建筑雨水收集循环利用工艺探析

梁文静 徐杰 何轶 张科杰

（恒尊集团有限公司，浙江舟山 316106）

1 引言

目前，在建筑行业日常的施工作业过程中，需要大量的水进行冲洗、降温、除尘以及其他作业，为了达到施工的要求，往往会造成大量的水资源浪费，与节能减排、绿色环保的理念相悖。如今“绿色建筑”理念对建筑行业提出了新的要求，将回收的雨水用于建筑施工作业，是城市建设过程中一项非常好的措施。但在绿色建筑施工作业过程中，如何高效地收集雨水以及采用何种举措循环利用雨水成了现实问题，同时在雨水收集过程中也出现了很多技术性问题。由于各种问题存在很大的不确定性，甚至出现二次污染或者安全事故，已经严重阻碍了绿色建筑的可持续发展，因此，急需开发建筑雨水收集并循环利用工艺来解决当下难题。

2 建筑雨水收集循环利用工艺的要求分析

传统建筑施工过程中会造成大量水资源的浪费，大大增加了企业的负担等问题与不足［1-5］，如何有效地循环利用水资源成了重中之重［6-10］。查阅并参考其他水资源重复利用工艺，最终明确了建筑雨水收集循环利用工艺的设计要求［11-15］，具体如下：

（1）操作简单，自动化程度高，实用方便；

（2）设置水压自动控制器、压力调节阀等，可以有效调节水资源的用量；

（3）设置雨水供水调节系统和雨水循环利用系统，可有效利用水资源。

3 建筑雨水收集循环利用工艺的设计

3.1 雨水调节收集系统过程分析

利用CAD 软件设计的建筑雨水收集循环利用工艺见图1。

图1 建筑雨水收集循环利用工艺

如图1，在建筑施工现场，通过电机3 带动离心泵2 运转，使雨水过滤器1 的外部和内部产生强大的压强差，继而利用雨水过滤器1 将残剩的水分以及雨水通过单向止回阀4 回收到雨水收集箱5 里面。在收集雨水的过程中，雨水过滤器1 外部是由滤网组成的，可以防止其他杂质造成堵塞的现象，单向止回阀4 的作用是单向流通，可以防止雨水收集箱5在气压较大的情况下产生倒流现象。

在雨水调节收集过程中，水压自动控制器17 不仅可以改变雨水收集箱5 内部的压强，还可以使雨水回收在一个相对比较安全的环境中。当电机6 带动离心泵16 运转，将雨水收集箱5 收集的雨水通过电动调节阀7 以及水流传感器8 输送到雨水循环控制系统15 中。电动调节阀7 里面设置有控制器，可通过接受电信号来控制阀门的开度，水流传感器8可以输出脉冲信号直接监测并感应出管道中水的流速，通过计算即可得出水流对应管道的压力。电动调节阀7 可以调节管道中雨水流量，也可根据实际需要，构建远程智能控制系统，从而实现远程监控。

3.2 雨水循环利用系统过程分析

当收集的雨水经过雨水收集箱5 调节后流向雨水循环控制系统15，由于雨水中的部分杂质密度大于水的密度，在雨水循环控制系统15 中逐渐分层，下层慢慢产生聚沉。将聚沉的固体物定期从废水沉淀池14 中清除，上层的雨水则可以循环利用。首先，通过电机9 带动离心泵13 运转，将雨水循环控制系统15 中上层囤积的雨水通过安全阀10 流向电动压力调节阀12，在两者之间雨水流动的过程中安装有水流传感器11，水流传感器11 可以输出脉冲信号直接监测并感应出管道中水的流速，通过计算即可得出水流产生的压力。由于安全阀10 在雨水循环过程中有保护系统的功能，当循环系统中雨水流量过大时，即超过系统规定的压力值时，安全阀打开，会将循环过程中的一部分水流排除管道外，从而使循环系统的压力值处于允许值之下，进而保证循环系统不会因压力过大发生事故。而电动压力调节阀12 具有根据流过管道的水流压力自动调节管道的流通口径的作用，从而实现调节水流。在循环利用雨水过程中，安全阀10 和电动压力调节阀12 的协同作用，可以更好地保证雨水循环利用的高效进行。

4 施工过程中建筑雨水收集循环利用分析

4.1 施工过程中建筑雨水收集循环利用技术可行性分析

4.1.1 调节收集水资源技术可行性分析

本系统工艺在雨水调节收集过程中，首先，采用电机带动离心泵运转，利用雨水收集器两侧产生的压强差，可以大量地收集残剩的水分，采用单向止回阀设计防止干吸过程时发生水分回流现象，从而保证储存收集更多的水分。与此同时，利用水压自动控制器来调节雨水收集箱内部的压强。其次，采用电机再次带动离心泵运转，利用水流传感器所监测的数据，实时调节电动调节阀，从而保证水分在流通管道的压力承受范围之内输送水分，最终实现快速、高效、安全地将收集的水分输送到雨水收集箱中。

4.1.2 高效循环利用水资源可行性分析

本系统在水资源循环利用的过程中，首先，利用废水沉淀池排除固体沉淀物，减少了系统部件堵塞的可能性。其次，利用安全阀的调节、水流传感器的实时监测、电动压力调节阀自动调节管道流通口径等协同作用功能，保证了整个循环利用水资源作业高效、安全地进行。再次，在整个雨水收集及循环利用的过程中，电动调节阀及电动压力调节阀、水压自动控制器均是电动作业，不但可以保证系统协同作业维持在正常压力范围内，还可以实现施工过程中随雨水量自动开启和关闭，极大地提高了整个循环体系的工作效率。

4.2 施工过程中建筑雨水收集循环利用节约成本分析

本试验针对某建筑工地某一部分施工结束后加之下雨天气，实施雨水收集工艺与以往没有任何措施进行对比，采用此建筑雨水收集循环利用工艺进行大面积雨水收集，同时每隔1 h 测量收集的雨水量，见图1。

图1 某建筑工地收集雨水量

根据监测的数据得出，使用建筑雨水收集循环利用工艺，在10 h 内约收集雨水41 t。工地用水属于工商业用水价格，约4.10 元/m3，这片区域可以收集的用水量节约成本约168.1 元，同时针对整个建筑工地进行预估，每次节约成本2 000 元左右，每年仅这一个建筑工地至少可以节约15 万元，相比较没有采取任何处理措施而言，不但提高了水资源的利用效率，而且环保节能。

5 结语

本建筑雨水收集循环利用工艺，经过技术可行性分析及试验分析，不但有效地解决了传统施工过程中水资源大量浪费的问题，而且节省了经济成本，同时提高了雨水的利用价值，对于建筑工地的水资源利用有一定的借鉴意义。