城市建筑雨水利用分析范文

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1雨水生態利用技術

城市公共建筑中收集的雨水屬于較潔凈的微污染水資源，因此，設計者常采用一些生態技術處理并加以利用。現在國內外已有的先進技術包括濕地處理技術、穩定塘處理技術、MR系統、局部生態區域雨水綜合利用系統等等。隨著人們對生態建筑的認識不斷加深，建筑中的雨水利用方式也在不斷的擴大，如在低能耗建筑當中的雨水利用等。

1.1人工濕地雨水處理系統

人工濕地常可應用于城市公共建筑的雨水處理。它包括一個前處理系統和一個主體濕地:前處理系統通過自然沉淀去除較重顆粒和浮渣，降低后續濕地的處理負荷，以保證其正常運行和使用壽命。主體濕地種植蘆葦等挺水類植物，通過植物、微生物的降解作用以及土壤的吸附、滲透作用進一步處理雨水。以英國世紀彎頂為例川，作為環保措施的一部分，泰晤士河公司在該彎頂安裝了大型的中水回用裝置，其中彎頂收集的雨水為建筑內的廁所沖洗提供100耐/d的回用水。收集的雨水首先通過三級濕地預處理系統。由于場地限制，最大人流量為1oom3/d，其余過量雨水排人泰晤士河。雨水依次通過一級蘆葦床、瀉湖及三級蘆葦床。蘆葦床的面積各為乃0擴，瀉湖的容積為粼刃襯。蘆葦床深0.6m，坡度為0.5%，為防止沖刷，湖床底鋪河卵石，直徑在5一ro~之間，同時種植當地高耐鹽性的蘆葦。該處理系統不僅利用自然的方式有效的預處理了雨水，同時很好的融人到世紀彎頂的景觀建設當中。經過預處理的雨水與地下水、輕度污染生活污水一同通過膜深度處理系統后回用。

1.2MR系統

MR系統，又稱“水洼一滲透渠組合系統”，是德國近十年發展起來的雨水處理技術川。該系統多安裝于公共建筑場所及道路附近，通過雨水的分散控制來緩解城市排水管網的負擔，并涵養地下水資源。系統由上至下可分為兩層，上層為種植草類植物的淺水洼，下層為滲透渠。通常，水洼層鋪設活土，深度不超過0.3m，通過土壤與植物的處理作用凈化雨水，同時種植的植被綠化可以很好的融人到建筑周圍的生態景觀當中。下層滲透渠一般填充高滲透性的棱柱狀顆粒，例如礫石或熔巖顆粒等，可儲存大量雨水，并逐漸將雨水釋放以補充地下水，多余的雨水通過排空管排走。漢諾威世博會KIDnsberg城區的雨水利用工程中成功的應用了該系統[a]。該城區建設工程占地150萬擴。區內通過全新的雨水處理方法，完整的保持了自然水資源。在公共街道，雨水流人MR系統，依靠該系統強大的蓄水能力保留雨水并逐步滲透地下，多余的雨水依靠排水管排放;在居住區域，屋頂和鋪筑地面的雨水則被引人池塘等開放水系。通過一系列恰當的設計，MR系統與各種水環境共同創造了良好的生態環境及高質量的開放空間。

1.3低能耗建筑中的雨水生態利用

隨著城市建筑越來越強調創造低能耗、可持續發展的建筑空間理念，生態環保技術開始在城市建筑設計中大量應用，其中雨水作為一種自然的潔凈資源也逐漸受到設計師的關注。英國的B二layc耐HQ是當代低能耗辦公建筑中的優秀作品之一〔‘〕。由于該建筑內有2300名員工辦公，加上大量使用電子設備，導致夏季室內熱負荷偏高。該建筑利用大面積的屋頂收集雨水，并集中儲存到位于該建筑北側的一個大面積人工湖。雨水在人工湖中通過自然的方式得到處理，同時創造了良好的建筑外部空間;由于在建筑內設計了一條gm寬的長條形中庭，人工湖面潮濕的涼風得以不斷進人建筑，攜帶室內的熱空氣后再由中庭向上排出建筑，這種自然熱循環方式有效的降低了室溫;另外，在天花板中設計了抽風與送風循環管道，當氣溫過高時，可通過該管道將熱空氣抽送至人工湖，通過湖中巧一16oC的涼水冷卻熱空氣，經過冷卻的空氣再循環進人建筑。

