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民用建筑雨水收集与利用

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民用建筑雨水收集与利用

民用建筑雨水收集与利用

  • 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:2018-03-28 00:00
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   我国已成为世界上水资源严重缺乏的国家之一,有将近400座城市缺水,其中,严重缺水的城市达130多个。水资源短缺,必将制约城市的发展。
 
    国家近些年提出建设“绿色城市”“节水型城市”。城市的主体是建筑,通过建造绿色节水型建筑能极大推动绿色城市和节水型城市的建设。21世纪以来,目前国内已有100多个城市在不同层面打造绿色城市、生态城市。
 
    随着水价的上涨,越来越多的市民意识到了水资源的宝贵,越来越有节水意识。使用雨水不收水费,而且快捷方便,相对价格越来越高的自来水来说,对于市民是一个很好的选择。在这样的趋势下,研究房屋建筑中的雨水和中水收集再利用将会迎合需求。
 
    在节水的大环境下,城市需要进一步发展,分析水资源,合理利用水资源,是至关重要的。
 
    南昌位于江西省中部偏北,长江以南,位于赣江、抚河下游,水网密布。位于亚热带季风气候带,全年雨量较为充沛,有着丰富的雨水可以进行回收利用。
 
    1、外国先进研究成果
 
    许多发达国家如德国、日本等国都很关注雨水的利用,如日本结合已有的中水工程,在城市屋顶修建雨水浇灌的“空中花园”;德国早在20世纪80年代末修建了大量的雨水收集装置来截流、处理及利用雨水,削减雨水进入地面的流量,缓解城市洪涝问题。
 
    以德国的波茨坦广场为例,波茨坦广场在它建造时充分考虑了城市与建筑绿色环保理念。它的设计与建造体现了雨水的收集与利用的理念,很好地展示了雨水收集与利用是如何在建筑中运用的。比如在设计时,考虑柏林市的地下水位埋深较浅,为了不影响地下水位,通过屋顶和硬质地面收集到的雨水需要全部进入主体建筑内部和广场地下层的储水箱。在那里雨水经过初步的沉淀和过滤,经过处理的雨水通过地下控制室里的众多水泵和过滤器进入各个大楼的中水系统用于冲厕、浇灌绿地等,还有一部分被送到地上的水面,用于喷泉用水等。
 
    2、雨水利用具体方法
 
    1) 雨水回收。雨水落在屋顶,经由屋面进入雨水回收管,通过雨水回收管进入用户家的水箱中。
 
    对于平屋顶,可以在对屋面进行构造处理时将屋面做成一定的坡度,例如铺填砂浆等。雨水沿着坡度滑到屋面两边。
 
    对于坡屋顶,应在坡边缘设置外挑檐沟,雨水回收管设置在外挑檐沟中。这样的檐沟可以做成建筑造型,美观且实用。
 
    由于凭借水的自由滑落收集雨水,此方案不适用于屋面构造复杂且屋面极不规则的民用建筑屋面。
 
    在檐沟处放置过滤网,作为雨水处理的第一道工序。过滤网可以将雨水中尺寸大的杂物分离出来。对于上述不同排水规划的屋顶,在原排水立管的位置用雨水回收立管代替。雨水进入雨水回收立管后,经过一个雨水转换装置进入用户家中的水箱达到储存的目的(见图1)。当入水口打开时,雨水在雨水管内穿过外墙进入室内,通过入水口进入水箱;当入水口关闭时,雨水管无法进入水箱,则雨水会由后面的雨水管流至下面的用户,直至每一户都能接收到雨水。
 
    2) 雨水处理。主要的雨水处理过程在雨水储存箱内进行。过滤净化装置分三层,从上到下分别是小卵石、石英砂、活性炭。每层之间用纱布铺垫分隔。这样水由上到下流过时,过滤程度逐级加大,可以有效得到净化,大部分杂质颗粒会被隔离或是吸附(见图2)。
 
    3) 储水箱容量。为了确保运作安全,设计时应根据当地降雨量和用户用水量确定储水箱的容积。以南昌为例,2012年南昌市降雨量达到了1996mm,若这些雨水全由集水面积为130m2的屋顶收集,那么收集雨水的体积是每年280m3,也就是28t(暂不考虑回收率)。据了解,一个普通的三口之家一个月的用水量在8t~9t左右。以一栋6楼12户的居民楼考虑,每年平均每户可以获得2.4t的雨水用来冲洗卫生洁具,换算下来,便是每日6.6kg的雨水可以用来冲洗卫生洁具,可以冲洗2次~3次坐便器。
 
