利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行探討。

 

1、發(fā)展綠色環(huán)保之路

隨著我國(guó)社會(huì)發(fā)展,GDP不斷上升,隨之可能付出的是環(huán)境的破壞,保護(hù)環(huán)境成為當(dāng)前之急。前段時(shí)間首都北京連續(xù)出現(xiàn)的霧霾天氣,想必大家都有所耳聞,針對(duì)目前對(duì)PM2.5數(shù)據(jù)有效的監(jiān)測(cè),我國(guó)相關(guān)專(zhuān)業(yè)部門(mén)予以了相關(guān)的肯定。從這件事情中大家應(yīng)該看出了一個(gè)道理,那就是我國(guó)綠化生態(tài)總值在嚴(yán)重下降。在綠色環(huán)保之路上我們務(wù)必要引起足夠的重視,發(fā)展綠色生態(tài)道路,進(jìn)而有效保衛(wèi)我們生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的綠色地球。

國(guó)家目前大力推行綠色建筑。所謂綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。水資源是非常寶貴的自然資源,地球上便于取用的淡水量?jī)H為地球總水量的0.2%左右。隨著環(huán)境惡化,水資源也日趨緊張,目前,水資源的缺乏已經(jīng)成為世界性的問(wèn)題。

談到具體節(jié)水的若干種措施,例如我國(guó)在綠化環(huán)保之路上研發(fā)了雨水收集可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng),有效保證雨水的及時(shí)收集,同時(shí)也更加合理化的節(jié)約了水資源的流失。在傳統(tǒng)的水資源開(kāi)發(fā)方式已經(jīng)無(wú)法再增加水源時(shí),回收利用雨水成為一種經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的水資源開(kāi)發(fā)方式,同時(shí)也是從水文循環(huán)中獲取水為人類(lèi)所利用的一種方式。雨水收集利用是指針對(duì)因建筑屋頂、路面硬化導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)徑流量增加而采取的雨水進(jìn)行就地收集、入滲、儲(chǔ)存、處理、利用等措施。主要包括收集、儲(chǔ)存和凈化后的直接利用:利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低洼地對(duì)雨水徑流實(shí)施調(diào)蓄、凈化和利用、改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境;通過(guò)各種人工或自然滲透設(shè)施使雨水滲入地下,補(bǔ)充地下水資源。雨水收集系統(tǒng)不僅有效補(bǔ)充了如今眾多領(lǐng)域雨水的缺水,同時(shí)雨水收集系統(tǒng)能有效節(jié)水以及防止洪澇災(zāi)害,符合綠色可持續(xù)發(fā)展理念,隨著雨水收集系統(tǒng)的日益普及和水資源有效合理的節(jié)約成果的出現(xiàn),如今國(guó)家要求不同項(xiàng)目上按照要求建設(shè)雨水收集系統(tǒng),籌措力度日漸加強(qiáng),相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士爭(zhēng)取在有效的年數(shù)中創(chuàng)造出不可估計(jì)的成績(jī)。

 

2、雨水回收利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

筆者最近設(shè)計(jì)了一個(gè)項(xiàng)目,該項(xiàng)目由一棟三層的食堂及四棟五層的宿舍樓組成。按照《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50378)要求,本項(xiàng)目給水水源充分采用非傳統(tǒng)水源。園區(qū)內(nèi)設(shè)置兩套雨水管網(wǎng),一套收集四棟宿舍屋面雨水,另外一套收集食堂屋面及園區(qū)道路雨水。這樣整個(gè)園區(qū)排入市政雨水管網(wǎng)的雨水量大大減少。食堂屋面的雨水有可能受到廚房油煙的污染,水中雜質(zhì)會(huì)變得復(fù)雜。道路雨水雜質(zhì)多,污染物源也復(fù)雜。如果這兩部分雨水進(jìn)行收集,勢(shì)必增加雨水水處理的成本,因此本項(xiàng)目只收集宿舍屋面雨水。宿舍屋面雨水經(jīng)單獨(dú)管網(wǎng)收集后,進(jìn)入管網(wǎng)未端的室外埋地式蓄水池。經(jīng)過(guò)一系列專(zhuān)業(yè)處理,最后通過(guò)水泵加壓提升回用給園區(qū)室外綠化使用。在雨量不充足的情況下考慮采用自來(lái)水補(bǔ)水。

具體雨水回收處理回用流程如下:

宿舍屋面雨水-管道系統(tǒng)-雨水井-流量控制(棄流)-沉淀、過(guò)濾-埋地模塊水池(即蓄水池)-清水池-綠化補(bǔ)水

首先進(jìn)行理論計(jì)算,本工程雨水收集與利用系統(tǒng)降雨設(shè)計(jì)重現(xiàn)期按1年計(jì)算,取廣州市數(shù)據(jù)55mm,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB50400-2006),雨水收集利用工程的降雨設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般按1~2年計(jì)。屋面雨水徑流總量的計(jì)算公式如下:W=10ΨcHyF式中W——雨水設(shè)計(jì)徑流總量(m3);Ψc——雨量徑流系數(shù),日徑流時(shí)取0.9,年徑流是取0.8;hy——設(shè)計(jì)降雨厚度(mm);F——匯水面積(hm2)。

