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摘要:全球能源缺乏,节能环保建筑是未来住宅建筑的发展方向。给排水系统作为民用建筑的重要组成部分,建筑给排水设计的科学性、合理性对使用功能有较为重要的影响,本文就着重以雨水利用方面展开研究。
关键词:民用建筑;雨水利用设计;节能环保
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
引言:
随着社会的发展,中国的工业、农业等各个领域都有着优异的成绩,在这些荣耀的背后我们的生态环境和自然资源却受到破坏和浪费。能源浪费,资源短缺问题尤为收到人们的关注,建筑给排水工程设计中的节水节能不容忽视,我们要不断采取新工艺、新材料、新设备等达到节水节能的目的,从生活点滴做起,共同实现节水节能。
一、城市雨水利用节水设计
采取科学有效的城市雨水资源化措施,将城市雨水加以集蓄利用,提高城市雨水的利用率是建设节水型城市的重要措施,具有重大的经济、社会、生态效益。目前较多研究侧重于城市整体雨水利用的探讨,而针对小区内的雨水利用技术探讨研究较少。
1、小区内雨水的收集利用
雨水利用是有效利用城市雨水资源最直接的途径。雨水的收集回用与当地的市政管网系统、雨水水质等外部条件密切相关,可收集的雨水主要来自地表径流和地下径流。小区内的雨水利用来源主要由屋面雨水、地面雨水地下渗透部分组成。由于屋面雨水和地下渗透水水质较好,后期水质处理工艺简单、系统维护方便、运营成本较低且北京市降雨量充沛,因此小区的雨水收集主要采用屋面雨水和地下渗透水。城市小区雨水收集利用工程是一个系统工程,包含雨水收集、雨水净化、雨水输送、雨水供给等方面,收集系统应达到最大限度收集可利用雨水的目的,确定好最佳收集面。一般收集雨水的系统并不复杂,投入最大的是蓄水池,其次是输水管和雨水处理站。雨水的利用用途应根据收集量和回用量随时间的变化规律、水质要求等因素综合考虑确定,常作为景观补水、绿化用水、路面及道路冲洗水、公厕用水等。最后根据原水水质的情况及回用水质要求选择合适的处理工艺路线,设计经济合理的雨水回用处理系统。目前主要有以下几种适用于我国的小区雨水利用方案:(1)渗透管渗透+排放,即在地下埋设透水管,四周填埋砾石,雨水贮存于管道和砾石间隙。(2)不断下渗中水利用+浅沟渗透,即利用水质相对较好且容易收集的屋面雨水,处理后作为杂用水的补充水源。该方案需要较多的构筑物、设备和控制装置,总费用大。(3)高花坛+低绿地+浅沟渗透是一种逐级下渗的模式,下渗率高,工程造价比雨水直接排放要节省10%~20%。屋顶收集的雨水经过高位花坛渗透净化,再与道路雨水一起通过低绿地,经截污设施后,流入渗透浅沟。
一般设计思路可分为以下步骤:了解项目所在地的水资源情况:如降雨的时间分布、降雨量,收集所在地的地质条件资料:如土壤的入渗能力、分水线坡度情况,分析小区再生水的需求量和需求水质,根据再生水量、降雨量季节变化及地质情况设计雨水利用方式,进行可性行研究,评价项目产生的经济社会环境效益。
2012年7月份的大雨给北京带来巨大损失,庞大的降水量,如果被回收利用,在节约水源方面会具有很大的意义。同时可以减轻市政管网高峰压力,提高区域抗涝能力。下面就以北京某项目为例展开研究。
工程概况:单体总建筑面积9万平米,地下三层、地上四层,地上20米、地下15米,2-4层为写字楼,1层、负一层为商场,负二、负三层为车库、设备用房及配套用房,屋面总面积14312m2其中有7227.4m2的屋顶绿化,绿化覆土深600-800mm。
雨水利用指标表
二、雨水利用措施
1、人行道、自行车停车场及大部分建筑室外广场采用透水砖铺装。
2、用地北侧、西侧设下凹绿地及少量覆土大于500mm的普通绿地。
3、主体建筑屋顶设绿化屋顶。
三、雨水利用指标表
备注:3年重现期最大24小时降雨厚度(mm),海淀区取100mm。
由于北京年降水量大,水量充足,且后期雨水水质较好,经简单处理后即可用作绿化用水;本项目为单体建筑,屋顶面积大且有大面积的屋顶绿化,绿化用水用水需求量大、稳定,选用仅收集屋面雨水回用绿化用水方式具有系统简单可靠,投资少,运行稳定等优点。
1、设计水量及水质
(1)雨水收集水量,根据现场监测,每年可收集入渗的地下雨水占全年约65%~75%。本项目汇水面积为87hm2,雨水入渗系数取0.35,北京年平均降水量按1200mm计,入渗雨水收取率按0.45计,则每日可收集雨水量為:
V=Φ×Ψ×H×F×70%/365
式中:Φ:雨水收取率,取0.45;Ψ:入渗系数,取0.35;H:年降雨量,取1200mm;F:汇水面积,取87hm2。计算得可被收集雨量约为:315m3/d。