1.4技術特點

城市公共建筑中雨水生態處理利用技術利用并強化了各種自然的過程與屬性，依靠土壤、植物、微生物組成的生態系統凈化雨水，從而避免了人工處理雨水帶來的能源、資源消耗;通過恰當利用雨水的各種自然屬性，降低了城市發展對自然系統的破壞，保持了建筑乃至城市的自然生態性;構建的生態處理系統創造了良好的城市自然景觀。在德國柏林Polsd~r廣場Daimle二hrysler區域的生態小區雨水綜合利用系統就取得了良好的經濟、生態與社會效益[5J。目前，該技術較符合我國實際情況，可廣泛應用于以生態建設為目標的城市。但是，這種技術完全依賴自然的凈化機理處理雨水，它需要占用較多的城市空間，無法適應建筑密度高且改建困難的城市;另一方面，由于該技術對雨水的凈化效果有限，所以當對雨水回用水質要求較高時，就必須經過進一步的深度處理才能使用。

2雨水深度處理技術

城市公共建筑中的雨水深度處理技術一般可分為吸附、膜分離、消毒等工藝，通常可取得良好的處理效果。如活性炭吸附處理可以去除95%以上BODS和SS，并清除水的異味及有機污染物。采用微濾(MF)膜、超濾(UF)膜深度處理雨水可去除絕大多數的細菌、病毒、膠體等顆粒物質。消毒工藝采用藥劑包括臭氧、紫外線、氯、二氧化氯等。其中紫外線消毒是一種非常有效的殺菌與凈化方式。Fujioka在夏威夷進行的實驗表明，利用太陽能紫外線設備可去除集蓄水中99.9%以上的細菌[6J。在實際應用當中，為保證處理效果，可采用多種工藝相組合的方式處理雨水。

2.1悉尼奧運會場館雨水深度處理

由于澳大利亞水資源短缺，在悉尼奧運會場館設計中充分考慮了水資源的節約和開發。悉尼組委會將奧運會場區的雨水收集和處理系統根據地形和地勢分為3個收集系統和一個主體育場的雨水收集處理利用系統。收集的雨水首先通過一系列的氧化塘進行自然生物處理，接著與經過二級處理的場區污水混合后進人深度處理系統處理，出水達到回用標準后回用。該系統的中水回用工藝主要采用微濾膜技術，微濾膜采用聚丙烯中空纖維材料，孔徑為0.2卿左右，可以去除水中的懸浮物和病原菌。在此之后，根據回用水質含鹽量的要求，再采用反滲透技術進行除鹽處理。反滲透出水加氯消毒后用于沖洗廁所，而反滲透剩余水則用于場館綠地灌溉。回用水廠的處理能力為70以)m3/d，同時處理污水處理廠出水和儲存塘中的雨水。

2.2MBR系統

MBR雨水處理技術是現在國際上比較流行的一種中水回用處理技術。該工藝是曝氣生物濾池與膜分離器相結合的組合工藝，充分發揮了濾池的生物降解作用與膜的高效分離作用。雨水首先通過曝氣生物濾池以去除水中絕大多數sS與有機物量，從而確保接下來的膜反應器不受污染;接著雨水再通過膜分離器去除剩余的微細顆粒與溶解性物質。該組合工藝的優點在于占地面積小，維護較為方便，處理水質好。在南京聚福園小區中MBR雨水處理技術的應用取得了很好的效果。

2.3技術特點

雨水深度處理技術是多數雨水回用前必須采取的處理措施，它強調了對高科技的應用。該技術占地面積小、處理時間短，可極大提高雨水水質，避免雨水簡單回用所帶來的衛生隱患。如日本國技館雨水處理工藝采用微細網過濾器去除直徑100卿以上的污染物，并定期投加次抓酸鹽消毒，快速處理后即可安全用作廁所沖洗水等川;該技術發展相對成熟，許多廠商都有成套的處理設備，安裝使用方便。但是由于它過于依賴人工的手段強化雨水質量，故無論是設備購買還是運行維護成本都遠較生態處理技術為多，且對能源、物質的依賴過高，經濟性較差。同時，雨水如果僅依靠深度處理技術處理，由于它的非自然性，不易融人到城市建筑的生態環境中，也可能造成回用的不安全。

