民用建筑雨水收集與利用

韋 嘯

(南昌航空大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西 南昌 330063)

民用建筑雨水收集與利用

韋 嘯

(南昌航空大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西 南昌 330063)

以民用建筑雨水收集與利用為出發(fā)點，對房屋建筑中雨水及中水的利用方法進(jìn)行了研究，介紹了房屋建筑的雨水收集處理構(gòu)造，并對家庭廚房用水的回收再利用進(jìn)行了闡述，為人們利用建筑收集利用雨水提供了可能。

雨水，收集，管道，中水，房屋建筑

0 引言

我國已成為世界上水資源嚴(yán)重缺乏的國家之一，有將近400座城市缺水,其中，嚴(yán)重缺水的城市達(dá) 130多個。水資源短缺，必將制約城市的發(fā)展。

國家近些年提出建設(shè)“綠色城市”“節(jié)水型城市”。城市的主體是建筑，通過建造綠色節(jié)水型建筑能極大推動綠色城市和節(jié)水型城市的建設(shè)。21世紀(jì)以來，目前國內(nèi)已有100多個城市在不同層面打造綠色城市、生態(tài)城市。

隨著水價的上漲，越來越多的市民意識到了水資源的寶貴，越來越有節(jié)水意識。使用雨水不收水費，而且快捷方便，相對價格越來越高的自來水來說，對于市民是一個很好的選擇。在這樣的趨勢下，研究房屋建筑中的雨水和中水收集再利用將會迎合需求。

在節(jié)水的大環(huán)境下，城市需要進(jìn)一步發(fā)展，分析水資源，合理利用水資源，是至關(guān)重要的。

南昌作為江西的省會城市，其在節(jié)水方面做出的表率，將為整個江西省形成節(jié)水的風(fēng)氣做到榜樣。

南昌位于江西省中部偏北，長江以南，位于贛江、撫河下游，水網(wǎng)密布。位于亞熱帶季風(fēng)氣候帶，全年雨量較為充沛，有著豐富的雨水可以進(jìn)行回收利用。

1 外國先進(jìn)研究成果

許多發(fā)達(dá)國家如德國、日本等國都很關(guān)注雨水的利用，如日本結(jié)合已有的中水工程，在城市屋頂修建雨水澆灌的“空中花園”；德國早在20世紀(jì)80年代末修建了大量的雨水收集裝置來截流、處理及利用雨水，削減雨水進(jìn)入地面的流量，緩解城市洪澇問題。

以德國的波茨坦廣場為例，波茨坦廣場在它建造時充分考慮了城市與建筑綠色環(huán)保理念。它的設(shè)計與建造體現(xiàn)了雨水的收集與利用的理念，很好地展示了雨水收集與利用是如何在建筑中運用的。比如在設(shè)計時，考慮柏林市的地下水位埋深較淺，為了不影響地下水位，通過屋頂和硬質(zhì)地面收集到的雨水需要全部進(jìn)入主體建筑內(nèi)部和廣場地下層的儲水箱。在那里雨水經(jīng)過初步的沉淀和過濾，經(jīng)過處理的雨水通過地下控制室里的眾多水泵和過濾器進(jìn)入各個大樓的中水系統(tǒng)用于沖廁、澆灌綠地等，還有一部分被送到地上的水面，用于噴泉用水等。

2 雨水利用具體方法

1)雨水回收。雨水落在屋頂，經(jīng)由屋面進(jìn)入雨水回收管，通過雨水回收管進(jìn)入用戶家的水箱中。

對于平屋頂，可以在對屋面進(jìn)行構(gòu)造處理時將屋面做成一定的坡度，例如鋪填砂漿等。雨水沿著坡度滑到屋面兩邊。

對于坡屋頂，應(yīng)在坡邊緣設(shè)置外挑檐溝，雨水回收管設(shè)置在外挑檐溝中。這樣的檐溝可以做成建筑造型，美觀且實用。

由于憑借水的自由滑落收集雨水，此方案不適用于屋面構(gòu)造復(fù)雜且屋面極不規(guī)則的民用建筑屋面。

在檐溝處放置過濾網(wǎng)，作為雨水處理的第一道工序。過濾網(wǎng)可以將雨水中尺寸大的雜物分離出來。對于上述不同排水規(guī)劃的屋頂，在原排水立管的位置用雨水回收立管代替。雨水進(jìn)入雨水回收立管后，經(jīng)過一個雨水轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)入用戶家中的水箱達(dá)到儲存的目的(見圖1)。當(dāng)入水口打開時，雨水在雨水管內(nèi)穿過外墻進(jìn)入室內(nèi)，通過入水口進(jìn)入水箱；當(dāng)入水口關(guān)閉時，雨水管無法進(jìn)入水箱，則雨水會由后面的雨水管流至下面的用戶，直至每一戶都能接收到雨水。

