常州市中醫(yī)醫(yī)院雨水收集利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

楊樂(lè)

摘 要：雨水收集利用系統(tǒng)在海綿城市及綠色建筑中有重要的地位，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)室外場(chǎng)地不夠，雨水收集池?zé)o法安裝布置的情況。文章首先對(duì)常州中醫(yī)醫(yī)院雨水收集利用系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，然后在滿足相關(guān)要求的同時(shí)，盡量減少投資，充分利用閑置面積，在裙房屋面上設(shè)計(jì)雨水收集利用系統(tǒng)，節(jié)約土地資源；并且經(jīng)過(guò)處理的雨水采用重力流供水，具有減少澆灑所產(chǎn)生的二次加壓費(fèi)用、提高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：雨水收集；綠色建筑；0020

中圖分類(lèi)號(hào)：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0109-02

1 概述

近年，隨著海綿城市的發(fā)展以及人們對(duì)于綠色建筑的關(guān)注度逐漸提升，雨水收集利用系統(tǒng)也愈發(fā)的體現(xiàn)了其在建筑系統(tǒng)中的重要性。但是由于常用的室外雨水收集池存在占地面積大，埋深要求高等缺點(diǎn)，尤其是對(duì)于一些位于市中心的改造項(xiàng)目，如何平衡用地緊張與雨水利用二者關(guān)系成為很多建設(shè)單位的關(guān)注點(diǎn)。本項(xiàng)目即在室外用地緊張的情況下，綜合考慮設(shè)計(jì)雨水收集系統(tǒng)，解決了這一難題。

2 項(xiàng)目概況

常州市中醫(yī)醫(yī)院位于常州市天寧區(qū)的核心區(qū)域，西臨城市主干道和平路，南臨麻巷路，始建于1956年，是常州地區(qū)唯一一所集醫(yī)療、教學(xué)、科研、預(yù)防保健、急救于一體的三級(jí)甲等綜合性中醫(yī)醫(yī)院。本次在現(xiàn)有院區(qū)內(nèi)規(guī)劃建設(shè)急診病房綜合樓，總建筑面積41993.36平方米，其中地上32309.77平方米， 地下9683.59平方米。床位數(shù)345張。主要使用功能為急診急救、胸痛門(mén)診、口腔門(mén)診、中醫(yī)康復(fù)及治未病、產(chǎn)科門(mén)診、病房、行政辦公等功能。地上19層，地下2層。

本項(xiàng)目由于與老樓共用院區(qū)，用地緊張，既要滿足室外綠地面積及管線布置的需求，又要達(dá)到綠色二星年徑流總量控制率55%的標(biāo)準(zhǔn)，考慮到室外院區(qū)無(wú)法設(shè)置安裝雨水收集池，所以本項(xiàng)目通過(guò)在裙房屋面設(shè)置了一套雨水收集回用系統(tǒng)來(lái)解決這一問(wèn)題。流程如下：首先主樓屋面雨水通過(guò)87式雨水管系統(tǒng)收集到7層裙房屋面減壓初濾雨水箱中，雨水經(jīng)過(guò)7層裙房屋面的減壓初濾雨水箱進(jìn)行減壓并過(guò)濾大塊顆粒物（5mm以上的顆粒物），然后進(jìn)入到6層小屋面的雨水收集水箱，最后通過(guò)設(shè)置在6層小屋面的雨水消毒設(shè)備處理后，進(jìn)入到室外澆灑系統(tǒng)進(jìn)行院區(qū)的綠化。

系統(tǒng)流程圖（如圖1所示）：

3 雨水收集利用系統(tǒng)設(shè)備的選擇

3.1 雨水收集系統(tǒng)計(jì)算

3.1.1 室內(nèi)外雨水系統(tǒng)計(jì)算

采用常州市的暴雨強(qiáng)度公式：

q：暴雨強(qiáng)度L/（s·hm2）

T：重現(xiàn)期 a；

t：降雨歷時(shí) min；

屋面雨水量計(jì)算：降雨重現(xiàn)期按10a，降雨歷時(shí)5min計(jì)算，q10=4.49（L/s·100m2）；

主樓屋面雨水量=ψFq=0.90*1600*4.49/100=64.66L/s

3.1.2 屋面雨水收集系統(tǒng)計(jì)算

公式：W=10ψFh

ψ：雨量徑流系數(shù)

