建筑设计中对雨水收集再利用的设计研究

建筑设计中对雨水收集再利用的设计研究

黄敏宜

黄敏宜

广州经济技术开发区天津市建筑设计院分院510730

摘要：本文对在建筑设计中进行雨水收集再利用设计的意义进行了阐述以后，对进行该设计的意义、方法和技术体系进行了研究。

关键词：建筑设计雨水收集再利用

1.引言

建筑设计除了需要满足常规的技术需求和使用需求以外，还需要能够和环境相适应，并能够对局部环境起到积极作用。随着城市化的推进以及全球气候的变化，水资源在广泛的范围内都具备重要意义。因此，为了缓解水资源短缺、净化建筑区环境并促进区域生态的改善，建筑设计必须将水资源的利用放在重要的位置，尤其是对雨水的利用，由于这不仅可以节约水资源，还可以对地表径流和局部环境起到调控作用，因此有必要对雨水的收集再利用在建筑设计的整体框架内进行研究。

2.在建筑设计中进行雨水收集再利用设计的意义

过去一段时间以来，我国推行的是以经济建设为中心的国家发展战略，经济规模不断扩大、城市不断发展、社会生产生活的资源使用量也不断增加。在这样的社会背景下，几乎所有的城市除了利用地表水以外，还大量开采地下水，这在内陆城市体现得尤为突出。如此一来，城市地下水被抽空，而地表水渗透补充的速度又较慢，所以近年以来各地城市塌陷的案例越来越多。另一方面，当出现强降雨的时候，地表水流迅速集中又会导致地面积水甚至是局部洪灾，这对正常的生产生活将产生严重的威胁。所以，如果我们能够在进行建筑设计的阶段就注意雨水的收集和再利用，那么就可以起到多重作用：既可以增加水资源，减少对地表水和地下水的攫取；也可以留住一部分雨水，减少高峰期地表的水流，减轻排洪压力；而且还可以增加雨水在地表的停留时间，从而补充地下水；同时还可以增加建筑周围的绿化供水，从而改善局部的生态环境。可见，对雨水进行收集再利用具备重要的环境价值、经济价值和社会价值。

3.在建筑设计中进行雨水收集利用设计的方法、设计标准及技术体系

3.1雨水收集利用的方法

一般来说，进行建筑设计时可以采用的雨水收集方法有两大类：设置地上蓄水系统或者设置地下蓄水系统。地上蓄水既可以利用屋顶，也可以修建专门的蓄水池，尤其是利用屋顶蓄水由于除了一般的蓄水功能以外还可以增加建筑的视觉效果，在实践中更受青睐。地下蓄水一般是利用较深的蓄水池，这种蓄水池除了具备蓄水功能以外，还具备处理雨水（如对雨水进行过滤和净化处理）的功能，并具备收集、处理和运输系统。地下蓄水池的面积不受限，而且配置具备系统性，因此，这类蓄水系统的设置一般应该纳入城镇的整体建设规划。

3.2雨水收集系统的建筑设计标准

雨水收集和再利用是一个庞大的体统工程，为了保证工程的效率，在进行设计的时候，就需要一些标准（或者限制条件）来规范和指导建筑设计。这些标准包括三个方面：

（1）当地雨水资源的常规量

雨水资源的多寡以及季节变化、年度变化对于收集系统的设计有着相当程度的决定影响。雨水的常规量具体来说是指建筑所占面积上的可能降雨总量，这个量的值应该取降雨总量的最大值。不过，值得注意的是，水资源的具体来源除了自然降落沉积以外，还包括通过沟渠、管道和自然渗透等方式获得的雨水。确定这个常规（最大）量的目的在于确定建筑中蓄水设施的标准，并为用水计划（因为用水计划和蓄水规模需要匹配）提供给参考指标。

（2）利用雨水的能力

任何资源在使用过程中都很难达到理想状态，对水资源的利用亦是如此。城镇特别是大城市的水资源消耗是巨大的，而城市局部区域的雨水是很难独自满足用水需求的，这是因为：一方面水资源在收集的过程中会有渗透、蒸发和浪费等现象，另一方面当前对雨水的处理技术有限，雨水很难全部转化为符合使用要求的水资源，有相当一部分所收集的雨水在处理的过程中会被弃之不用。因此，在设计雨水收集利用的建筑的时候，工程规模需适度大于理论需水量。