2)雨水處理。主要的雨水處理過程在雨水儲存箱內(nèi)進(jìn)行。過濾凈化裝置分三層，從上到下分別是小卵石、石英砂、活性炭。每層之間用紗布鋪墊分隔。這樣水由上到下流過時，過濾程度逐級加大，可以有效得到凈化，大部分雜質(zhì)顆粒會被隔離或是吸附(見圖2)。

3)儲水箱容量。為了確保運作安全，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤炅亢陀脩粲盟看_定儲水箱的容積。以南昌為例，2012年南昌市降雨量達(dá)到了1 996 mm，若這些雨水全由集水面積為130 m2的屋頂收集，那么收集雨水的體積是每年280 m3，也就是28 t(暫不考慮回收率)。據(jù)了解，一個普通的三口之家一個月的用水量在8 t～9 t左右。以一棟6樓12戶的居民樓考慮，每年平均每戶可以獲得2.4 t的雨水用來沖洗衛(wèi)生潔具，換算下來，便是每日6.6 kg的雨水可以用來沖洗衛(wèi)生潔具，可以沖洗2次～3次坐便器。

4)進(jìn)行利用。經(jīng)過處理后，雨水可以直接拿來沖洗衛(wèi)生潔具，就近打掃衛(wèi)生間，或者收集一定量之后用來拖地擦窗。此外，不僅可以把雨水回收管接入衛(wèi)生間，也可以接入有水池的陽臺。在陽臺設(shè)置水箱，經(jīng)由樓頂?shù)挠晁占芙邮沼晁晒艿肋B至各戶陽臺，也同樣適用。

3 家庭廚房用水的回收再利用

1)中水的利用價值。中水是相對于上水(給水)、下水(排水)而言的一種水。中水是小區(qū)居民生活廢水和污水(沐浴、盥洗、洗衣、廚房、廁所)中可利用的水的統(tǒng)稱。在這些中水被處理后，可以轉(zhuǎn)化成達(dá)到一定衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的用于綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、衛(wèi)生間沖洗的水，可以達(dá)到節(jié)水的目的。2)廚房中用水的再利用。廚房里很多的用過的水可以拿來再利用，例如淘米水，洗菜水；某些衛(wèi)生潔具，如洗臉盆和陽臺水池的用水，這些水未受很大污染，仍有較大的利用空間。設(shè)計時，在這些用水部位的排水管處，添加支管，支管通過墻體進(jìn)入自家衛(wèi)生間。在衛(wèi)生間設(shè)置一個簡易的過濾水箱，這些用水進(jìn)入這個過濾水箱，經(jīng)過簡單過濾，就能拿來沖洗廁所，或打掃廁所內(nèi)衛(wèi)生?？紤]到實際上用戶無法將全部用水循環(huán)使用，應(yīng)在管段上(不在墻體內(nèi))設(shè)置閥門，控制水流是進(jìn)入排水管還是進(jìn)入回收管進(jìn)入衛(wèi)生間儲水箱內(nèi)。因為排水管大多暴露在外，如陽臺的水池、臉盆，廚房里的水池，這些用水裝置連接的排水管在用戶空間內(nèi)大多是暴露的，或是在檢查口內(nèi)(例如廚房的水池底下是整體櫥柜，可以打開下面的門進(jìn)行檢修)，于是可以將閥門設(shè)置在排水管上。用戶打開此閥門，則用水會經(jīng)上述過程進(jìn)入衛(wèi)生間水箱內(nèi)；若關(guān)閉，則水會經(jīng)過排水管進(jìn)入排水系統(tǒng)。這樣用戶可以靈活控制對生活用水循環(huán)利用的需求，以及可以避免回收了污染程度很高的水進(jìn)行利用，破壞再利用的效果。

