建筑雨水收集循環利用工藝探析

梁文靜 徐杰 何軼 張科杰

（恒尊集團有限公司，浙江舟山 316106）

1 引言

目前，在建筑行業日常的施工作業過程中，需要大量的水進行沖洗、降溫、除塵以及其他作業，為了達到施工的要求，往往會造成大量的水資源浪費，與節能減排、綠色環保的理念相悖。如今“綠色建筑”理念對建筑行業提出了新的要求，將回收的雨水用于建筑施工作業，是城市建設過程中一項非常好的措施。但在綠色建筑施工作業過程中，如何高效地收集雨水以及采用何種舉措循環利用雨水成了現實問題，同時在雨水收集過程中也出現了很多技術性問題。由于各種問題存在很大的不確定性，甚至出現二次污染或者安全事故，已經嚴重阻礙了綠色建筑的可持續發展，因此，急需開發建筑雨水收集并循環利用工藝來解決當下難題。

2 建筑雨水收集循環利用工藝的要求分析

傳統建筑施工過程中會造成大量水資源的浪費，大大增加了企業的負擔等問題與不足［1-5］，如何有效地循環利用水資源成了重中之重［6-10］。查閱并參考其他水資源重復利用工藝，最終明確了建筑雨水收集循環利用工藝的設計要求［11-15］，具體如下：

（1）操作簡單，自動化程度高，實用方便；

（2）設置水壓自動控制器、壓力調節閥等，可以有效調節水資源的用量；

（3）設置雨水供水調節系統和雨水循環利用系統，可有效利用水資源。

3 建筑雨水收集循環利用工藝的設計

3.1 雨水調節收集系統過程分析

利用CAD 軟件設計的建筑雨水收集循環利用工藝見圖1。

圖1 建筑雨水收集循環利用工藝

如圖1，在建筑施工現場，通過電機3 帶動離心泵2 運轉，使雨水過濾器1 的外部和內部產生強大的壓強差，繼而利用雨水過濾器1 將殘剩的水分以及雨水通過單向止回閥4 回收到雨水收集箱5 里面。在收集雨水的過程中，雨水過濾器1 外部是由濾網組成的，可以防止其他雜質造成堵塞的現象，單向止回閥4 的作用是單向流通，可以防止雨水收集箱5在氣壓較大的情況下產生倒流現象。

在雨水調節收集過程中，水壓自動控制器17 不僅可以改變雨水收集箱5 內部的壓強，還可以使雨水回收在一個相對比較安全的環境中。當電機6 帶動離心泵16 運轉，將雨水收集箱5 收集的雨水通過電動調節閥7 以及水流傳感器8 輸送到雨水循環控制系統15 中。電動調節閥7 里面設置有控制器，可通過接受電信號來控制閥門的開度，水流傳感器8可以輸出脈沖信號直接監測并感應出管道中水的流速，通過計算即可得出水流對應管道的壓力。電動調節閥7 可以調節管道中雨水流量，也可根據實際需要，構建遠程智能控制系統，從而實現遠程監控。

3.2 雨水循環利用系統過程分析

當收集的雨水經過雨水收集箱5 調節后流向雨水循環控制系統15，由于雨水中的部分雜質密度大于水的密度，在雨水循環控制系統15 中逐漸分層，下層慢慢產生聚沉。將聚沉的固體物定期從廢水沉淀池14 中清除，上層的雨水則可以循環利用。首先，通過電機9 帶動離心泵13 運轉，將雨水循環控制系統15 中上層囤積的雨水通過安全閥10 流向電動壓力調節閥12，在兩者之間雨水流動的過程中安裝有水流傳感器11，水流傳感器11 可以輸出脈沖信號直接監測并感應出管道中水的流速，通過計算即可得出水流產生的壓力。由于安全閥10 在雨水循環過程中有保護系統的功能，當循環系統中雨水流量過大時，即超過系統規定的壓力值時，安全閥打開，會將循環過程中的一部分水流排除管道外，從而使循環系統的壓力值處于允許值之下，進而保證循環系統不會因壓力過大發生事故。而電動壓力調節閥12 具有根據流過管道的水流壓力自動調節管道的流通口徑的作用，從而實現調節水流。在循環利用雨水過程中，安全閥10 和電動壓力調節閥12 的協同作用，可以更好地保證雨水循環利用的高效進行。

4 施工過程中建筑雨水收集循環利用分析

4.1 施工過程中建筑雨水收集循環利用技術可行性分析

4.1.1 調節收集水資源技術可行性分析

本系統工藝在雨水調節收集過程中，首先，采用電機帶動離心泵運轉，利用雨水收集器兩側產生的壓強差，可以大量地收集殘剩的水分，采用單向止回閥設計防止干吸過程時發生水分回流現象，從而保證儲存收集更多的水分。與此同時，利用水壓自動控制器來調節雨水收集箱內部的壓強。其次，采用電機再次帶動離心泵運轉，利用水流傳感器所監測的數據，實時調節電動調節閥，從而保證水分在流通管道的壓力承受范圍之內輸送水分，最終實現快速、高效、安全地將收集的水分輸送到雨水收集箱中。

4.1.2 高效循環利用水資源可行性分析

本系統在水資源循環利用的過程中，首先，利用廢水沉淀池排除固體沉淀物，減少了系統部件堵塞的可能性。其次，利用安全閥的調節、水流傳感器的實時監測、電動壓力調節閥自動調節管道流通口徑等協同作用功能，保證了整個循環利用水資源作業高效、安全地進行。再次，在整個雨水收集及循環利用的過程中，電動調節閥及電動壓力調節閥、水壓自動控制器均是電動作業，不但可以保證系統協同作業維持在正常壓力范圍內，還可以實現施工過程中隨雨水量自動開啟和關閉，極大地提高了整個循環體系的工作效率。

4.2 施工過程中建筑雨水收集循環利用節約成本分析

本試驗針對某建筑工地某一部分施工結束后加之下雨天氣，實施雨水收集工藝與以往沒有任何措施進行對比，采用此建筑雨水收集循環利用工藝進行大面積雨水收集，同時每隔1 h 測量收集的雨水量，見圖1。

圖1 某建筑工地收集雨水量

根據監測的數據得出，使用建筑雨水收集循環利用工藝，在10 h 內約收集雨水41 t。工地用水屬于工商業用水價格，約4.10 元/m3，這片區域可以收集的用水量節約成本約168.1 元，同時針對整個建筑工地進行預估，每次節約成本2 000 元左右，每年僅這一個建筑工地至少可以節約15 萬元，相比較沒有采取任何處理措施而言，不但提高了水資源的利用效率，而且環保節能。

5 結語

本建筑雨水收集循環利用工藝，經過技術可行性分析及試驗分析，不但有效地解決了傳統施工過程中水資源大量浪費的問題，而且節省了經濟成本，同時提高了雨水的利用價值，對于建筑工地的水資源利用有一定的借鑒意義。