戚工: 159-8682-6295   叶工: 138-2314-6889

您现在的位置:
首页
/
/
/
模块化雨水收集系统设施海绵型城市建设新型产品

新闻中心

资讯分类

模块化雨水收集系统设施海绵型城市建设新型产品

模块化雨水收集系统设施海绵型城市建设新型产品

  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2020-08-12 15:15
  • 访问量:
    模块化雨水收集系统设施海绵型城市建设新型产品,海绵型城市建设注重收集雨水、储存并净化之,采用可提高天然渗透能力的措施,与绿地、水体植被等自然景观生态设计相融合,将径流控制在源头。雨水收集系统是将雨水根据需求进行收集后,并经过对收集的雨水进行处理后达到符合设计使用标准的系统。目前多数由弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统组成。雨水收集系统,是指雨水收集的整个全过程。雨水收集主要包括四个主要方面:初期弃流…过滤…储存…回用。完成了这四个阶段,就是一个雨水收集的全过程,也就是雨水收集系统。为实现雨水资源化,节约用水,修复水环境与生态环境,减轻城市洪涝,使建筑与小区雨水利用工程做到技术先进、经济合理、安全可靠。
 
    模块化雨水储水设施是一种可以用来储存水,但不占空间的新型产品,具有超强的承压能力,95%的镂空空间可以实现更有效率的蓄水。使用防水布或者土工布可以完成蓄水、排放,同时还需要在结构内设置好进水管、出水管、水泵位置和检查井。模块化雨水储水设施在雨水收集与利用方面具有很多优点:原有的空间可以再利用,节约空间、较低的成本、蓄水效率达到最大化、快速的安装,节约时间,提高工期、不需要后期维护。雨水储水设施可设置在屋面、地面、室外和室内,宜根据防热、’防冻、防光要求而定。小型建筑宜采用屋面、地面蓄水池。气候炎热多雨地区且防水等级为Ⅲ级的建筑可采用蓄水屋面。大型建筑蓄水池宜设于室外地下。模块化雨水储水设施的材料一般为聚丙烯PP和聚氯乙烯PVC-U,且原料应为混配料,回收料的使用要控制一定的比例,来保证模块化雨水储水设施的质量。
 
    目前,模块化雨水储水设施国内还没有成熟的检测标准或者关键技术指标明显低于应用较为成熟的欧洲标准,产品质量参差不齐,严重影响相关工程质量,甚至埋下严重质量隐患。因此完善规范雨水收集与利用中关键建设产品的技术要求与检测方法,开发必要的检测手段,以实现此类产品的质量控制至关重要。通过必要相应的示范工程应用,进一步验证质量控制手段的合理性、必要性。
 
    1、模块化雨水储水设施的类型
 
    雨水收集利用产品主要包括混凝土蓄水池、玻璃钢蓄水池、模块化雨水储设施。塑料模块蓄水池与其他类型的蓄水池相比的特点见表1。
    2、国内外模块化雨水储水设施的应用现状
 
    2.1国外模块化雨水储水设施应用情况
 
    模块化雨水储水设施在国外应用较早,雨水控制与利用发展较快的有德国、日本、美国、英国、澳大利亚和瑞典等国家。德国是欧洲开展雨水利用工程最好的国家之一,德国部分地区利用雨水可节约饮用水量的50%。目前,德国在新建小区均要设计雨水利用设施,否则政府将征收雨洪排放设施费和雨水排放费。20世纪60年代,日本开始收集利用路面雨水,70年代修筑集流面收集雨水,80年代开展了城市雨水利用与管理的研究,提出“雨水抑制型下水道”并纳入国家下水道推进计划,制定相应的政策,已有大量的工程实施。如日本福冈体育场和国技管,雨水收集面积为25900m2,设计雨水蓄水池总容积2900m3,通过雨水利用每年可节约12万美元的费用[1]。英国典型的雨水利用工程为世纪穹顶[2],该穹项安装了大型的中水回用装置,以穹顶收集的雨水作为建筑内的厕所冲洗用水,提供100m3/d的回用水。该处理系统利用自然的方式有效的预处理了雨水,同时很好地融人到穹顶的景观中。
 
    模块化雨水储水设施相应的国外产品标准也在编制过程中,例如欧洲标准非饮用水用无压埋地输送和储存用塑料管道系统一模块短期抗压强度试验方法的确定、非饮用水用无压埋地输送和储存用塑料管道系统.模块长期抗压强度试验方法、非饮用水用无压埋地输送和储存用塑料管道系统一用于渗漏、衰减和存储系统的PVC-U和PP模块的技术规范的确定等标准均在制定过程中,国外标准的制定对模块化雨水储水设施的质量控制具有重要意义。
 
    当前国内市场收集雨水的方式有传统的钢筋混泥土及不锈钢蓄水池,这两种方式施工工艺复杂,工序多,工期长,所好费的人力物力财力都比较大。而新型的模块化雨水储水设施是由若干个模块合成的一个水池,产品使用工期短,成本较低,施工方便,寿命长。近年来,模块化雨水储水设施随科技发展走向新阶段。在雨水收集回用领域,模块化雨水储水设施配有截污装置,雨水过滤装置,雨水弃流装置,紫外线消毒装置,整体式雨水检查井,地埋一体机,雨水机房处理设备等。考虑到雨水降雨的不均匀性,需要设置雨水贮存池,雨水储存调蓄池根据建造位置不同可分为地下封闭式、地上封闭式、地上敞开式等。储存池的大小根据雨水降雨量特征、贮水池的形式及雨水回用的效益等综合确定,一般而言,贮存池越大,可收集的雨水量较大,雨水的集蓄效率越高,但储存池投资大;相反,贮存池小,降雨量超过设计调蓄容积多,储存池投资小,但可收集的雨水量也小。
 