4 應(yīng)用前景

隨著水資源的愈發(fā)短缺，以及水污染加重帶來的凈化處理水費增高，城市水費逐年遞增，已經(jīng)有很多市民有了節(jié)約身邊水資源并加以利用的意識。然而南昌市雨水利用起步較晚，基礎(chǔ)較為薄弱，目前主要在一些缺水地區(qū)有一些小型的、非標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，比較典型的有葫蘆島、獐子島、山東長島縣等地的集水利用工程。大多數(shù)中型、大型城市的雨水收集和利用還處于探索和試探階段。

南昌市正處在發(fā)展建設(shè)的高速路上，新城區(qū)正在擴(kuò)建，很多房屋建筑即將被建造。隨著新城區(qū)的發(fā)展，政府相關(guān)部門、房產(chǎn)開發(fā)者應(yīng)該看到這樣的一種前景，在房屋設(shè)計時將中水利用因素考慮進(jìn)去，設(shè)計新型建筑。此外，南昌建設(shè)的新城區(qū)目前只有一座中水處理廠，鋪設(shè)的中水管道很短，處理并生產(chǎn)的中水只夠處理廠本身的使用。紅谷灘地區(qū)的房屋大多是傳統(tǒng)的建筑，沒有對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。但大勢所趨，隨著民眾對中水的利用意識提高，我們所描述的節(jié)水建筑如果能很好地收集雨水并再利用，將能很好地迎合公眾節(jié)約水資源的意愿。隨著建筑科技使建筑雨水、中水再利用設(shè)備愈發(fā)廉價，節(jié)水型建筑、綠色建筑將得到很好的推行；將會使環(huán)境友好型的建筑理念普遍被人們所接受。

這與國家提出的建設(shè)“綠色城市”“節(jié)約型城市”的理念不謀而合。發(fā)展節(jié)水型建筑、“綠色建筑”滿足城市可持續(xù)發(fā)展的需要，對國家的城市建設(shè)有著重大意義。

5 研究總結(jié)

我國水資源匱乏，能夠直接使用的水越來越少。目前國內(nèi)在雨水和中水的收集再利用方面的研究仍處于發(fā)展階段，很多問題正在被逐步解決和完善：技術(shù)不成熟，技術(shù)設(shè)備運用成本昂貴，民眾缺乏對此方面的認(rèn)識和認(rèn)可；沒有建筑規(guī)范對新型節(jié)水建筑起規(guī)范作用等等問題。隨著建筑科技的發(fā)展和民眾對雨水和中水再利用理念的接受，相關(guān)技術(shù)將愈發(fā)成熟，成本會降低，節(jié)水型建筑必將得到推廣。文中通過闡述雨水收集利用的研究背景及意義，介紹新式雨水回收再利用系統(tǒng)和新式生活用水自回收的概念及方法，展望雨水收集與利用和中水再利用的未來前景，來提出雨水收集和利用的研究課題，加以探討。

[1] 李 亮.德國建筑中雨水收集利用[J].世界建筑，2002(12)：81- 83.

[2] 曹秀芹,車 武.城市屋面雨水收集利用系統(tǒng)方案設(shè)計分析[J].給水排水，2002(1)：95-96.

[3] 陳 雄.居住小區(qū)雨水利用建筑技術(shù)與設(shè)計[J].建筑技術(shù)，2009(7)：123-125.

[4] 何 強(qiáng).綠色建筑中水處理工藝及設(shè)施探討[J].給水排水，2007(7)：55-58.

On collection and utilities of rainwater on civil buildings

Wei Xiao

(CivilArchitecturalCollege,NanchangAviationUniversity,Nanchang330063,China)

From the rainwater collection and utility of civil buildings, the paper researches the utility methods for rainwater and reclaimed water of housing buildings, introduces the rainwater collection treatment of housing buildings, and illustrates the reclaim and collection of family kitchen water, so as to provide some possibility for collecting rainwater.

rainwater, collection, pipeline, reclaimed water, housing building

1009-6825(2015)07-0119-03

2014-12-23

韋 嘯(1994- )，男，在讀本科生

TU991.114

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