(2)设计水质。参考后期雨水水质,经现场监测后确定本项目雨水进水水质为:CODcr≤80mg/L;BOD5≤40mg/L;SS≤40mg/L。设计出水水质符合国家标准《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)的有关规定。
2、工艺设计
由于小区再生水需求量较大,考虑在原规划将生活污水再生利用的基础上,将雨水也作为再生水源,与生活污水互为补充。将区内雨水再生利用,一方面可确保再生水供水需求,另一方面尽可能收集雨水作为水源,降低工程造价及运行费用。污水及雨水经再生处理后回用于区域内绿化、冲厕。北京地区降水时间集中,每年汛期降水量占全年的80%,不利于收集利用;但考虑到本项目所在地区地质特点,地下为黄土,雨水渗入地下后,不易排放,利用天然渗水渠可收集到充足的雨水。具体收集措施如下:小区区域内的雨/污水管敷设密度高,含水层与不透水层形成天然集蓄池作为渗水渠,同时利用遍布的检查井,收集区域内雨水。于检查井的接入接出管外壁安装穿孔管,如图1所示。小区内雨水渗入含水层后,各个检查井和雨/污水管形成连通器,雨水遍布于整体含水层内,低洼处的检查井作为收集井,将雨水泵入处理站。
图1
地块内含水层与不透水层形成的天然集蓄池作为渗水渠,当雨水经小区绿地的拦截作用后,渗入小区地下形成含水层,各个检查井和雨/污水管形成连通器,将低洼处的检查井作为收集井,设置提升泵将雨水泵入中间水池,出水经过粗格栅后,进入生活污水深度处理工艺,出水经消毒后回用于小区内生活杂用。
得出以下结论:本案例设计了雨水回收利用系统设600方回收水池一座及回收利用系统,根据项目特点,只回收屋面雨水,回用只用于屋顶绿化,原因如下:1、屋面面积大、雨水杂质少,利于处理。2、屋面雨水原本设计虹吸雨水系统及屋面绿化渗水收集排放系统,雨水收集系统可以利用只需局部改造,初投资少。雨水利用是大趋势,值得推广但要因项目实际情况制宜,避免一刀切才能做到既照顾社会利益,又保证本企业利益,做到双赢。
结束语:
综上所述,在住宅小区建立雨水收集利用工程在技术上是可行的,社会效益、经济效益和环境效益也很可观,雨水收集利用工程值得推广。
参考文献:
[1]刘惠芳。合肥居住区水景观的可持续发展探讨。工程与建设,2009(2)。
[2]林玲。建筑给排水节水技术研究[J]。重庆建筑,2004(5)。
[3]张杰。城市排水系统的现代观[J]。中国工程科学。2001(3)。
关键词:民用建筑;雨水利用设计;节能环保
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
引言:
随着社会的发展,中国的工业、农业等各个领域都有着优异的成绩,在这些荣耀的背后我们的生态环境和自然资源却受到破坏和浪费。能源浪费,资源短缺问题尤为收到人们的关注,建筑给排水工程设计中的节水节能不容忽视,我们要不断采取新工艺、新材料、新设备等达到节水节能的目的,从生活点滴做起,共同实现节水节能。
一、城市雨水利用节水设计
采取科学有效的城市雨水资源化措施,将城市雨水加以集蓄利用,提高城市雨水的利用率是建设节水型城市的重要措施,具有重大的经济、社会、生态效益。目前较多研究侧重于城市整体雨水利用的探讨,而针对小区内的雨水利用技术探讨研究较少。
1、小区内雨水的收集利用
雨水利用是有效利用城市雨水资源最直接的途径。雨水的收集回用与当地的市政管网系统、雨水水质等外部条件密切相关,可收集的雨水主要来自地表径流和地下径流。小区内的雨水利用来源主要由屋面雨水、地面雨水地下渗透部分组成。由于屋面雨水和地下渗透水水质较好,后期水质处理工艺简单、系统维护方便、运营成本较低且北京市降雨量充沛,因此小区的雨水收集主要采用屋面雨水和地下渗透水。城市小区雨水收集利用工程是一个系统工程,包含雨水收集、雨水净化、雨水输送、雨水供给等方面,收集系统应达到最大限度收集可利用雨水的目的,确定好最佳收集面。一般收集雨水的系统并不复杂,投入最大的是蓄水池,其次是输水管和雨水处理站。雨水的利用用途应根据收集量和回用量随时间的变化规律、水质要求等因素综合考虑确定,常作为景观补水、绿化用水、路面及道路冲洗水、公厕用水等。最后根据原水水质的情况及回用水质要求选择合适的处理工艺路线,设计经济合理的雨水回用处理系统。目前主要有以下几种适用于我国的小区雨水利用方案:(1)渗透管渗透+排放,即在地下埋设透水管,四周填埋砾石,雨水贮存于管道和砾石间隙。(2)不断下渗中水利用+浅沟渗透,即利用水质相对较好且容易收集的屋面雨水,处理后作为杂用水的补充水源。该方案需要较多的构筑物、设备和控制装置,总费用大。(3)高花坛+低绿地+浅沟渗透是一种逐级下渗的模式,下渗率高,工程造价比雨水直接排放要节省10%~20%。屋顶收集的雨水经过高位花坛渗透净化,再与道路雨水一起通过低绿地,经截污设施后,流入渗透浅沟。
