雨水利用在绿色建筑设计中应用论文

雨水利用在绿色建筑设计中的应用【摘要】雨水利用不仅是开源节流的一条途径，而且对生态环境的改善、水污染的控制等方面也具有重大意义。本文浅析雨水利用在绿色建筑设计中的应用。

【关键词】雨水利用；绿色建筑；应用

我国水资源溃乏，淡水资源人均占有量不足世界平均水平的1/ 4，已被联合国列为13个贫水国之一，全国600多个城市中，缺水城市已达400多个，而且水资源分布存在显著时空不均，一些缺水城市地下水过度开采，造成地下水位下降严重。如何在建筑设计中做到对雨水的合理有效的利用，不仅能节约水资源而且对减缓洪涝灾害、补充地下水、控制径流污染和改善城市生态环境等都具有重要的现实意义。

1 雨水利用在绿色建筑设计中应用的现状

目前雨水的利用在绿色建筑设计中主要是在住宅或建筑群中收集水质相对较好的屋面、人行道雨水，并考虑中水利用与渗透相结合的形式，或生态小区中雨水的综合利用系统包括屋顶花园、中水、渗透、水景观等雨水利用。我国目前的大中城市，大部分在市区及郊区都有很多的大型生态住宅小区和大型的生态工业园或科技园。这些小区一般占地面积大，绿化比例高，有喷泉水池等水景观，并有完整的雨污分流系统，进行了一些雨水利用工程的改造。在较大面积的绿地及广场等地下可以设置地下式蓄水池或蓄水渗透池，

还可以利用人工水池、人工湖等雨季来临，可以将雨水存人蓄水

池中，经过简单的处理如：沉淀、过滤、消毒等即可用作浇洒绿地、冲洗路面、冲厕所及洗车等耗水量大而又对水质要求不高的用水项目。在一些工业区，将雨水进一步处理，作为冷却循环用水节省小区或厂区内雨水管道的投资，在夏季即雨季用水高峰期缓解城市的供水压力，在长时间无降雨的情况下，可以由市政给水管网供给，这些方面的工作还有待进一步的提高。

2 在绿色建筑中雨水回收的可行性

在倡导绿色建筑的今天，雨水回收的可行性有以下几个方面：

2.1 雨水处理工艺简单：雨水水质较之中水要好的多，处理工艺简单，其杂质主要是由降水中的基本物质和流经汇水面而携带的外加杂质组成。

2.2 雨水利用的费用低：雨水利用投资少，运行费用低。如某市雨水利用工程，雨水收集基本建设投资不到 20元/m³，运行费用不足0．1元/ m³，而污水深度处理工程投资较高，一般为0．14～0．25万元/m³，运行费用为0．4～0．8元

/m³。

2.3 经济、环境和社会效益的比较：雨水利用与污水深度处理回用均可起到减少自来水用水量，降低城市引水、净水的边际费用的作用和环境保护的效果。而雨水利用还能更有效地减少向排水系统的排放量，节省了城市排水设施的运行费用；在城市暴雨时，能起到防洪减灾的积极作用。

3 绿色建筑中雨水利用的技术措施

如今，雨水利用已经发展成为一种多目标的综合性技术。目前在绿色建筑中应用的技术有以下几种：

3.1 屋面雨水收集利用系统

利用屋顶做给予面，主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用谁，如浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统。可产生节约饮用水、减轻城市排水和处理系统的符合，减少污染物排放量和改善生态环境等多种效益。

3.2 屋顶绿化雨水利用系统

屋顶绿化是一种减少径流量、减轻污染和城市热岛效应、调节建筑温度和美化城市环境的生态技术，也可作为雨水积蓄利用和渗透的预处理措施。

3.3 园区雨水积蓄利用系统

在新建生活小区、公园或类似的环境条件较好的城市园区，可将区内屋面、绿地和路面的雨水径流收集利用，达到更显著削减城市暴雨径流量和非点源污染物排放量、优化小区水系统、减少水涝和改善环境等效果。

3.4 雨水渗透系统

采用渗透地面、渗透管沟、渗透井、渗透池等雨水渗透设施，让雨水回灌地下，补充涵养地下水资源，是一种间接的雨水利用技术，具有缓解地面沉降、减少水涝和海水倒灌等多种效益。

4 工程实例

4.1 工程概况

某小区建筑面积1．2万m²，绿化面积4200 m²，屋面面积2000 m²；地上6层，地下1层，餐饮业与娱乐业相结合，地下1层为服务用房及车库，l～4层为餐饮业及相关配套设施，5层为办公楼，6层为棋苑。

4.2 系统选择

鉴于绿色建筑的趋势，要求该项目验收需达到绿色建筑设计二星级认证和绿色建筑评价标识二星级认证的标准。结合该建筑使用性质，餐饮类公共建筑的用水比较单一，约90％以上的污废水由厨房产生，冲厕用水、洗手用水仅占10％，且水质复杂，故可不考虑中水回收利用。该项目所在的地区属于富水地区，可优先考虑雨水回收利用。项目主要考虑收集屋面的雨水。屋面初期雨水水质一般为codcr600mg／l～800mg／l，ss700mg／l～10000mg／l，由于初期降雨水质差，与回水水质的要求差距较大，处理网难，处理成本很高，故初期考虑不收集雨水，该部分雨水进行弃流至市政雨水管网。初期雨水弃流后收集较干净的中、后期雨水，雨水在经过初期弃流后的水质为codcr70mg／l～100mg／l，ss20mg／l～40mg／l。雨水回收主要用于绿化、景观水池补水，补水水质要求见下表。雨水在经过储水模块内滤料过滤后即可达到相应的水质标准，可满足以上用水水质要求。

各种用水水质标准（单元：mg/l）

4.3 主要设施选择及设计

根据小区住宅规划设计情况，屋顶面积为 270m²的高级寓所共 14 座，屋顶面积为195 m²的高级寓所11座。根据小区内高级寓所屋顶面积及其形状，在每栋建筑前后墙各设1根雨落管，分别通过各自的初期弃流装置将初期雨水排至小区污水管道。初期弃流量按 2 mm 降雨量设计，根据所收集屋面的大小，确定所需弃流装置的容积。经初期弃流后的雨水可以在很大程度上降低雨水利用的难度、提高净化系统效率，并降低其运行成本。

下图是一种初期弃流装置的示意图。在弃流装置内设有浮球阀，随着水位的升高，浮球阀逐渐关闭，当收集到屋面2mm降雨量形成的径流后，浮球阀完全关闭。弃流后的雨水将沿旁通管流至屋面雨水收集管道，进行处理利用。对于已收集的初期弃流，降雨结束后可以打开放空管上的阀门使其流入小区污水管道。

雨水初期弃流装置示意图

4.4 贮水池

贮水池是整个工艺的主要构筑物，是实现雨水有效收集利用的重要保证。它不仅起到屋面雨水收集的作用，同时也起到调节、沉淀作用。贮水池的设计主要涉及有效容积的合理确定。本文通过绘制设计重现期下不同降雨历时流至贮水池的雨量曲线，并对曲线下的面积求和，所得即为贮水池的有效容积。

下图为本小区在重现期分别为0.5a 和1a 条件下的雨量与降雨历时曲线，对曲线下面积求和，分别求出 0.5 a 和1a时贮水池的有效容积为300 m³和394 m³。考虑到运行安全性，贮