1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
雨水回用收集处理工艺研究
摘要
目前全球水资源短缺已成为公认的严峻问题，而我国建筑大多耗能量巨大。本文结合建筑和市政两方面，讨论雨水回用的必要性、收集和处理工艺以及用途。关键词：雨水回用雨水收集雨水处理
Abstract
Thecurrentglobalwatershortagehasbecomerecognizedasaseriousproblem,butmostoftheenergyconsumptionofthebuildingishuge.Theobjectiveofthisstudywastodiscusstheneedforreuserainwatercollectionandtreatmentprocessesandusescombiningbothconstructionandmunicipal.
Keywords:Rainwaterreuse;Rainwatercollection;Rainwatertreatment
第一章雨水回用的意义
1.1资源意义
水资源缺乏是一个世界性的问题，在我国这一问题则更为突出。为了缓解水资源缺乏的现状，除了节约用水、回收利用污水外，充分利用水循环中的重要环节降水，显得极有必要。降水的人工利用，不仅可以缓解市政供水的压力，其在处理后的利用，还能带来更高的经济价值，相应的减少了资源的浪费。
1.2社会意义
世界各国在雨水回用方面都有相对健全的政策和手段，美国、德国、突尼斯等国，甚至为雨水回用建立了奖罚制度。而在我国，不仅相应的制度还不够完善，国民的节水意识甚至还很淡薄，很多地区浪费水资源的现象十分普遍。广泛推广雨水回用，可以使节水的意识深入人心，从而推进全社会各个方面、各种手段的节水行为。
第二章雨水收集方法
雨水最为常见的流落介质有屋面、道路、绿地等，考虑到后期处理利用的水质要求以及收集的可能性，绿地雨水因地面渗透等不适合作为回用雨水的来源。屋面和道路雨水相较而言，适合作为回用雨水水源进行收集。两者之中，道路雨水被污染程度比屋面雨水严重，因此两者的收集和处理需要分开考虑。屋面雨水可以直接收集排入雨水蓄水池。
2.1屋面雨水收集工艺
由于降雨初期雨水水质较差，所以收集的初期雨水需要进行弃流。屋面雨水可利用屋面雨水斗收集，经雨水管网系统流入雨水贮水池，超出收集标准的弃流雨水直接排放到市政雨水管网系统中，贮水池中的雨水经过处理后便可使用。屋面材料对雨水水质有直接影响，因此需要选用对水质污染小的屋面进行雨水收集。除此之外，还要保证屋面有适当的坡度，以便于雨水汇集。
2.2道路雨水收集工艺
城市道路路面不易透水，雨水收集难度低，效率高。但在收集过程中，和屋面雨水一样，初期收集到的雨水被污染程度严重，需要弃流。不同于屋面雨水的是，城市道路经过各种车辆的通行，轮胎行驶后留下的橡胶残留物、汽车尾气或其它污染源等给路面雨水造成的污染，都影响了路面雨水的水质。因此路面雨水收集除了初期雨水弃流外，对一些污染严重的路面则不宜直接作为收集面来利用。
坡度和断面的应用有利于雨水的收集，另外考虑到雨水收集工程造价的问题，可改进常规收集雨水利用集水渠的思维方式，将其建造成低于路面的斜坡或浅沟，并相应的种植绿色植被。绿色植被不仅可以美化城市，在降雨初期，由于绿色植被的渗透作用，可以将水质较差的初期雨水渗入地面，植被表层还能拦截流经雨水中的颗粒状污染物，进一步优化了收集雨水的水质。
近年来，雨水回用的理念正在被越来越广泛的推广，新型路面透水工艺也在不断进步。除了利用沟渠收集雨水外，使用新型透水铺装材料，可以更大化的收集雨水。如采用多孔沥青和多孔混凝土和草皮砖地面,增加渗透等。透水性良好的路面更有利于植被的生长，植被对人工灌溉的需求量降低，从而也减少了城市建设开支。
第三章雨水处理与利用
3.1雨水处理工艺
3.1.1屋面雨水处理工艺
考虑到雨水收集后大多作为非饮用水使用，因此其处理工艺不同于自来水厂，需结合水源本身的水质、水量、经济成本等多方因素进行设计。
欧阳禧玲等人研究的杂用水雨水收集回收系统见图3.1。
汇集雨水 弃流装置或系统 雨水储存水质处理 消毒
溢
水质保持 流补水清水池
市政雨水管网用水管网
