雨水收集系统对建筑场地地表径流控制案例研究

李 娟，方梅香

(合肥学院 建筑工程系，安徽 合肥 230601)

雨水收集系统对建筑场地地表径流控制案例研究

李 娟，方梅香

(合肥学院 建筑工程系，安徽 合肥 230601)

通过理论计算确定研究案例地表径流总量，结合项目实际条件，设置雨水收集贮存和处理设施对雨水进行收集处理，回用做绿化浇灌及道路浇洒。同时依据地表径流控制率55%的目标确定雨水收集贮存池大小，将雨水收集系统作为主动调蓄水设施。依据项目实际用水情况对场地雨水进行合理收集回用从而减少雨水外排量，提高场地表年径流总量控制率，并分析回用雨水的安全保障措施。

雨水回收；年径流总量控制率；绿色建筑

1 案例概况

研究案例位于安徽省合肥市，主要功能为商务办公，属于公共建筑。项目按照绿色建筑二星级设计标识要求进行设计，依据《绿色建筑评价标准》GB/50378要求，本项目年径流总量控制率应达到55%。项目共有四栋高层建筑，并设有满铺两层地下室。用地面积为30 225 m2；屋面面积为9 043 m2；场地绿地面积约为6 051 m2；建筑占地面积为8 859 m2；道路及硬质铺装面积为15 315 m2，其中道路面积约为4 434 m2，硬质铺装面积为10 881 m2，并且硬质铺砖均使用透水铺砖，提高雨水入渗率，减少雨水地表径流。

2 年径流总量控制目标

年径流总量控制率是判定年径流总量控制目标达成与否的重要指标。通过计算全年内经过自然渗透、自然蒸发和人工集蓄、循环利用等方法控制的雨水总量占年降雨总量中的比值。研究所选取的案例对象选用的控制方法为室外地面自然渗透，除硬质道路以外的室外铺装地面均采用透水铺装，以最大程度提高雨水渗透量。地表情况及径流系数如表1所示。控雨量计算如表2所示。入渗地面面积(含绿地面积)=透水铺装面积+绿地面积=10 881 m2+6 051 m2=16 932 m2。依据《绿色建筑评价标准》GB/50378规定年径流总量控制率对应的设计控制雨量，若设计需达到55%的年径流总量控制率，(即设计控制雨量为10.5 mm，日控制量)研究案例项目场地内,则需通过调蓄和收集回用措施实现的降雨控制量为：V-V1-V2=317.36-160.17-0=157.20 m3。

表1 地表情况及径流系数

表2 控雨量计算

根据年径流总量控制率计算可以看出，案例项目通过雨水入渗措施可以满足雨水综合利用的要求，使场地年径流总量控制达到55%。考虑到地下室顶覆土土壤含水饱和的问题，应设计导水板，其具有持水和排水的功能。

3 雨水收集系统设计

3.1 雨水利用方案

为充分利用水资源，案例项目结合自身特点，设计雨水回用处理设施，收集部分屋面及室外地面雨水。研究所选取的案例对象的建筑类型为商务办公，室外硬质铺装面积较大，合理运用透水铺装可有效提高雨水渗透量，间接提高年径流总量控制率。在控制方案设计中，应合理组织屋面径流和地表径流，以减少地表径流量为目标，提高地表雨水渗透量。同时建议案例项目采用雨水回用系统，收集屋面、场地雨水，收集后的雨水用于屋面、场地绿化灌溉。

3.2 雨水收集计算

Wya=(0.6～0.7)·10ΨchaF

(1)

式中：Wya为年用雨水量，m3；Ψc为雨水径流系数；由《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400—2006第4.2.2条进行选取；F为计算汇水面积，m2；ha为常年降雨厚度,mm；由《绿色建筑设计导则》DBHJ/T010—2014查得合肥市年平均降雨量为984 mm；0.6～0.7为雨水可用系数，是指总降雨量扣除弃流雨水量等可形成有效径流的系数，案例对象取值0.6。

可收集雨水量计算如表3所示。由表3的计算结果可知，案例对象的年雨水收集总量为6 912 m3。由于室外硬质铺砖及道路收集的雨水杂质较多，室外绿地适宜通过自然渗透对雨水进行调蓄。案例对象的雨水收集利用方案中可用作雨水回收利用的汇水位置为屋面处。

表3 可收集雨水量计算

3.3 年用水总量计算

年均水量平衡计算结果如表4所示。包括浇灌绿植用水、清洗道路用水和清洗车库用水。

(1)浇灌绿植用水。案例对象绿化总面积为6 051 m2，以暖季型搭配少量冷季型绿植为主，养护标准为1级。根据《民用建筑节水设计标准》GB50555—2010第5.1.8条规定，浇灌绿植的年平均浇水定额为0.28 m3/m2，日平均浇水定额为2 m3/m2。需要实施浇灌的月份为4月～11月，12月至次年3月为绿植的休眠期无需进行浇灌。依据上述数据可分别计算出浇灌绿植日用水量Q1=2×6 051=12 102 m3/d及浇灌绿植年用水量Q=0.28×6 051=1 694.28 m3/a。