    4) 进行利用。经过处理后,雨水可以直接拿来冲洗卫生洁具,就近打扫卫生间,或者收集一定量之后用来拖地擦窗。此外,不仅可以把雨水回收管接入卫生间,也可以接入有水池的阳台。在阳台设置水箱,经由楼顶的雨水收集管接收雨水,由管道连至各户阳台,也同样适用。
 
    3、家庭厨房用水的回收再利用
 
    1) 中水的利用价值。中水是相对于上水(给水)、下水(排水)而言的一种水。中水是小区居民生活废水和污水(沐浴、盥洗、洗衣、厨房、厕所)中可利用的水的统称。在这些中水被处理后,可以转化成达到一定卫生标准的用于绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、卫生间冲洗的水,可以达到节水的目的。2)厨房中用水的再利用。厨房里很多的用过的水可以拿来再利用,例如淘米水,洗菜水;某些卫生洁具,如洗脸盆和阳台水池的用水,这些水未受很大污染,仍有较大的利用空间。设计时,在这些用水部位的排水管处,添加支管,支管通过墙体进入自家卫生间。在卫生间设置一个简易的过滤水箱,这些用水进入这个过滤水箱,经过简单过滤,就能拿来冲洗厕所,或打扫厕所内卫生。考虑到实际上用户无法将全部用水循环使用,应在管段上(不在墙体内)设置阀门,控制水流是进入排水管还是进入回收管进入卫生间储水箱内。因为排水管大多暴露在外,如阳台的水池、脸盆,厨房里的水池,这些用水装置连接的排水管在用户空间内大多是暴露的,或是在检查口内(例如厨房的水池底下是整体橱柜,可以打开下面的门进行检修),于是可以将阀门设置在排水管上。用户打开此阀门,则用水会经上述过程进入卫生间水箱内;若关闭,则水会经过排水管进入排水系统。这样用户可以灵活控制对生活用水循环利用的需求,以及可以避免回收了污染程度很高的水进行利用,破坏再利用的效果。
 
    4、应用前景
 
    随着水资源的愈发短缺,以及水污染加重带来的净化处理水费增高,城市水费逐年递增,已经有很多市民有了节约身边水资源并加以利用的意识。然而南昌市雨水利用起步较晚,基础较为薄弱,目前主要在一些缺水地区有一些小型的、非标准的应用,比较典型的有葫芦岛、獐子岛、山东长岛县等地的集水利用工程。大多数中型、大型城市的雨水收集和利用还处于探索和试探阶段。
 
    在发展建设的高速路上,新城区正在扩建,很多房屋建筑即将被建造。随着新城区的发展,政府相关部门、房产开发者应该看到这样的一种前景,在房屋设计时将中水利用因素考虑
 
    进去,设计新型建筑。此外,南昌建设的新城区目前只有一座中水处理厂,铺设的中水管道很短,处理并生产的中水只够处理厂本身的使用。红谷滩地区的房屋大多是传统的建筑,没有对雨水和中水再利用的案例。目前南方的中水利用程度不及北方。但大势所趋,随着民众对中水的利用意识提高,我们所描述的节水建筑如果能很好地收集雨水并再利用,将能很好地迎合公众节约水资源的意愿。随着建筑科技使建筑雨水、中水再利用设备愈发廉价,节水
    型建筑、绿色建筑将得到很好的推行;将会使环境友好型的建筑理念普遍被人们所接受。
 
    这与国家提出的建设“绿色城市”“节约型城市”的理念不谋而合。发展节水型建筑、“绿色建筑”满足城市可持续发展的需要,对国家的城市建设有着重大意义。
 
    本文中通过阐述雨水收集利用的研究背景及意义,深圳市海绵雨水利用科技有限公司介绍新式雨水回收再利用系统和新式生活用水自回收的概念及方法,展望雨水收集与利用和中水再利用的未来前景,来提出雨水收集和利用的研究课题,加以探讨。
 
    以民用建筑雨水收集与利用为出发点,对房屋建筑中雨水及中水的利用方法进行了研究,介绍了房屋建筑的雨水收集处理构造,并对家庭厨房用水的回收再利用进行了阐述,为人们利用建筑收集利用雨水提供了可能。