图3.1杂用水雨水收集回用系统
根据李远等人的研究，弃流装置采用弃流分离过滤器，其工艺流程见图3.2。
弃流分离过滤器
屋面汇集雨水 格栅 弃流控制器复合流过滤器 蓄水池
弃流雨水
市政雨水管网
图3.2弃流分离过滤器工艺流程
弃流控制器具有自动控制功能，无需人工操作，可自行根据雨水水质以及降水量等情况，控制雨水的弃流及收集，保障了雨水收集的高质、高效。
雨水水质处理的基本步骤遵循混凝、沉淀、过滤、消毒的步骤进行。
根据《GB50400-2006建筑与小区雨水利用工程技术规范》，处理后的雨水水质应根据用途确定，其中COGcr和SS的水质指标如下：
表3.1雨水处理后CODcr和SS指标
项目指标 | 循环冷却系统补水 | 观赏性水景 | 娱乐性水景 | 绿化 | 车辆冲洗 | 道路浇洒 | 冲厕 |
CODcr(mg/L)≤ | 30 | 30 | 20 | 30 | 30 | 30 | 30 |
SS(mg/L)≤ | 5 | 10 | 5 | 10 | 5 | 10 | 10 |
混凝剂的选择多样，曹秀芹等人的研究表明，聚合氯化铝混凝出水效果最好,其最佳投药量为5mg/L。
沉淀池采用旋流式沉淀池，过滤采用压力滤池，然后进行消毒便可回用。
3.1.2道路雨水处理工艺
市政道路雨水的用途通常与屋面相似，用于循环冷却水系统补水、观赏性水景及绿化等，水质处理要求不高。雨水在收集阶段经弃流后，水质通常能达到CODcr在70~100mg/L,SS在20~40mg/L。道路雨水的处理工艺大体与屋面雨水相似，即需要经过一定的沉淀、过滤、消毒后方可使用。
3.2雨水回用
结合表1相关项目指标，处理后的雨水可用于循环冷却系统补水、观赏性水景、娱乐性水景、绿化、车辆冲洗、道路浇洒、冲厕等多种用途，其中屋面雨水通常用来作为生活中水使用，如冷却系统补水、冲厕、洗车等；道路雨水通常适合用来作为观赏性水景、绿化等市政用水。综合利用收集处理过的雨水，可以大大减少自来水用水量，减轻市政污水处理压力，充分体现节能环保。
第四章结语
节水在建筑节能方面的应用，可以有效降低建筑能耗，雨水回用是一项开源节流的绿色节水手段。当然，在我国的很多地区，降雨量并不是全年均匀分布的，因此在雨水回用的同时也需要其他供水系统的补给。在建筑以及市政雨水处理中，推广完善雨水回用系统，是一项具有深远意义的工作。
参考文献
[1]刘国庆.雨污分流后城市道路雨水综合利用研究[J].江苏科技信息，2012，（9）：57~58.
[2]王秀艳，王启山，耿安峰.建筑节水的必要性与可行性绿色建筑水资源配置研究[J].环境保护，2006,（8B）：64~67.
[3]欧阳禧玲.浅谈建筑雨水利用系统的类型及应用[J].建设科技：78~79.
[4]李远，丁武龙，胡昊.公共建筑屋面雨水处理及回收利用研究[J].绿建筑节能，2012，（3）：52~55.
[5]曹秀芹，车武.城市屋面雨水收集利用系统方案设计分析[J].给水排水，2002,28（1）：13~15.
[6]孙雨石.有关市政道路雨水收集利用方法分析[J].防洪排水，2013，（5）：118~120.
[7]邓风，陈卫.南京市居住区雨水利用方案探讨[J].中国给水排水，2003，19（5）：95~97.
[8]杨嘉欣,翟永真.浅谈城市地面景观设计的雨水收集措施[J].城市：25.
[9]段晓东，钱玮.浅谈城市雨水的收集和利用[J].交通科技，2011，（10）：164~167.
[10]熊峰，唐小虎，张东.居住区雨水收集利用设计方案探讨[J].住宅产业，2013,6:31~33.
[11]杨峥峰.住宅小区雨水收集谈[J].工程建设与设计，2012:93~97.
[12]李梅,李佩成,于晓晶.城市雨水收集模式和处理技术[J].山东建筑大学学报，2007,22（6）：517~520.
[13]刘光琳.各国节水有高招[J].人才资源开发,2011,(6)：99.
[14]徐冬英，何浙波.建筑雨水资源回用研究[J].价值工程：310~311.
[15]王志强,刘邑婷,左亚会.绿色建筑雨水资源的利用[J].水利与建筑工程学报，2011,9（5）：108~112.
[16]颜青霜.住宅给水节水节能在绿色建筑中的应用[J].能源环境，2012,4:123~124.
