李 丽(甘肃第四建设集团有限责任公司,甘肃 兰州 730060)
绿色建筑小区由于对雨水进行了合理的规划和充分利用,建筑小区的土壤环境和路面环境都得到了改善,小区内因雨水造成的路面积水、泥泞等情况大有改善,建筑物的雨水管负荷量降低,排水系统投资和运行费用降低,无论是对于建筑商、小区住户,还是整个城市来说都大有裨益。为了进一步提升雨水回收与利用技术在绿色建筑中发挥更多的价值,需要对其进行深入的研究与分析,以确保收集和利用系统完善合理,能切实有效地改善小区雨水水文循环,建设节水型、生态型示范小区。
我国是一个水资源丰富及消耗量较大的国家,因此很多地区依然面临着严重的缺水问题,从而对国家经济和国民生活造成了不小的影响,为此我国一直在加强对资源开发和利用的研究,绿色建筑就是在这样的国家发展理念下诞生的,展现出了较强的环保性能、节能性能。而随着雨水资源越来越受到重视,绿色建筑也将其作为一种低价良好的补充水源进行了再回收利用,并取得了诸多显著的应用效果:对于城市来说,对小区的雨水进行控制并加以利用,不仅可以大大缓解我国目前水源紧缺现状,还可以减轻城市排水压力,避免城市水污染和内涝;对于小区来说,减小了路面径流,保证小区内道路干净安全,同时收集的雨水还可用于园林浇灌、消防灭火等公共环境和安全维护;对于生态环境来说,由于绿色建筑小区会通过绿地、屋顶花园等生态化的方式收集雨水,从而可以改善小区绿化,有助于调节建筑物温度,提高居民生活质量。因此在绿色建筑小区合理进行雨水资源化利用,不仅可以降低给排水相关方面的建设投资,节省用水开支,还能促进生态和谐,有利于建筑行业和城市的健康发展,具有生态、经济、社会等方面的多重积极效益。
根据雨水的流动特性,按照雨水流动途径,在屋顶将雨水往一处汇聚,设置几个进水口,然后设置重力管道或是采用重力式土地过滤法,将雨水引入蓄水池进行过滤、沉淀,再根据冲洗、灌溉、水景等用水标准进行进一步处理后泵送至对应的用水处。
屋顶花园蓄水利用法(具体构造法可参见图1),屋面径流水质较差,且由于房屋屋面建造要求,铺装了很多防水性材料,因此屋面雨水必须经由排水系统处理,以往多是直接排放至附近水源区,不仅容易造成水污染,还浪费了很多水资源,而屋顶花园中可以有效利用大面积空旷的屋顶,绿植可以起到蓄水作用,还能净化雨水径流,大幅去除雨水中的悬浮物、重金属等杂质,屋顶植物还很大程度上改善空气湿度、环境温度,美化环境的作用,从而提升绿色建筑的生态效益。
图1 小区屋顶绿色屋顶花园构造示意图
雨水就地蓄渗处理的成本较低,且该种技术难度也较小,因而综合效益较高,利用渗水管沟、渗水地面等设施,使雨水渗透到周围土壤和绿化中,以促进土壤涵养水分功能,而这些水分可以丰富地下水储量,也有效降低地面径流量,减少排入市政管网和河流的废水量。在绿色建筑小区中进行利用时:①可以在小区埋设多孔渗水管,降雨时期可以促进雨水向土壤层渗透;②渗水沟是采用覆盖植物或多孔材料的浅沟,其底部预先铺设透水性好的碎石层;③在小区绿地和绿化道路上铺设透水砖也可以促进雨水渗透,且绿植可以起到一定的过滤作用,经此收集的雨水水质较好;④浅草沟雨水处理系统,上层为种植草类植物的浅水洼,下层为填充高渗透性材料的渗透渠,这样表面看起来较为美观,与小区绿化合理融合,而植物与土壤又可以发挥净化、蓄水作用。
