民用建筑屋面雨水节能利用

民用建筑屋面雨水节能利用

杨益

北京方恒源阳房地产开发有限公司

100005

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。

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为：

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，

透水砖铺装2261.320.35—硬质屋面7084.770.85—硬化路面

2901.180.9—综合径流系数

—

0.536

—建设后总径流量

—

—

12557.006

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：