常州市中医医院雨水收集利用系统设计简介

杨乐

摘 要：雨水收集利用系统在海绵城市及绿色建筑中有重要的地位，但是在设计过程中往往會出现室外场地不够，雨水收集池无法安装布置的情况。文章首先对常州中医医院雨水收集利用系统进行详细的计算，然后在满足相关要求的同时，尽量减少投资，充分利用闲置面积，在裙房屋面上设计雨水收集利用系统，节约土地资源；并且经过处理的雨水采用重力流供水，具有减少浇洒所产生的二次加压费用、提高可靠性等优点。

关键词：雨水收集；绿色建筑；0020

中图分类号：TU992 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0109-02

1 概述

近年，随着海绵城市的发展以及人们对于绿色建筑的关注度逐渐提升，雨水收集利用系统也愈发的体现了其在建筑系统中的重要性。但是由于常用的室外雨水收集池存在占地面积大，埋深要求高等缺点，尤其是对于一些位于市中心的改造项目，如何平衡用地紧张与雨水利用二者关系成为很多建设单位的关注点。本项目即在室外用地紧张的情况下，综合考虑设计雨水收集系统，解决了这一难题。

2 项目概况

常州市中医医院位于常州市天宁区的核心区域，西临城市主干道和平路，南临麻巷路，始建于1956年，是常州地区唯一一所集医疗、教学、科研、预防保健、急救于一体的三级甲等综合性中医医院。本次在现有院区内规划建设急诊病房综合楼，总建筑面积41993.36平方米，其中地上32309.77平方米， 地下9683.59平方米。床位数345张。主要使用功能为急诊急救、胸痛门诊、口腔门诊、中医康复及治未病、产科门诊、病房、行政办公等功能。地上19层，地下2层。

本项目由于与老楼共用院区，用地紧张，既要满足室外绿地面积及管线布置的需求，又要达到绿色二星年径流总量控制率55%的标准，考虑到室外院区无法设置安装雨水收集池，所以本项目通过在裙房屋面设置了一套雨水收集回用系统来解决这一问题。流程如下：首先主楼屋面雨水通过87式雨水管系统收集到7层裙房屋面减压初滤雨水箱中，雨水经过7层裙房屋面的减压初滤雨水箱进行减压并过滤大块颗粒物（5mm以上的颗粒物），然后进入到6层小屋面的雨水收集水箱，最后通过设置在6层小屋面的雨水消毒设备处理后，进入到室外浇洒系统进行院区的绿化。