    2.2模块化雨水储水设施应用情况
 
    目前,国内关于模块化雨水储水设施的标准还停留在企业标准的层面上,相应的行业标准、国家标准还没有编制出来。企业标准中关于模块化雨水储水设施的技术指标主要为静荷载和孔隙率,而对于交变荷载、储水后地下水非制品的影响均没有涉及,因此,对于模块化雨水储水设施的安全性和耐久性的研究将非常有必要。
 
    3、模块化雨水储水设施安全性与耐久性研究
 
    模块化雨水储水设施可以通过单元模块组合构成水池骨架,周边采用不同的土工材料包覆,分别做成普通储水池或渗透式贮水池。在设施建造时,原材料储运环节、施工安装过程、设施使用周期等环节中,塑料模块会受到顶部的竖向压力和水池的侧向性质不同的荷载,如:人员踩踏、施工机具碾压、覆土、地下水、路面交通等的“动、静”荷载,以交通荷载的影响为例。
 
    由于本文涉及的模块化雨水储水设施积蓄的基本单位为塑料雨水模块,塑料制品作为工程材料的优劣特性明显:优点:质轻、耐腐蚀等;缺点:强度低、蠕变明显。如何选用合适的优质材料通过优化模块内部结构设计,确保模块扬长避短,安全、稳定、长期的完成雨水储蓄及进一步的利用,是目前国际方面的研究重点,相关的研究在国内仍处于起步阶段。
 
    3.1模块化雨水储水设施的安全性研究
 
    模块化雨水储水设施的安全性主要是材料在施工、安装、运输、以及使用中,至少应包括:
 
    (1)材料对水质安全性的影响:劣质材料会加速存蓄水体的水质劣化;
    (2)原材料的基础物理力学性能及模块的结构稳定性:95%的储水率以及耐负荷对于塑料材料而言是一对相对矛盾的要求,塑料模块常为多孔、多棱格结构,
尖锐“叉角”等应力集中处密集,材料及结构选择不当,在外力作用下会引发模块内部的连锁式应力破坏。一般而言,适合模块加工的材料性能符合性试验应包括:
    (1)PP材料:熔体质量流动速率、氧化诱导时间、弹性模量、屈服强度、耐应力开裂;
    (2)PVC-U材料:K值、弹性模量、屈服强度,耐应力开裂。
 
    在相关领域仍可以见到聚乙烯PE制成的模块,由于聚乙烯材料的弹性模量较低,制品整体呈韧性,在提升强度的同时保证较高的储水率较难实现,因此在欧洲标准草案中,没有将聚乙烯材料列入。
 
    使用纯新原料加工制造模块是较为可靠以及成熟的方法,加入回用料会不同程度的降低材料的宏观力学性能,因此确有必要加入回用料,应严格界定回用料的来源、配伍比例等,并应增加相应的验证性试验,表明相关的使用不会带来制品性能的显著影响。
 
    影响安全性模块化雨水储水设施制品的安全性主要因素之一是各种荷载,包括垂直荷载、侧向荷载、动态荷载以及地下水的影响等方面。制品所受的荷载包括安装(非对称荷载、协同荷载、施工交通)、土壤附加力(垂直和水平方向的附加力、浅安装下的交通荷载)、地下水(静液压、上拔荷载)。土壤垂直方向和水平方向的附加力不能看作是一块板对模块垂直和水平方向的附加力,而是土壤的附加力会寻找模块最薄弱的点。
 
    模块化雨水储水设施制品的安全性主要通过短期力学性能以及其他一些塑料制品的力学性能予以验证。模块结构的稳定性(安全性)对于模块化雨水储水设施具有直接的影响,目前常见的结构包括开放的模块单元、蜂窝式结构、板结构(组装式产品)、塑料异型板结构等等。涉及模块化雨水储水设施安全性的影响主要有安装方面、土壤及附加力、地下水的影响等,安装方面包括非对称性荷载、压缩荷载、施工交通、取板桩;土壤及附加力方面包括水平和垂直方向的土壤压力、浅安装下的交通荷载;地下水的影响包括塑料模块未装水与满水情况下的地下水水压对制品的影响、地下水上浮荷载的影响等。这些荷载均影响模块化雨水储水设施的使用,因此,在对该制品进行性能检测时,要充分考虑水平方向和垂直方向的载荷影响、动载荷(循环载荷)影响、极限荷载及冲击型荷载等的影响。
 
    3.2模块化雨水储水设施耐久性研究
 
    模块化雨水储水设施需要长期埋于地下,因此制品的耐久性直接影响雨水收集工程的质量。蠕变性能则是塑料制品耐久性的一个重要指标,聚合物材料在一定温度下承受恒定载荷时;将迅速地发生变形,然后在缓慢的速率下无限期地变形下去。若载荷足够高时变形会继续到断裂为此,这种在温度和载荷都是恒定的条件下,变形对时间依赖即为蠕变性能。塑料模块蠕变性能研究是目前耐久性研究的重要领域。一般而言长期蠕变性能是指保持恒定的压力,直到制品发生破坏,记录破坏的形式和破坏时间,将破坏的压力记录在时间一压力曲线上,用外推法推算50年的最终压力限制
 
    4、结语
 
    模块化雨水储水设施是海绵型城市建设的关键材料和新型材料,符合国家城市防洪防涝及城市生态环境相协调的发展方向。模块化雨水储水设施的安全性和耐久性研究能加强对该制品的质量控制,规范其生产与应用,同时通过标准的制定与推广,促进该产品适应市场,快速得到推广和应用。