考慮到雨水降雨的不均勻性,需要設(shè)置雨水蓄水池。雨水蓄水池的大小根據(jù)雨水降雨量特征、蓄水池的形式及雨水回用的效益等綜合確定,一般而言,儲(chǔ)存池越大,儲(chǔ)存的雨水量較大,雨水的積蓄效率越高,但儲(chǔ)存池投資大,相反儲(chǔ)存池小,降雨量超過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積多,儲(chǔ)存池投資小,但可收集的雨水量也小。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB50400-2006),雨水蓄水池的有效容積不小于屋面降雨的24小時(shí)雨水徑流量,同時(shí)匹配的用水管網(wǎng)需要達(dá)到一定的用水量規(guī)模,管網(wǎng)的最大日用水量不宜小于雨蓄水池有效容積的40%這樣,設(shè)計(jì)重現(xiàn)期內(nèi)連續(xù)3天降雨、7天降雨乃至全年的降雨才能蓄存進(jìn)來(lái),實(shí)現(xiàn)對(duì)全年雨水的收集利用。按降雨重現(xiàn)期1年的最大日雨水量計(jì)算。最后綜合考慮實(shí)際需求,本項(xiàng)目設(shè)置一個(gè)雨水蓄水池,有效容積選為100立方米。

平時(shí)無(wú)雨時(shí)屋面覆蓋有較多的灰塵、沙粒或者樹(shù)葉,開(kāi)始降雨的5分鐘或者2毫米內(nèi)的雨水污染程度非常高,一般需要將此部分的雨水先排放掉才可以進(jìn)行收集。棄流此部分雨水,可以大大減少后續(xù)雨水處理難度,此環(huán)節(jié)的排放既藥做到有效又需要自動(dòng)運(yùn)行。本項(xiàng)目采用了自動(dòng)棄流裝置,棄流的雨水進(jìn)入園區(qū)另外一套雨水管網(wǎng),排入市政雨水管網(wǎng)。后期的雨水經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾,進(jìn)入蓄水池后少量細(xì)小雜質(zhì)會(huì)自然沉淀。為了確保雨水儲(chǔ)存水質(zhì),防止雨水池滋生藻類(lèi)細(xì)菌,蓄水池應(yīng)放置在室外埋地,以便避光低溫儲(chǔ)存,同時(shí)蓄水池材質(zhì)和外包防滲膜應(yīng)采用不會(huì)促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的塑料材質(zhì),水池在結(jié)構(gòu)上應(yīng)避免進(jìn)出水時(shí)擾動(dòng)池底沉積物,影響使用水質(zhì),水池還必須可以清洗維護(hù),要考慮清洗維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性,蓄水池清洗維護(hù)周期必須在兩年以上,雨水蓄水池采用塑料埋地雨水箱拼裝而成。蓄水池是整個(gè)工藝中的主要構(gòu)筑物,是實(shí)現(xiàn)雨水有效收集利用的主要保證。它不僅起到雨水收集的作用,同時(shí)也起到調(diào)節(jié)、沉淀的作用。后經(jīng)過(guò)消毒處理,使水質(zhì)符合綠化使用水質(zhì)要求。廣州市屋面雨水徑流的水質(zhì)較好,水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)如下:CODcr(mg/L)<70;SS(mg/L)<30;色度=20.

經(jīng)過(guò)雨水流量控制裝置之后,其水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)的濃度和含量均達(dá)到中華人民共和國(guó)建設(shè)頒發(fā)的《城市生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,預(yù)計(jì)基本上可控制在如下范圍:項(xiàng)目指標(biāo)如下:CODcr(mg/L)<30,SS(mg/L)<10.處理后水質(zhì)適用于綠化澆灌,道路澆曬等非飲用水用途。

該系統(tǒng)在功能上必須完全符合《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2006中的節(jié)水要求,同時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)品從建筑全生命周期角度來(lái)選擇,也必須符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)節(jié)地、節(jié)材、節(jié)能和環(huán)境保護(hù)及系統(tǒng)全生命周期綜合性能要求標(biāo)準(zhǔn)。雨水收集過(guò)程無(wú)需動(dòng)力只靠雨水自身重力完成雨水收集處理,系統(tǒng)構(gòu)成力求簡(jiǎn)單可靠,使用耐久性好、抗腐能力較強(qiáng)、能循環(huán)使用無(wú)污染的材質(zhì)材料,選用成品,減少現(xiàn)存加工,以保證系統(tǒng)在室外能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行,系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單方便。雨水收集與利用系統(tǒng)應(yīng)力求投資省,運(yùn)行費(fèi)用低,充分結(jié)合景觀(guān)設(shè)計(jì),對(duì)雨水的利用起到節(jié)水、水資源保護(hù)、減輕城市排水和處理系統(tǒng)的負(fù)荷、改善城市生態(tài)環(huán)境的目的。該系統(tǒng)做到真正節(jié)能、環(huán)保、高使用壽命、低成本的特點(diǎn)。

 

3、經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)分析如下,本項(xiàng)目雨水收集量為100立方米,多余雨水溢流進(jìn)入園區(qū)另外一套雨水管網(wǎng)。室外綠化澆曬用水量為34立方米/日,非傳統(tǒng)水源的利用率大于10%。符合本項(xiàng)目雨水回收系統(tǒng)全年可收集雨水為2523噸,室外綠地澆灌全年用水量為6120噸。按照廣州市水價(jià)標(biāo)準(zhǔn),可以推算出全年可以節(jié)約的水費(fèi)很可觀(guān)。

 

4、結(jié)語(yǔ)

從上述對(duì)雨水收集的相關(guān)介紹中我們不難看出,雨水回收利用系統(tǒng)不僅為我們帶來(lái)諸多好處和經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也合理化實(shí)現(xiàn)了可行性節(jié)約資源的相關(guān)措施。


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