民用建筑雨水收集與利用

韋 嘯

(南昌航空大學土木建筑學院，江西 南昌 330063)

民用建筑雨水收集與利用

韋 嘯

(南昌航空大學土木建筑學院，江西 南昌 330063)

以民用建筑雨水收集與利用為出發點，對房屋建筑中雨水及中水的利用方法進行了研究，介紹了房屋建筑的雨水收集處理構造，并對家庭廚房用水的回收再利用進行了闡述，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重缺乏的國家之一，有將近400座城市缺水,其中，嚴重缺水的城市達 130多個。水資源短缺，必將制約城市的發展。

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

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。

在節水的大環境下，城市需要進一步發展，分析水資源，合理利用水資源，是至關重要的。

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

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

1 外國先進研究成果

許多發達國家如德國、日本等國都很關注雨水的利用，如日本結合已有的中水工程，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保理念。它的設計與建造體現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，通過屋頂和硬質地面收集到的雨水需要全部進入主體建筑內部和廣場地下層的儲水箱。在那里雨水經過初步的沉淀和過濾，經過處理的雨水通過地下控制室里的眾多水泵和過濾器進入各個大樓的中水系統用于沖廁、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，經由屋面進入雨水回收管，通過雨水回收管進入用戶家的水箱中。

對于平屋頂，可以在對屋面進行構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，應在坡邊緣設置外挑檐溝，雨水回收管設置在外挑檐溝中。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造復雜且屋面極不規則的民用建筑屋面。

在檐溝處放置過濾網，作為雨水處理的第一道工序。過濾網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。雨水進入雨水回收立管后，經過一個雨水轉換裝置進入用戶家中的水箱達到儲存的目的(見圖1)。當入水口打開時，雨水在雨水管內穿過外墻進入室內，通過入水口進入水箱；當入水口關閉時，雨水管無法進入水箱，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進行。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，設計時應根據當地降雨量和用戶用水量確定儲水箱的容積。以南昌為例，2012年南昌市降雨量達到了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的雨水用來沖洗衛生潔具，換算下來，便是每日6.6 kg的雨水可以用來沖洗衛生潔具，可以沖洗2次～3次坐便器。

4)進行利用。經過處理后，雨水可以直接拿來沖洗衛生潔具，就近打掃衛生間，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生間，也可以接入有水池的陽臺。在陽臺設置水箱，經由樓頂的雨水收集管接收雨水，由管道連至各戶陽臺，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)中可利用的水的統稱。在這些中水被處理后，可以轉化成達到一定衛生標準的用于綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、衛生間沖洗的水，可以達到節水的目的。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，支管通過墻體進入自家衛生間。在衛生間設置一個簡易的過濾水箱，這些用水進入這個過濾水箱，經過簡單過濾，就能拿來沖洗廁所，或打掃廁所內衛生。考慮到實際上用戶無法將全部用水循環使用，應在管段上(不在墻體內)設置閥門，控制水流是進入排水管還是進入回收管進入衛生間儲水箱內。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大多是暴露的，或是在檢查口內(例如廚房的水池底下是整體櫥柜，可以打開下面的門進行檢修)，于是可以將閥門設置在排水管上。用戶打開此閥門，則用水會經上述過程進入衛生間水箱內；若關閉，則水會經過排水管進入排水系統。這樣用戶可以靈活控制對生活用水循環利用的需求，以及可以避免回收了污染程度很高的水進行利用，破壞再利用的效果。

4 應用前景

隨著水資源的愈發短缺，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，已經有很多市民有了節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，基礎較為薄弱，目前主要在一些缺水地區有一些小型的、非標準的應用，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。

南昌市正處在發展建設的高速路上，新城區正在擴建，很多房屋建筑即將被建造。隨著新城區的發展，政府相關部門、房產開發者應該看到這樣的一種前景，在房屋設計時將中水利用因素考慮進去，設計新型建筑。此外，南昌建設的新城區目前只有一座中水處理廠，鋪設的中水管道很短，處理并生產的中水只夠處理廠本身的使用。紅谷灘地區的房屋大多是傳統的建筑，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約水資源的意愿。隨著建筑科技使建筑雨水、中水再利用設備愈發廉價，節水型建筑、綠色建筑將得到很好的推行；將會使環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“綠色城市”“節約型城市”的理念不謀而合。發展節水型建筑、“綠色建筑”滿足城市可持續發展的需要，對國家的城市建設有著重大意義。

5 研究總結

我國水資源匱乏，能夠直接使用的水越來越少。目前國內在雨水和中水的收集再利用方面的研究仍處于發展階段，很多問題正在被逐步解決和完善：技術不成熟，技術設備運用成本昂貴，民眾缺乏對此方面的認識和認可；沒有建筑規范對新型節水建筑起規范作用等等問題。隨著建筑科技的發展和民眾對雨水和中水再利用理念的接受，相關技術將愈發成熟，成本會降低，節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方案設計分析[J].給水排水，2002(1)：95-96.

[3] 陳 雄.居住小區雨水利用建筑技術與設計[J].建筑技術，2009(7)：123-125.

[4] 何 強.綠色建筑中水處理工藝及設施探討[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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