3適合國情的雨水利用技術探討

我國許多城市(如北京、上海、南京等地)都已展開關于雨水利用的研究或是實際應用。此處以上述的國際、國內較為流行的雨水利用技術為基礎，以經濟相對發達的大中型城市(特別是上海)的實際情況為背景，嘗試探討適合國情的大型公共建筑中的雨水利用技術。

3.1結合生態城市建設契機，推進雨水生態利用技術的發展

生態城市的建設是當今城市建設的重要內容。通過大型公共建筑生態雨水利用技術的應用，特別是類似高負荷濕地或穩定塘等占地面積較小同時生態景觀較好的技術，在不占用太多城市空間的前提下，可以很好的將雨水利用工程同城市已有或改造的水體系統相結合，在提高城市生態景觀建設的同時處理并利用雨水，從而促進生態城市的建設。

3.2體現可持續發展的生態建筑理念，發展節能型雨水利用技術

作為生態城市的組成部分，可持續發展的生態建筑受到了人們的關注。在可持續發展生態建筑中，能源消耗量的多少是評價建筑生態性的一個重要指標。通過在建筑中采用恰當的低能耗生態雨水利用方法并連同其他技術，在美化建筑周邊生態環境的同時，可以很好的降低雨水處理系統以及建筑對能源消耗的需求，從而構建可持續發展的低能耗生態建筑。如上述英國B二坷c耐HQ辦公建筑就是一個很好的范例。

3.3充分利用雨水資源，積極應對水資源妞缺危機

國內各大城市普遍水資源短缺，通過恰當應用適合國情的雨水深度處理技術可以促進中水回用，減少城市對潔凈水的依賴，并減少城市水生態系統破壞的可能性。同時，許多城市(如北京、上海等)由于地下水開采過量，導致地下水資源日益減少，甚至造成地面沉降等嚴重問題。而類似人工濕地、MR系統等的生態雨水處理、利用技術，不僅可以依靠土壤的自然滲透凈化作用凈化水質，同時，經過收集處理的雨水還將逐步滲透地下，補充地下水，從而保證城市可以持續而充分的利用地下水資源。

3.4結合城市特點，優選雨水處理利用技術

由于自然、歷史等原因，導致各城市發展情況各異。以上海為例，上海地處長江下游，降雨豐沛，年均降雨量可達到1(XX)~以上;水體眾多，水體表面占全市總面積的n%。大面積的水體表面為建設人工濕地等大型公共建筑生態雨水利用系統提供了可能性。而大量的降雨也保證了這些系統的正常運行，防止因為水量過少而導致補充大量潔凈水所造成的水資源浪費。另一方面，許多國內大中城市建設已有相當規模，城市中心容積率較高，綠化水平低，給生態雨水技術的利用帶來諸多困難，在這些地方可以適當的應用類似MR系統的雨水處理技術，在不占用很多城市用地的前提下減少了徑流量，并保證了城市綠化。

3.5經濟可行性分析

近二十年來，我國國民經濟取得長足發展，但是相對于發達國家來說，仍然處于一個較低的水平，由于經濟條件的限制，使得價格因素成為我們在雨水利用技術選擇時重要的一部分，而雨水生態處理技術主要是依靠自然的方式處理并利用雨水，無論一次性投資成本還是運行成本都比較低廉。

3.6總結

綜上所述，在我國的現有國情下，城市大型公共建筑中以生態技術為基礎的雨水技術應用將有較大的發展空間。它不僅是建筑生態環境的一部分，也是整個城市生態建設的一部分。即在改造建筑微觀環境的同時達到改善城市宏觀生態環境的目的;它不僅通過改善環境質量改善人們的生活質量，而且通過對自然條件的恰當利用促使建筑減少對能源、物質的消耗，從本質上保證了生態系統的穩定，使人們的生活得到持續健康的改善;它不僅依賴于簡單的自然生態處理系統，同時也將結合經濟的、低能耗的深度處理技術，以滿足中水回用需要，節約了資源。所以，這種雨水利用技術可統稱為可持續發展的生態雨水利用技術。它將是適應各地區現有的自然生態情況，以保持城市生態系統可持續發展為目的，以生態處理技術為主、深度處理技術為輔的靈活組合的雨水利用技術，并將成為我國大型公共建筑雨水利用技術發展的一個方向。