(2)清洗道路用水。案例对象道路总面积为4 434 m2。根据《民用建筑节水设计标准》GB50555—2010第5.1.9条规定，清洗道路每次用水定额为0.5 L/m2，年清洗次数为30次。依据上述数据可分别计算出清洗道路日用水量Q2=0.5×4 434÷1 000=2.217 m3/次，及清洗道路年用水量Q=Q2×30=66.51 m3/a。

(3)清洗车库用水。案例对象地下停车库面积为12 390m2。根据《民用建筑节水设计标准》(GB50555—2010)第3.1.2条规定，清洗车库每次用水定额为为2 L/m2，清洗车库日用水量Q3=2×12 390÷1 000=24.78 m3/次，年清洗次数为12次，则清洗车库年用水总量Q=Q3×12=297.36 m3/a。

表4 年均水量平衡计算结果

从表4可以看出，理论计算收集量大于总用水量，因此，收集的雨水可满足室外绿化浇灌、道路冲洗，且水量基本平衡。由于降雨的不均匀因素影响，分析逐月降雨量情况，根据逐月水量平衡计算结果可知，场地内雨水利用量为2 058.15 m3/a，雨水不足时采用自来水间接补给。

3.4 蓄水池大小计算

蓄水池服务的绿化灌溉面积为6 051 m2，服务的道路冲洗面积为4 434 m2，服务的车库冲洗面积为12 390 m2；并根据《民用建筑节水设计标准》(GB50555—2010)结合《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009版)，所收集的雨水池大小按能存储3日最高日最大用水量进行建设。综上所述案例项目绿化浇灌及道路冲洗最大用水量为Q1+Q2+Q3=12.10+2.22+24.78=39.10 m3，所收集的雨水池大小为V=3×39.1=117.3 m3。由于案例项目地下室面积较大，地面绿环面积有限，且不宜设置下凹式绿地进行调蓄水，为达到55%的年径流控制率，应按照需要主动调蓄水进行控制的雨水量不少于157.2 m3来设计蓄水池。兼顾考虑其他损耗，建议设计蓄水池大小为160 m3。

4 雨水回用系统的用水安全保障措施

(1)在雨水回用系统中的储存和输配环节应该选用高效的消毒设备对水体进行杀菌，保证水质不受污染。

(2)为保障经雨水回用系统处理后的水质安全，应保证水质符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920)和《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400)等相关国家技术规范的要求。

(3)为防止回用雨水与其他生活用水产生混接误用，应在雨水回用系统的设备、管道及接口处进行着重标识。

(4)为防止回用雨水在使用过程中发生断水及溢流，应设置相应的备用水源和溢流装置并配置切换设施。

(5)为避免造成环境污染，雨水回用系统所使用的设备和管材应采取防腐措施，弃流的雨水也必须经过严格处理后方可排放。

雨水处理系统出水水质指标汇总如表5所示。

表5 雨水处理系统出水水质指标汇总

5 结 语

伴随国民经济的迅速发展及城市化进程的加快，绿色建筑发展的大趋势已不可逆转。绿色建筑在全国新建建筑中的占有比例将不断上升。地表年径流总量控制和雨水回收系统作为两项重要绿色建筑技术措施，在绿色建筑评价体系中占有重要地位。两者之间既相互关联，同时可以双管齐下：一方面利用雨水回收系统对雨水进行回收利用以达到提高雨水利用率、缓解水资源紧缺、降低用水经济成本的目的；另一方面利用雨水回收系统作为主动调蓄措施提高场地年径流总量控制率，降低雨水外排量，减轻城市排水管网压力，避免城市内涝的发生。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50378—2014绿色建筑评价标准[S].2014:12-14.

[2] 合肥市城乡建设委员会.DBHJ/T010—2014绿色建筑设计导则[S].2014:82-87.

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[7] 宫永伟,李小宁,李俊奇,等.建筑与小区雨水调蓄设施的径流控制效果分析[J].给水排水,2015(6):57-61.

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Study on Construction Site Surface Runoff Controlled by Rainwater Collection System

LI Juan, FANG Meixiang

(Hefei University, Hefei 230601, China)

In this paper, a project is introduced to apply distributed control technology to realize the integrated management of rainwater. Calculation is used to determine the total surface runoff. Considering the project actual conditions, rainwater collection system is set up to collect the rainwater storage and treatment facilities. At the same time, on the basis of surface runoff control 55% of the orders, rainwater collection storage pool size is determined, and the rainwater harvesting system is settled as active water storage facilities. According to the project actual situation on site, rainwater is collected and recycled. Rainwater excretion is reduced. The total annual runoff control ratio is improved and recycling the safeguards of the rain is analyzed.

rainwater recovery system；total annual runoff control；green building

10.3969/j.issn.1674-5403.2017.04.006

TU208

A

1674-5403(2017)04-0024-04

2017-09-20

李娟(1987-)，女，安徽合肥人，硕士，讲师，主要从事绿色建筑与建筑物理环境方面的研究.

安徽省住房与城乡建设厅软科学研究项目(2014YF-02).