F：匯水面積（hm2）

h：設(shè)計(jì)降雨厚度（mm）

主樓屋面面積1600m2=0.16hm2

（1）雨水可利用量計(jì)算

參見(jiàn)10SS705《雨水綜合利用》南京資料

降雨重現(xiàn)期按1a，最大降雨厚度45.6mm，棄流厚度3mm；

設(shè)計(jì)主樓屋面雨水收集量V=10*ψFhy=10*0.90*0.16*（45.6-3）=61.34m3

（2）總澆灑用水量

院區(qū)綠化面積：2600m2

室外綠化澆灑面積用水：Q=Qd*F=4*2600/1000=10.4m3

（3）院區(qū)道路面積：7500m2

室外道路澆灑面積用水：Q=Qd*F=4*7500/1000=30m3

總澆灑用水量W=10.4+30=40.4m3

（4）雨水收集池容積計(jì)算

V（61.34m3）≥W（40.4m3）

綜上所述雨水收集池有效容積需大于等于61.34m3，水箱尺寸為5m*3.5m*4.5m（h），有效容積為65m3。

3.1.3 年徑流總量控制率校核

已知條件：項(xiàng)目場(chǎng)地面積7783m2

參見(jiàn)南京55%年徑流控制率對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)控制降雨量11.5mm，場(chǎng)地綜合徑流系數(shù)：0.649， 室外院區(qū)80mm下凹綠地面積：200m2。

建設(shè)項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)設(shè)計(jì)降雨控制量：V=11.5/1000*7783=89.5m3

入滲實(shí)現(xiàn)控制率：1-0.649=0.351

實(shí)現(xiàn)降雨控制量：V1=89.5*0.351=31.41m3

下凹式綠地收納容積：V2=200*0.08=16m3

通過(guò)調(diào)蓄收集回用措施的降雨控制量：V3=89.5-31.41-16=42.09m3

雨水收集池有效容積65m3>42.09m3，滿足年徑流總量控制率55%的要求。

3.2 雨水收集系統(tǒng)設(shè)備選型

3.2.1 雨水排水系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)

根據(jù)計(jì)算，主樓屋面雨水按照十年重現(xiàn)期，設(shè)計(jì)排水量為64.66L/s，共設(shè)置5個(gè)DN100的87式雨水斗，設(shè)計(jì)排水能力為75L/s；減壓初濾水箱進(jìn)水管管徑為DN250排水能力117L/s。七層裙房屋面雨水按照十年重現(xiàn)期，設(shè)計(jì)排水量為8.73L/s，考慮水箱事故發(fā)生的情況，在裙房屋面上設(shè)置2個(gè)DN200一個(gè)DN300的87式雨水斗，設(shè)計(jì)排水能力為96L/s，滿足主樓屋面及裙房屋面的總排水量73.39 L/s的要求；六層小屋面雨水按照十年重現(xiàn)期，設(shè)計(jì)排水量為1.54L/s，考慮故障發(fā)生情況，共設(shè)置兩個(gè)DN150的87式雨水斗，并且在女兒墻上開(kāi)設(shè)一個(gè)據(jù)地面高100mm，長(zhǎng)*寬為300*300的泄水口，設(shè)計(jì)排水能力為114L/s，滿足主樓屋面及小屋面的總排水量66.2L/s的要求。

3.2.2 雨水水箱的選擇與設(shè)計(jì)