系统流程图（如图1所示）：

3 雨水收集利用系统设备的选择

3.1 雨水收集系统计算

3.1.1 室内外雨水系统计算

采用常州市的暴雨强度公式：

q：暴雨强度L/（s·hm2）

T：重现期 a；

t：降雨历时 min；

屋面雨水量计算：降雨重现期按10a，降雨历时5min计算，q10=4.49（L/s·100m2）；

主楼屋面雨水量=ψFq=0.90*1600*4.49/100=64.66L/s

3.1.2 屋面雨水收集系统计算

公式：W=10ψFh

ψ：雨量径流系数

F：汇水面积（hm2）

h：设计降雨厚度（mm）

主楼屋面面积1600m2=0.16hm2

（1）雨水可利用量计算

参见10SS705《雨水综合利用》南京资料

降雨重现期按1a，最大降雨厚度45.6mm，弃流厚度3mm；

设计主楼屋面雨水收集量V=10*ψFhy=10*0.90*0.16*（45.6-3）=61.34m3

（2）总浇洒用水量

院区绿化面积：2600m2

室外绿化浇洒面积用水：Q=Qd*F=4*2600/1000=10.4m3

（3）院区道路面积：7500m2

室外道路浇洒面积用水：Q=Qd*F=4*7500/1000=30m3

总浇洒用水量W=10.4+30=40.4m3

（4）雨水收集池容积计算

V（61.34m3）≥W（40.4m3）

综上所述雨水收集池有效容积需大于等于61.34m3，水箱尺寸为5m*3.5m*4.5m（h），有效容积为65m3。

3.1.3 年径流总量控制率校核

已知条件：项目场地面积7783m2

参见南京55%年径流控制率对应设计控制降雨量11.5mm，场地综合径流系数：0.649， 室外院区80mm下凹绿地面积：200m2。

建设项目场地内设计降雨控制量：V=11.5/1000*7783=89.5m3

入渗实现控制率：1-0.649=0.351

实现降雨控制量：V1=89.5*0.351=31.41m3

下凹式绿地收纳容积：V2=200*0.08=16m3

通过调蓄收集回用措施的降雨控制量：V3=89.5-31.41-16=42.09m3

雨水收集池有效容积65m3>42.09m3，满足年径流总量控制率55%的要求。

3.2 雨水收集系统设备选型

3.2.1 雨水排水系统的选择与设计

根据计算，主楼屋面雨水按照十年重现期，设计排水量为64.66L/s，共设置5个DN100的87式雨水斗，设计排水能力为75L/s；减压初滤水箱进水管管径为DN250排水能力117L/s。七层裙房屋面雨水按照十年重现期，设计排水量为8.73L/s，考虑水箱事故发生的情况，在裙房屋面上设置2个DN200一个DN300的87式雨水斗，设计排水能力为96L/s，满足主楼屋面及裙房屋面的总排水量73.39 L/s的要求；六层小屋面雨水按照十年重现期，设计排水量为1.54L/s，考虑故障发生情况，共设置两个DN150的87式雨水斗，并且在女儿墙上开设一个据地面高100mm，长*宽为300*300的泄水口，设计排水能力为114L/s，满足主楼屋面及小屋面的总排水量66.2L/s的要求。

3.2.2 雨水水箱的选择与设计

根据计算，初滤减压水箱进水管管径为DN250，从主楼屋面至七层裙房屋面高差为50.7m，在雨水较大时，管道内雨水为半有压或有压流态，考虑安全因素，选择不锈钢作为水箱的材质，为了减少对水箱的冲击，进水管采用淹没出流，并且在出水口设置一个180°的向上回弯，在回弯底部开设一个De50的小孔，用于初期弃流及减压；初期污染较严重的雨水进入水箱后，先通过设置在水箱底部DN150的弃流管直接排到7层裙房屋面上，随着时间的推移，雨势逐渐增大，雨水通过设置在減压初滤水箱中打有5mm孔洞的过滤钢板网，进入到DN250的出水管里，出水管管中心距离水箱底450mm，保证弃流厚度，使进入到雨水收集水箱的雨水不存在较大的颗粒物；同时为了安全，分别在水箱中两侧各设置了一个DN250的溢水管，保证在流量较大时，也可以把超过溢流水位的雨水排到室外屋面上。减压初滤水箱作为中转水箱，设计储存不小于20%即13m3的雨水量，为了方便检修，高度不宜小于2m，故尺寸定为5m*2m*2m（h），有效容积为15m3。

减压初虑水箱剖面图（如图2所示）：

雨水从减压初滤水箱出来后，再经过设置在出水管的Y型过滤器，进一步对雨水进行过滤，随后进入到六层小屋面上的雨水收集水箱，同样考虑到安全因素，选择不锈钢作为水箱的材质，为了减少对水箱的冲击，进水管采用淹没出流，并且在出水口设置一个180°的向上回弯，在回弯底部开设一个De50的小孔，用于减压，并且在水箱中设置两根DN250溢流管，保证超过溢流水位的雨水可以及时排出。为了不影响建筑整体外立面效果，充分利用六层小屋面面积，雨水收集水箱尺寸为5m*3.5m*4.5m（h），设置两根DN50的出水管与雨水加压泵连接，经过加压的雨水先进入到全自动自清洗过滤器进行处理，再进入到紫外线消毒装置进行消毒后重力流进入到院区浇洒系统中，高差22m，经过处理后的雨水无需二次加压，即可满足浇洒使用需求。

雨水收集水箱平面图（如图3所示）：

4 结束语

在裙房屋面设置雨水收集水箱，需要充分考虑雨水收集过程及使用时的安全问题，同时由于雨水水箱往往体积较大，如何平衡建筑外立面效果及水池容积这两个问题也需要经过精心设计和充分沟通。但是，这种设计方式既可以满足绿色建筑及海绵城市的相关要求，又可以解决改造项目中室外用地紧张无法安装雨水收集池的问题，同时处理后的雨水通过重力流即可供水还可以减少二次加压产生的用电费用，在用地紧张的改造项目中，在裙房屋面设置雨水收集池不失为一种适合的解决办法。

参考文献：

[1]申亚青，杨国红，陈新年，等.城镇雨水利用研究[J].科技创新与应用，2015（03）.