一般设计思路可分为以下步骤:了解项目所在地的水资源情况:如降雨的时间分布、降雨量,收集所在地的地质条件资料:如土壤的入渗能力、分水线坡度情况,分析小区再生水的需求量和需求水质,根据再生水量、降雨量季节变化及地质情况设计雨水利用方式,进行可性行研究,评价项目产生的经济社会环境效益。
2012年7月份的大雨给北京带来巨大损失,庞大的降水量,如果被回收利用,在节约水源方面会具有很大的意义。同时可以减轻市政管网高峰压力,提高区域抗涝能力。下面就以北京某项目为例展开研究。
工程概况:单体总建筑面积9万平米,地下三层、地上四层,地上20米、地下15米,2-4层为写字楼,1层、负一层为商场,负二、负三层为车库、设备用房及配套用房,屋面总面积14312m2其中有7227.4m2的屋顶绿化,绿化覆土深600-800mm。
雨水利用指标表
二、雨水利用措施
1、人行道、自行车停车场及大部分建筑室外广场采用透水砖铺装。
2、用地北侧、西侧设下凹绿地及少量覆土大于500mm的普通绿地。
3、主体建筑屋顶设绿化屋顶。
三、雨水利用指标表
备注:3年重现期最大24小时降雨厚度(mm),海淀区取100mm。
由于北京年降水量大,水量充足,且后期雨水水质较好,经简单处理后即可用作绿化用水;本项目为单体建筑,屋顶面积大且有大面积的屋顶绿化,绿化用水用水需求量大、稳定,选用仅收集屋面雨水回用绿化用水方式具有系统简单可靠,投资少,运行稳定等优点。
1、设计水量及水质
(1)雨水收集水量,根据现场监测,每年可收集入渗的地下雨水占全年约65%~75%。本项目汇水面积为87hm2,雨水入渗系数取0.35,北京年平均降水量按1200mm计,入渗雨水收取率按0.45计,则每日可收集雨水量為:
V=Φ×Ψ×H×F×70%/365
式中:Φ:雨水收取率,取0.45;Ψ:入渗系数,取0.35;H:年降雨量,取1200mm;F:汇水面积,取87hm2。计算得可被收集雨量约为:315m3/d。
(2)设计水质。参考后期雨水水质,经现场监测后确定本项目雨水进水水质为:CODcr≤80mg/L;BOD5≤40mg/L;SS≤40mg/L。设计出水水质符合国家标准《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)的有关规定。
2、工艺设计
由于小区再生水需求量较大,考虑在原规划将生活污水再生利用的基础上,将雨水也作为再生水源,与生活污水互为补充。将区内雨水再生利用,一方面可确保再生水供水需求,另一方面尽可能收集雨水作为水源,降低工程造价及运行费用。污水及雨水经再生处理后回用于区域内绿化、冲厕。北京地区降水时间集中,每年汛期降水量占全年的80%,不利于收集利用;但考虑到本项目所在地区地质特点,地下为黄土,雨水渗入地下后,不易排放,利用天然渗水渠可收集到充足的雨水。具体收集措施如下:小区区域内的雨/污水管敷设密度高,含水层与不透水层形成天然集蓄池作为渗水渠,同时利用遍布的检查井,收集区域内雨水。于检查井的接入接出管外壁安装穿孔管,如图1所示。小区内雨水渗入含水层后,各个检查井和雨/污水管形成连通器,雨水遍布于整体含水层内,低洼处的检查井作为收集井,将雨水泵入处理站。
图1
地块内含水层与不透水层形成的天然集蓄池作为渗水渠,当雨水经小区绿地的拦截作用后,渗入小区地下形成含水层,各个检查井和雨/污水管形成连通器,将低洼处的检查井作为收集井,设置提升泵将雨水泵入中间水池,出水经过粗格栅后,进入生活污水深度处理工艺,出水经消毒后回用于小区内生活杂用。
得出以下结论:本案例设计了雨水回收利用系统设600方回收水池一座及回收利用系统,根据项目特点,只回收屋面雨水,回用只用于屋顶绿化,原因如下:1、屋面面积大、雨水杂质少,利于处理。2、屋面雨水原本设计虹吸雨水系统及屋面绿化渗水收集排放系统,雨水收集系统可以利用只需局部改造,初投资少。雨水利用是大趋势,值得推广但要因项目实际情况制宜,避免一刀切才能做到既照顾社会利益,又保证本企业利益,做到双赢。
结束语:
综上所述,在住宅小区建立雨水收集利用工程在技术上是可行的,社会效益、经济效益和环境效益也很可观,雨水收集利用工程值得推广。
参考文献:
[1]刘惠芳。合肥居住区水景观的可持续发展探讨。工程与建设,2009(2)。
[2]林玲。建筑给排水节水技术研究[J]。重庆建筑,2004(5)。
[3]张杰。城市排水系统的现代观[J]。中国工程科学。2001(3)。