根據(jù)計(jì)算，初濾減壓水箱進(jìn)水管管徑為DN250，從主樓屋面至七層裙房屋面高差為50.7m，在雨水較大時(shí)，管道內(nèi)雨水為半有壓或有壓流態(tài)，考慮安全因素，選擇不銹鋼作為水箱的材質(zhì)，為了減少對(duì)水箱的沖擊，進(jìn)水管采用淹沒(méi)出流，并且在出水口設(shè)置一個(gè)180°的向上回彎，在回彎底部開(kāi)設(shè)一個(gè)De50的小孔，用于初期棄流及減壓；初期污染較嚴(yán)重的雨水進(jìn)入水箱后，先通過(guò)設(shè)置在水箱底部DN150的棄流管直接排到7層裙房屋面上，隨著時(shí)間的推移，雨勢(shì)逐漸增大，雨水通過(guò)設(shè)置在減壓初濾水箱中打有5mm孔洞的過(guò)濾鋼板網(wǎng)，進(jìn)入到DN250的出水管里，出水管管中心距離水箱底450mm，保證棄流厚度，使進(jìn)入到雨水收集水箱的雨水不存在較大的顆粒物；同時(shí)為了安全，分別在水箱中兩側(cè)各設(shè)置了一個(gè)DN250的溢水管，保證在流量較大時(shí)，也可以把超過(guò)溢流水位的雨水排到室外屋面上。減壓初濾水箱作為中轉(zhuǎn)水箱，設(shè)計(jì)儲(chǔ)存不小于20%即13m3的雨水量，為了方便檢修，高度不宜小于2m，故尺寸定為5m*2m*2m（h），有效容積為15m3。

減壓初慮水箱剖面圖（如圖2所示）：

雨水從減壓初濾水箱出來(lái)后，再經(jīng)過(guò)設(shè)置在出水管的Y型過(guò)濾器，進(jìn)一步對(duì)雨水進(jìn)行過(guò)濾，隨后進(jìn)入到六層小屋面上的雨水收集水箱，同樣考慮到安全因素，選擇不銹鋼作為水箱的材質(zhì)，為了減少對(duì)水箱的沖擊，進(jìn)水管采用淹沒(méi)出流，并且在出水口設(shè)置一個(gè)180°的向上回彎，在回彎底部開(kāi)設(shè)一個(gè)De50的小孔，用于減壓，并且在水箱中設(shè)置兩根DN250溢流管，保證超過(guò)溢流水位的雨水可以及時(shí)排出。為了不影響建筑整體外立面效果，充分利用六層小屋面面積，雨水收集水箱尺寸為5m*3.5m*4.5m（h），設(shè)置兩根DN50的出水管與雨水加壓泵連接，經(jīng)過(guò)加壓的雨水先進(jìn)入到全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器進(jìn)行處理，再進(jìn)入到紫外線消毒裝置進(jìn)行消毒后重力流進(jìn)入到院區(qū)澆灑系統(tǒng)中，高差22m，經(jīng)過(guò)處理后的雨水無(wú)需二次加壓，即可滿足澆灑使用需求。

雨水收集水箱平面圖（如圖3所示）：

4 結(jié)束語(yǔ)

在裙房屋面設(shè)置雨水收集水箱，需要充分考慮雨水收集過(guò)程及使用時(shí)的安全問(wèn)題，同時(shí)由于雨水水箱往往體積較大，如何平衡建筑外立面效果及水池容積這兩個(gè)問(wèn)題也需要經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和充分溝通。但是，這種設(shè)計(jì)方式既可以滿足綠色建筑及海綿城市的相關(guān)要求，又可以解決改造項(xiàng)目中室外用地緊張無(wú)法安裝雨水收集池的問(wèn)題，同時(shí)處理后的雨水通過(guò)重力流即可供水還可以減少二次加壓產(chǎn)生的用電費(fèi)用，在用地緊張的改造項(xiàng)目中，在裙房屋面設(shè)置雨水收集池不失為一種適合的解決辦法。

參考文獻(xiàn)：

[1]申亞青，楊國(guó)紅，陳新年，等.城鎮(zhèn)雨水利用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（03）.