建筑雨水的利用策略研究

皮曉源

摘要：建筑雨水收集再利用能夠調(diào)節(jié)用水與來水矛盾。建筑雨水收集就是利用工程手段。盡量減少土壤入滲，增加地表徑流，并且將這部分徑流按照人們所設(shè)計的方式收集起來。對建筑雨水利用的現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。在此基礎(chǔ)上提出建筑雨水利用的可行性，最后針對我國的國情與建筑雨水利用的現(xiàn)狀提出建筑雨水利用的策略。

關(guān)鍵詞：建筑；雨水；利用

中圖分類號：TU-023

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198(2009)13-0295-01

1建筑雨水利用概述

雨水的獲得是不需要支付任何費用的，同時由于水質(zhì)條件較好，因此被認(rèn)為是最有利用價值的水資源。

居住小區(qū)雨水利用系統(tǒng)是指在居住小區(qū)內(nèi)利用各種工程手段有目的和有針對性地對居住小區(qū)內(nèi)的雨水加以控制和利用，將降雨轉(zhuǎn)化為地下水或者地表徑流加以收集、調(diào)配和利用，改善雨水水文循環(huán)以滿足小區(qū)內(nèi)的需求。由于對居住小區(qū)內(nèi)的雨水進(jìn)行了合理的規(guī)劃和充分利用，使得居住區(qū)內(nèi)土壤中的含水率增大。雨水涵養(yǎng)地表水和地下水，調(diào)節(jié)小區(qū)氣候，降低了雨水管系容量負(fù)荷，即減少雨水管道系統(tǒng)的投資和運行費用，總而言之，雨水利用的益處是很多的。

2建筑雨水利用現(xiàn)狀

目前雨水的利用主要是在住宅或建筑群中收集水質(zhì)相對較好的屋面、人行道雨水，并考慮中水利用與滲透相結(jié)合的形式，或生態(tài)小區(qū)中雨水的綜合利用系統(tǒng)包括屋頂花園、中水、滲透、水景觀等雨水利用。我國目前的大中城市，大部分在市區(qū)及郊區(qū)都有很多的大型生態(tài)住宅小區(qū)和大型的生態(tài)工業(yè)園或科技園。這些小區(qū)一般占地面積大，綠化比例高，有噴泉水池等水景觀，并有完整的雨污分流系統(tǒng)，進(jìn)行了一些雨水利用工程的改造。在較大面積的綠地及廣場等地下可以設(shè)置地下式蓄水池或蓄水滲透池，還可以利用人工水池、人工湖等雨季來臨，可以將雨水存入蓄水池中，經(jīng)過簡單的處理如：沉淀、過濾、消毒等即可用作澆灑綠地、沖洗路面、沖廁所及洗車等耗水量大而又對水質(zhì)要求不高的用水項目。在一些工業(yè)區(qū)，將雨水進(jìn)一步處理，作為冷卻循環(huán)用水節(jié)省小區(qū)或廠區(qū)內(nèi)雨水管道的投資，在夏季即雨季用水高峰期緩解城市的供水壓力，在長時間無降雨的情況下，可以由市政給水管網(wǎng)供給，這些方面的工作還有待進(jìn)一步的提高。

3雨水回收利用的可行性

(1)雨水處理工藝簡單；雨水水質(zhì)較之中水要好的多，處理工藝簡單，其雜質(zhì)主要是由降水中的基本物質(zhì)和流經(jīng)匯水面而攜帶的外加雜質(zhì)組成。

(2)雨水利用的費用低：雨水利用投資少，運行費用低。如北京市某雨水利用工程，雨水收集基本建設(shè)投資不到20元／m³，運行費用不足0.1元／m³，而污水深度處理工程投資較高。一般為0.14－0.25萬元／m³，運行費用為0.4－0.8元／m³。

(3)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益的比較：雨水利用與污水深度處理回用均可起到減少自來水用水量，降低城市引水、凈水的邊際費用的作用和環(huán)境保護(hù)的效果。而雨水利用還能更有效地減少向排水系統(tǒng)的排放量，節(jié)省了城市排水設(shè)施的運行費用；在城市暴雨時，能起到防洪減災(zāi)的積極作用。

4雨水利用技術(shù)措施

4.1屋面雨水集蓄技術(shù)