（3）雨水的循环规律

众所周知，雨水是由于陆地和海洋的水份在蒸发至高空以后遇颗粒冷却再降落回地表的，也就是说雨水是大气循环和水循环的一部分。基于这个原理，我们在设计雨水收集利用的时候，需要对雨水的自然循环规律（特别是雨水在降落在地面以后的循环规律）有较为准确的认识。一般来说，自然状态下，降雨量中的80%会被湖泊、土壤等截留，剩下的20%则会汇集起来流走，进入江河及海洋。不过，城市的地理环境不是自然状态，在这个环境中，地表涵养水源的功能丧失殆尽，多数降雨会形成径流。为此，在设计雨水收集利用设施的时候需要根据这个规律来确定选址并分别设计不同的方案。

3.3建筑设计中进行雨水收集利用设计的技术体系

（1）雨水收集技术

不同环境中的雨水有不同的特征。受下垫面的影响，雨水在降落量和水质等方面存在差异，这种差异有时候是非常明显的，而这对于雨水的处理及使用都有着较为关键的影响。因此，我们应该重视雨水收集技术的使用，并且实践中不断的完善。比如说，工业区的雨水特别是初雨所含的粉尘较重，同样，马路路面雨水也含有大量杂物，这些雨水收集以后经过较为初级的处理以后会被用于城市绿化、城市公厕冲洗和喷泉等，所以，这部分雨水的收集技术可以着眼于“如何大量而广泛地收集”。而对于居民区、商业区屋顶的雨水，受到的污染少，经过处理后很容易达到饮用水标准，可以作为城生活用自来水使用。因此，对这部分雨水的收集需要注意“分开存放”，并且蓄水设施需要需具备先进的处理和输送能力。

（2）雨水传输及保存技术

降水虽然有一定的规律，但也随时处在不断变化之中，它往往和用水很难达到时间和量上的一致。就算是同一座城市，不同的季节、不同的区域，其用水量也是不一样的。因此，收集的雨水要得到合理的利用就需要通过一定渠道输向多个用水区域，并且还应该对所收集的雨水运用一定的技术和设备进行保存以解决降水和用水的时空矛盾。一般来说，雨水的运输有两种形式：管道运输和沟渠输送。而雨水的保存技术种类很多，我们既可以利用蓄水池来保存（这些蓄水池一般是用混凝土制作的，少数是用塑料制作）；也可以用人工湖和水下公园等形式来蓄水；还可以规划人工湿地或者增加绿地的渗水量。对于城市来说，如何将雨水的传输和保存与城市总体规划结合起来，在利用雨水资源减轻用水压力的同时，让城市景观因为有水而更加宜人，这是城市治理和雨水收集利用的共同课题。

（3）雨水的处理技术

雨水（特别是城区收集的雨水）在自然状态下是很难直接使用的，由于其中含有尘埃和树叶等杂物，因此，在利用雨水之前就必须对所收集的雨水进行处理。一般情况下，雨水的处理要经过过滤、化学净化和药物净化等阶段。不过，对于不投入生活用的雨水，只需经过过滤即可。经过过滤，雨水中直径在0.2毫米以上的杂质会被清除，如此处理后的雨水可以用于城市卫生系统和绿化系统。

4.结束语

随着人类社会的进步，人们在追求经济发展的同时，由于自然环境的总体恶化，人们对于提升环境质量的呼声越来越强烈。为了解决人类社会和自然的矛盾，也为了人类自身生活的更加美好，在建筑设计中加入环境元素已然成为了建筑设计界的一股潮流，而对雨水的收集再利用进行设计便是这股潮流中的一个典型。

参考文献：

[1]雨水的收集利用与绿色建筑设计探讨.城市建设理论研究,2011,19:34.

[2]孙爽,高华.园林绿化中雨水的收集与利用.缘色料技,2010,7:33.

[3]李亮.德国建筑中雨水收集利用.世界建筑,2012,12:56.