某项目雨水回用系统的分析

廖伟

【摘要】本文分析了广州某办公项目设计雨水回收系统的可行性，介绍了采用的处理工艺，并对占用机房及成本方面进行了分析对比。结果表明，项目设计雨水回用系统，将有利于项目满足绿色建筑评级要求，但所需机房占地面积大，初期成本和运行维护成本较高。

【关键词】雨水；回收利用；工艺；成本

广州某办公项目，该项目拟申请绿色建筑等级，设计雨水回收系统将有利于项目的绿色建筑评价，但将加大项目难度并提高成本。因此，本文对该项目雨水回收的可行性及设计要求做了具体研究。

1、概述

项目位于广州某地块，占地面积大概在4000平方米，为甲级写字楼。 雨水回收利用是建筑节水的重要措施之一，可以有效缓解市政雨水管网压力，同时，考虑到项目园林设计可能会有景观用水需求。景观用水水源不得采用市政自来水和地下井水的要求，可以回收利用雨水，作为景观用水水源[1]。本文根据广州市降雨情况、可回收雨水量以及成本等分析，提出方案的可行性。

2、雨水回收量计算

广州市属亚热带海洋性气候[2]，气候温和，雨量充沛。每年4至9月为雨季，年平均降雨量为1736.1mm，年降水天数为110天。广州市两年一遇的日降雨厚度为106.8mm，两年一遇的降雨历时1小时的降雨厚度为51mm。

项目可考虑回收雨水的位置为办公楼屋面，汇水面积约2300 m2。按广州市空气质量，初期弃流量宜取2.0mm，每年弃流次数按80次估算。雨水各参数详见表1：

表1雨水量计算

项目 参数 备注

年降雨量 1736mm 广州市气象资料

可利用汇水面积 2300m2 根据本项目各可搜集面进行估算

雨量径流系数 0.8 建筑与小区雨水利用工程技术规范（GB50400-2006）

雨水回收、利用损耗率 0.9 建筑与小区雨水利用工程技术规范（GB50400-2006）

1） 雨水设计径流总量应按下式进行计算：

W=10 ψc hy F （ 4.1.1）

式中 W——雨水设计径流总量（m3）；

ψc——雨量径流系数；

hy——设计降雨厚度（mm）；

F——汇水面积（hm）；

2） 初期径流弃流量按下式计算：

Wi =10 × δ × F （ 4.1.2）

式中 Wi——设计初期径流弃流量（m3）；

δ——初期径流厚度；

F——汇水面积（hm）；

按公式4.1.1和4.1.2计算：

最大日可利用降雨总量 = 雨水设计径流量 - 初期径流弃流量 = （10×0.8×106.8×2300/10000 -10×2×2300/10000）×0.9=173m3/d；其中，降雨厚度以两年一遇的日降雨厚度106.8mm计，初期弃流量取2.0mm，其它参数详见表1。

年可回收雨水总量 = 年雨水设计径流总量 - 年初期径流弃流量 = （10×0.8×1736×2300/10000 -10×2×80×2300/10000）×0.9=2544m3/y；其中，降雨厚度以两年一遇的日降雨厚度1736mm计，初期弃流量取2.0mm，弃流次数按80次估算，其它参数详见表1。雨水可利用降雨量见表2。

表2雨水量计算

项目 参数 备注

年均最大可利用降雨总量 2300m3 根据以上公式计算得出

最大日可利用降雨总量 173m3 根据以上公式计算得出

年可回收雨水总量 2544m3/y 根据以上公式计算得出

3、雨水回用处理工艺

雨水回收利用系统包括收集系统、储存处理系统和回用水管网系统三个部分。

3.1收集系统

本项目采用重力流雨水系统，设置弃流设施。不同高度的雨水斗分别设置独立的收集系统，并设溢流设施。屋面雨水通过集水沟、雨水斗、雨水立管，最后排至雨水处理机房。

3.2储存及处理系统

由于屋面雨水经初期径流弃流后水质比较洁净，一般尽可能简化处理工艺，同时以便满足雨水利用的季节性，节省投资和运行费用。

1） 工艺流程

雨水可生化性较差，因此推荐采用物理、化学处理等便于季节间断运行的技术。工艺流程见图1，包括初期径流弃流、蓄水池沉淀、过滤和消毒等环节。

图1 雨水回用工艺流程

对于雨水回用工艺流程图中，雨水弃流系统流程示意见图2：

图2 弃流系统工艺流程

图3 弃流系统示意图

安全分流井用于连接雨水汇集管、雨水收集管和弃流管。雨水汇集管和弃流管标高相同，高于雨水收集管。降雨初期，弃流控制器关闭，初期雨水经弃流管直接排入雨水排水管网；当弃流控制器开启时，雨水通过雨水收集管进入复合过滤器，再进入调节沉淀池。当蓄水池达到高水位时，弃流控制器关闭，雨水通过弃流管排入市政雨水管网。

2） 各处理单元构筑物所需面积比较

根据选定的工艺流程估算各个处理单元构筑物所需的建筑面积，估算结果如下：

表3机房面积估算

项目 参数 备注

调节沉淀池 80m3 根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006要求，雨水回收利用規模的蓄水池宜按照汇水面积内两年一遇的降雨历时1小时的降雨量设计。广州市两年一遇的降雨历时1小时的降雨厚度为51mm，调节池按收集51mm取值。

过滤罐 处理水量2.1m3/h 按日运行8小时估算需要2个滤罐

清水池 4.2m3

.（按最高日用水量25%确定） 雨水经回收处理后，进入清水池，用于绿化、车库冲洗等

总面积 约84m2 包括调节池、过滤装置、投药装置、加压泵、控制装置等

3.3 回用水管网系统

回用水管网系统包括供水泵、供水管网建设等。由于雨水回用于绿化和车库冲洗，将会增加一套管道系统和供水泵等设备。

5、小 结

通过以上分析，本项目收集雨水后，可减少地面径流，降低市政管网的负荷，实现节水；同时增加雨水系统可以满足广州市绿色建筑指南评级要求；但是雨水回用系统所需机房占地面积较大，增加一套处理系统，增加初投资，并且增加后期运行管理费用。

从经济方面考虑，由于本项目屋面面积不大，绿化面积也偏小，雨水回用利用率不高，雨水回收利用系统投资成本大，经济效益低；但从绿色建筑评级方面考虑，可以采用雨水回用系统以达到绿色建筑评级要求。

1. 参考文献

[1]《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010）；

[2] 广州市气象资料；

[3]《建筑给排水设计规范》（GB50015-2003）2009年版；

[4]《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）；

[5]《广州市绿色建筑设计指南》