最简单的回收利用方式就是上文所述的土壤渗透和地下水源补充,而要实现雨水资源在小区各类生活活动中的利用,需要建立雨水收集、蓄水和净化处理系统,即通过雨水管道、集水管等收集方式将雨水汇聚,经初步过滤,一部分不可用雨水可以直接汇入城市排水系统进行安全排放,另一部分雨水则由自动过滤器再次进行清污净化处理,得到较为洁净的雨水,再经消毒后,可达到低等级中水使用要求,最终用于小区绿化、道路冲洗、车辆清洗、水景营造(小区用水标准可参见表1)。由于我国小区雨水回收利用起步较晚,在建设其回收利用系统时一定要注意各环节的关联性,并根据雨水特点和处理标准选择各类装置和材料,确保该系统能高效发挥作用,并方便管理,有较长的使用年限。
表+ 雨水回收利用方向和要求
目前我国的水净化处理技术水平得到了很大的提升,通过生物、物理、化学等手段可以将城市的各类废水按照非饮用水标准进行处理后获得大量的再生水,虽然不可用于生活饮用水,但是可以很好地满足小区建筑在公共空间、个人卫生等方面的用水需求,因此在绿色建筑小区进行雨水资源化利用时可以与再生水回收利用系统进行联合设计,特别是对于大型建筑和小区而言,可以极大地降低建筑物给排水方面的投入,进一步提升水资源利用效率。
雨水虽然属于较清洁的水资源,但是受环境影响,各城市的雨水成分在含量、构成等方面会有一些差异,而雨水虽然可利用途径较多,但是为了不增加处理成本,需要根据其简单处理后的成分含量和洗涤、灌溉、水景等方面的用书标准合理确定其再利用流向,水质最高为生活饮用水标准,这就要对雨水进行深层净化处理,其次为灌溉用水,需要严格控制水中的重金属、化学成分,而作为清洗类用水处理最为简单,小区道路冲洗只需使用过滤水即可。
要考虑不同城市小区的降水量,南北方城市在年降水量和雨季时期的降雨量有很大的差异,因此需要根据小区所在地的降雨量来确定管道的直径、蓄水池的体积等参数,以确保雨水回收利用系统的各装置规模能承受需处理的最大雨水量。
收集设施:为了最大化收集雨水,需要合理建造雨水收集设施,充分利用小区的屋顶、路面、活动场地、草坪等场地,扩大雨水的有效收集界面,其中屋面收集的雨水量最大,且屋面不受其他人员、车辆及各种活动的影响,雨水更为干净并利于改造,因此在保证屋面防水性能的要求上,要调整好屋面坡度,设置好排水沟、排水管道、落水管及筛网过滤器,使雨水迅速排出,经过滤环节进入滤池贮水池贮存,而对于地面径流收集,可由路面雨水口直接收集,在建造地面时选用透水材料,做好道路排水设计,收集到过滤池后,可构建下凹式绿地,再设置低于路面的雨水口,这样地表水会流向绿地,经植物和土壤吸收后多余的雨水会流入雨水口由雨水管集中收集。
存储设施:为了节约小区用地,同时与小区其他功能设施、整体规划设计保持一致,可以建设一些人工湖和喷泉水池,即可作为水体景观,同时也是一个小型雨水储存设施,还可将调蓄池设置于小区文化广场下,并尽量靠近用水量较大的区域,而蓄水池的建造宜采用蜂窝井状结构,池底留有一定坡度,并安装溢流装置,所有溢流口用过滤网覆盖。
综上所述,雨水作为一种污染不严重、再利用成本低、开发简单的资源,在建筑行业可以被有效地利用,绿色建筑小区可从屋面、路面及绿地等处按照水的流动方向设置相应的收集装置,并集中进行贮存、处理,经沉淀过滤等操作后按照小区用水需求加以利用,可以显著提升绿色建筑的经济、社会效益和环保综合效益,因此各相关人士要积极探索各城市雨水资源利用的技术和方法,合理设计雨水回收利用系统,配置标准的雨水收集、存储设施,切实推行绿色建筑小区雨水资源化利用项目的实施和发展。