屋面雨水收集与利用设计简介

屋面雨水收集与利用设计简介

林楚松

广东新广厦建筑设计院有限公司广州分公司

摘要：绿色建筑中，雨水的收集与利用是节水及水资源利用的重要组成部分，是绿色建筑评估的重要一环。本文从工程范围内雨水收集处理系统的、雨水回用流程、人工加氯片的控制管理、流量控制（弃流）装置、水安全措施、系统控制等方面，笔者结合自己做过的一项工程，简单介绍一下屋面雨水收集与利用的设计要点，供同行参考。

关键词：屋面雨水雨水收集与利用弃流装置

工程是广州市某广场项目包括地下4层和地上27层。-1F、-2F为零售餐饮商业、设备用房和停车库，-3F、-4F为停车库和设备用房；地上裙房部分1F层为零售餐饮商业，2F层为零售商业、主力餐饮，3F层为电影院、零售餐饮商业，塔楼部分4F层为架空层，5F~27F层为办公塔楼。本建筑物为一类公共建筑，建筑面积：157926m2，建筑高度99.8m.

在客观条件限制下，由于用地红线与地下室边线间距仅有5米，室外需考虑室外给排水主管道及设置化粪池等构筑物，且地下一、二层商业价值高，室外已无空间设置雨水回用系统。经过各方协调并咨询专业公司意见，最终决定雨水收集水箱及相关管道阀门阀件等设置与4层裙楼的设备夹层内。

1.设计主要技术参数

本工程屋面雨水收集与利用系统降雨设计重现期按1年计算，取广州市数据55mm；根据国家标准《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006），雨水收集利用工程的降雨设计重现期一般按1~2年计。屋面雨水径流总量的计算公式如下：W=10ΨchyF式中W——雨水设计径流总量（m3）；Ψc—雨量径流系数，日径流时取0.9，年径流是取0.8；hy—设计降雨厚度（mm）；F—汇水面积（m?）。根据国家标准《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006），雨水蓄水池的有效容积不小于屋面降雨的24小时雨水径流量，同时匹配的用水管网需要达到一定的用水量规模：管网的最大日用水量不宜小于雨水池有效容积的40%。这样，设计重现期内的连续3天降雨、7天降雨乃至全年的降雨才能蓄存进来，实现对全年雨水的收集利用。按降雨重现期1年的最大日雨水量计算。最后综合考虑实际需求，本项目设计绿最大日化用水量28.7m3/d，雨水池有效容积选约为150立方米。本项目屋面进行雨水收集，雨水经处理后用于绿化和景观补水，在雨量不充足的情况下考虑采用自来水补水。

2.设计原则

2.1该系统在功能上必须完全符合《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006中的节水要求；同时系统产品应从建筑全生命周期角度来选择，也必须符合评价标准中对节地、节材、节能和环境保护及系统全生命周期综合性能要求标准。雨水收集过程无需动力只靠雨水自身重力完成雨水收集处理，系统构成力求简单可靠；使用耐久性好、抗腐能力较强、能循环使用无污染的材质材料；选用成品减少现场加工；以保证系统在室外能长期安全稳定运行；系统的运行维护成本低、维护简单方便。具体要求如下。

2.2雨水收集过程主要部件必须符合《绿色建筑评价标准》中节材和材料资源利用的规定，管道、功能单元（流量控制系统单元（弃流）、沉淀过滤系统单元和检查井等）和埋地式雨水收集箱选用抗腐能力较强、能循环使用和无污染的环保非金属材料，如PE或PP材质；为保障主要部件有较高承载强度，确保系统长期运行的安全无泄漏，管道、功能单元同一厂家生产的进口优质纯料成品，严禁不同厂家产品混用；采用电热熔连接。

2.3雨水收集系统在其运营全生命周期的综合性能符合节能、节水和节材的要求标准，要力求安全、可靠、稳定、经济；雨水收集过程中的雨水流量控制（弃流）、过滤、沉淀分离等物理处理功能过程无需设置泵阀或电控系统，只通过雨水自身重力来自动控制完成，物理处理过程稳定可靠无能耗；不会造成环境污染；系统长期在室外运行经济，维护简单方便费用低。

2.4雨水收集与利用系统必须设置通气系统，以保证系统的水质；可采用系统检查口兼做通气作用，检查口直径不小于600mm；

2.5雨水收集与利用系统应力求投资省，运行费用低，充分结合景观设计，对雨水的利用起到节水、水资源保护、减轻城市排水和处理系统的负荷、改善城市生态环境的目的；

3.雨水回用流程

雨水的收集范围局部屋面雨水，利用屋面雨水沟侧壁设置过滤层将屋面雨水过滤后收集至清水池，消毒后作为绿化及景观用水的补水；水处理工艺流程如下：

6.保障水安全措施说明

6.1补水：当雨水利用系统回用水箱水位达到低水位时，考虑补充市政水源进雨水清水池。补水时，控制补水至雨水正常蓄水水位的大约1/3处，留出空间以备降雨的收集。清水池内的市政补水管的出水口应高于清水池内溢流水位，其间距不小于Amm（A为2.5倍补水管径）。

6.2雨水回用系统的管网应标注有“雨水”标志，并不得与自来水管网直接连接，取水口应设带锁装置，以防止误接、误用、误饮。

7.运营管理说明

7.1每个雨季前至少进行一次产品维护，检查各设备是否运行正常。

7.2弃流装置至少需要一年开启二次，将弃流井内的污泥排出，防止污泥沉淀过多影响弃流。

7.3蓄水池应在每年3月份、7月份分别人工进行一次污泥清理。

8.系统控制

1）雨水收集、处理设施和回用系统设置如下控制：自动控制和就地手动控制。

2）本雨水处理设施运行采用自动控制，特殊情况下同时采用手动控制。

3）系统可对常用控制指标（水量、主要水位）实现现场监测，有条件的也可实现在线监测。

通过以上技术措施，本工程实现屋面雨水的收集与利用，不但解决了室外用地红线与地下室边线局限问题，同时实现雨水回用系统无需通过加压供水的节能做法，与常规埋地式雨水回用系统比较节省管道，降低造价，还对周围生态环境有一定的促进改善作用。

我国是人均水资源最贫乏的国家之一，同时又是世界上用水量最多的国家。开源节流是我们在水资源利用中必须遵循的原则。收集和利用雨水是一项长期复杂的工作，这项工作需要全社会共同来完成，只要大家齐心协力，就一定能较短的时间内收到较大的效益。在今后设计工作中，我们应充分合理开发利用非传统水源，减轻市政负担，减少地下水开采，对保护环境、维持生态平衡具有重要意义。

结束语

随着社会的快速发展，环境污染已经成为一种重要问题，人们开始重视环保问题。很多地区都开始建立了相关的设施来减少对环境的污染。在我国水资源正处于紧张状态，主要是水污染严重，使得很多水都不能够使用，城市雨水作为一种可以加以收集利用的水资源，需要进行合理的利用，实现屋面雨水的价值。城市屋面雨水收集利用系统的构建需要根据不同的气候条件和水资源的状况及可利用雨量的大小，综合分析各种因素，这样才能够设计出具有实际效益的城市屋面雨水收集利用系统，解决缺水地区的用水问题。

参考文献：

[1]鲁兰兰；城市道路雨水收集利用系统大连交通大学2015.15

[2]庄敏；城市雨水利用途径及措施的探讨能源技术与管理2017.19

[3]王永磊；几种适合我国国情的城市雨水利利用技术净水技术2015.13

[4]韩文晓；城市雨水综合利用决策及调蓄、渗透技术研究西安建筑科技大学2017.16