一種方式是雨水從屋頂收集后通過重力管道過濾或重力式土地過濾，然后雨水通過穩(wěn)定的進(jìn)口流入儲水池(池中部含浮游式過濾器)，處理后的雨水由泵送至備用水點用于沖洗廁所、灌溉綠地或構(gòu)造水景觀等。在該雨水利用系統(tǒng)中，所需考慮的最重要因素就是分散式過濾器中不能存在污染物顆粒，而且過濾器必須有自凈能力，如德國的屋頂回水處理回用IRM聯(lián)機(jī)式過濾器。這種方式可簡化為屋面雨水直接通過雨落管進(jìn)入雨水過濾器(過濾砂桶)，如圖1，然后用于沖洗廁所、灌溉綠地或構(gòu)建水景觀等。

4.2雨水滲透利用技術(shù)

雨水滲透技術(shù)是一種投資少、見效快、能發(fā)揮綜合效益的節(jié)水型排水設(shè)施。雨水滲透設(shè)施包括滲水管溝、滲水地面、滲水洼塘和滲水淺井等。其中淺草溝示意圖如圖2。滲水管是多孔管材，雨水通過埋設(shè)于地下的滲水管向四周土壤層滲透。滲水溝是采用多孔材料制作或是自然的帶植物淺溝，底部鋪設(shè)透水性好的碎石層。

屋頂花園+淺草溝雨水處理系統(tǒng)典型的雨水滲透處理利用系統(tǒng)。屋面雨水先流經(jīng)屋頂花園進(jìn)行滲透凈化，而后與道路雨水一并進(jìn)入凹式綠地，流入淺草溝。淺草溝由上至下可分為兩層，上層為種植草類植物的淺水洼，下層為滲透渠。通常，水洼層鋪設(shè)活土，深度不超過0.3m。通過土壤與植物的處理作用凈化雨水，同時種植的植被綠色可以很好融入到建筑周圍的生態(tài)景觀當(dāng)中。下層滲透渠一般填充高滲透性的棱柱狀顆粒。

4.3屋頂花園節(jié)水技術(shù)

(1)植物選擇與配置。

植物是構(gòu)成屋頂花園的主體要素，合理的植物種類選擇和配置方式是保證屋頂花園節(jié)約用水的重要措施。屋頂花園土層薄，水分供應(yīng)困難，選擇耐旱植物可以減少灌溉的次數(shù)與灌水量，從而達(dá)到節(jié)水目的。耐旱植物包括旱生植物、中生植物中的耐旱種和品種。另外，應(yīng)用具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆性的鄉(xiāng)土樹種也是一種比較好的選擇，不僅可以節(jié)約養(yǎng)護(hù)中的用水，還可以減少施肥、病蟲害防治等方面的費用。

(2)加強(qiáng)土壤保水能力。

屋頂花園對種植土的要求比較嚴(yán)格，既要求重量輕，又要求具有較好的保水保肥能力，并且在水分過多的情況下具有快速排水的功能。目前一般選用泥炭、腐殖土、綠保石、蛭石、珍珠巖、聚苯乙烯顆粒等材料，按一定的比例配置而成。另外，添加一些具有特殊儲水性的材料也可以增加土層保水能力，

(3)疏水層的改進(jìn)。

疏水層是為了解決下雨、澆水時土壤中多余水分的過濾、排放問題而設(shè)。屋頂花園種植土層下面是不透水的屋面結(jié)構(gòu)板，如果不設(shè)置疏水層排水的話，將會造成土層積水而導(dǎo)致植物根系腐爛。傳統(tǒng)的疏水層一般為厚度10—20cm的卵石、碎石和陶粒層，顆粒直徑3—5cm，顆粒問的縫隙能使積水快速排走，實踐中因為陶粒重量較輕而用得比較多。傳統(tǒng)的疏水層成本低、施工方便，但它將多余水分全部排走，沒有蓄水功能，造成了水資源的浪費。

(4)實行節(jié)水型灌溉。

節(jié)水型灌溉是要選擇合適的時機(jī)和合適的水量進(jìn)行灌溉，以最大效益地發(fā)揮蓄水的作用。實現(xiàn)節(jié)水的目的。具體要求如下：

①觀測植物生長狀況，僅當(dāng)植物需要水時才澆水。

②夏季澆水選擇在早晨和傍晚，以避免過度蒸發(fā)而造成的浪費。

③通過分析土壤儲水能力和植物需水程度來確定澆水量，一般以深達(dá)植物根部為準(zhǔn)。

④對草坪澆水時深度小、頻率高，對喬木和灌木澆水時深度大、頻率低。

⑤條件允許時安裝灌溉自動控制系統(tǒng)。根據(jù)植物種類和土壤濕度變化而自動控制灌溉頻率和水量。