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
一、题目
昆仑路2号地块办公楼给水排水工程设计
二、工程概况
昆仑路2号地块办公楼建筑总共十五层，地下二层为汽车库，地下一层为自行车库及设备用房，地上十五层全为办公用房，顶层为机房层。
由平面图可知，一层层高4.2m，二层层高3.6m,三层层高3.6m。4~15层层高3.1m。
三、设计任务
本设计应包括生活给水系统、消火栓给水系统、喷淋给水系统、排水系统。
四、设计成果
1、撰写开题报告（综述）
2、设计计算说明书一本，包括如下内容：
（1）方案的选择和比较（含给水方式的调查与研究报告一篇）；
（2）给水系统水力计算；
（3）消火栓系统水力计算；
（4）喷淋系统水力计算；
（5）排水系统水力计算；；
（6）主要设备的选型与计算。
3、图纸
（1）图纸目录1张
（2）地下二层给排水平面1张
（3）地下一层给排水平面1张
（4）给排水总平面1张
（5）一层给排水平面1张
（6）二层给排水平面1张
（7）三层给排水平面1张
（8）四层给排水平面1张
（9）五-十层给排水平面1张
（10）十一层给排水平面1张
（11）十二-十三层给排水平面1张
（12）十四层给排水平面1张
（13）十五层给排水平面1张
（14）屋顶机房给排水平面1张
（15）给水系统图1张
（16）消火栓系统图1张
（17）喷淋系统示意图1张
（18）排水系统图1张
（19）泵房工艺图1-2张
（20）设计总说明（含设备材料表）1张
（21）给排水详图1-3张
合计21-24张
五、设计依据
1.建筑给水排水设计规范GDJ45-82；
2.高层民用建筑防火设计规范GBJ45-82；
3.各有关文件及工种提供的资料：
（1）昆仑路2号地块办公楼市政设计要点；
（2）建筑平面图13张；
六、系统方案
1、给水系统
拟设定两种方案：
①下层直接供水、上层设水泵、水箱的给水方式
②下层直接供水、上层采用变频水泵加压供水（无水箱）的方式
两种方式的优缺点比较如下：
名称 | 优点 | 缺点 |
第一种 方案 | 水池、水箱储存一定的水量，停水、停电时上层可延时供水，供水可靠性提高 | ①安装维护较麻烦，投资较大，有水泵振动、噪声干扰较大 ②设有水箱，增加了水质的二次污染机会 |
第二种 方案 | ①不需要设水箱，减少了结构负担，减少了二次污染 ②供水水压趋于稳定，水泵选择好的话将大大地节省能源 | 一次性投资很大，变频调速器价格昂贵、技术复杂 |
结论：实际设计中，越来越多的工程都逐渐地放弃了设水箱的这种给水方式，其中的一大原因就是水箱的二次污染问题；现在的科技水平发展很快，变频技术的发展也日渐成熟起来，一些变频技术的缺点也在逐渐被克服。所以针对本建筑，采用第二种方案。
具体阐述如下：
该办公楼1~3层采用城市管网水压直接供水，4层及以上采用地下室变频水泵机组联合分区供水。
2、排水系统
拟设定两种方案：
①传统的排水：卫生器具排水管穿越楼板进入下层再接入立管
②同层排水：卫生器具不穿楼板，在同层内接入立管
两种方式的优缺点比较如下：
名称 | 优点 | 缺点 |
第一种 方案 | ①卫生器具选择性较大且造价较低 ②安装技术简单，一般的安装人员就可以应付 | ①卫生器具穿越楼板进入他户，产权模糊 ②噪音干扰，上层用水下层的噪声很大。 ③漏水问题，一旦上层发生漏水问题，维修就比较困难。 |
第二种 方案 | ①房屋产权明晰，管道检修可在本户内进行 ②卫生器具的布置不受限制，用户可自由布置卫生器具 ③排水噪音小，对下层住户基本上没有干扰 ④渗漏水机率小 | ①卫生器具的选择性较小，一般都会采用某专业品牌的卫生器具 ②造价较高 ③安装技术要求高，需要专业的安装技术人员 |
结论：实际生活中，基于建筑物的本身条件，采用传统排水的方案。
具体阐述如下：
卫生间污废水合流．采用UPVC螺旋消音排水立管排水，采用传统的排水方式即各卫生器具穿越楼板进入下层的排水方式，各管设伸顶通气管通气，各排水干管在地下层汇合至一根管排出。地下室废水经集水坑收集、潜污泵(固定自耦式安装)提升后排出。建筑物污水汇集经化粪池处理后排入城市管网集中送至城区集中污水处理厂。
3、消火栓给水系统
高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。本办公楼属于高层建筑，经核算采用临时高压消防给水系统，本设计采用消防水泵和屋顶水箱联合供水，消防水池设于地下室。室外消火栓用水量为20L/s，室内消火栓用水量为20L/s，每根竖管的最小流量是15L/s，每只水枪的最小流量是5L/s，火灾延续时间为2h。消防立管设置在楼梯间、管道井内，消火栓应该尽量靠近立管。室外给水管道布置成环状，设两根进水管，分别从两条市政给水管道引入，设置呈环状管网增加系统的安全性。
4、自动喷淋系统
拟设定两种方案：
①湿式自动喷水灭火系统
②预作用喷水灭火系统
两种方式的优缺点比较如下：
名称 | 优点 | 缺点 |
第一种 方案 | ①灭火速度快，及时扑救效率高 ②系统简单，施工、管理方便 ③建设投资低，管理费用少，节约能源 | ①管网中充满了有压水，渗漏时会损坏建筑装饰和影响建筑的使用 ②适用于环境温度4℃〈t〈70℃的建筑物 |
第二种 方案 | ①管网中平时不充水，发生火灾时，自动排气充水，减小了管网的压力负荷 ②系统更先进更可靠，适用于干式和湿式系统所能使用的任何场所，适用范围广 | ①比干式和湿式系统多了一套自动探测报警和自动控制系统 ②系统比较复杂、投资较大，一般用于建筑装饰要求高，灭火要求及时的建筑 |
结论：本建筑采用湿式自动喷水灭火系统。
