CN104074233B - 多功能生态型露天蓄水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种屋顶蓄水装置，特别是一种多功能生态型露天蓄水装置，其结构要点在于，包括有雨水处理房、露天集水池和楼顶架空层，雨水处理房位于水池底面的中部位置，嵌置在架空层的上楼板中，在雨水处理房的外周沿靠近水池底面的位置具有雨水过滤网，而雨水处理房的内部设置有过滤消毒系统、自来水进水阀、废水球阀、废水管、供水管，废水管连接楼房的中水系统，配合废水球阀用于在无雨水的情况下对露天蓄水装置的补充，供水管从雨水处理房接出，并连接到楼层用户，对应提供由供水口。本发明的优点在于，能够收集雨水，有效减弱城市热岛效应，缓解了楼房排水管的排水压力，防止楼顶积水，大大减轻城市排水系统的压力，有效的利用了这一部分的雨水，利于环境生态。

Description

多功能生态型露天蓄水装置

技术领域

本发明涉及一种屋顶蓄水装置，特别是一种多功能生态型露天蓄水装置。

背景技术

在目前的城市环境中，由于楼房密集，约占市区面积的三分之一（不包括河道），因此下雨，特别是大雨或暴雨时，楼房的顶面也是受雨的主要地方。首先，这些雨水需要通过楼房的排水管道排出，而排水管道一般位于楼房的外墙，并贯穿整个楼房高度，一旦裂开，容易对楼房的墙体造成影响，且维修也不方便，需要搭设脚手架。其次，每个楼房的顶面设计情况有差别，大多数的楼房顶面的排水情况并不理想，很容易积水，容易滋生蚊虫，造成环境脏乱，而且积水的屋顶容易使得屋顶面的建筑层容易被破坏，进而导致顶层住户的屋顶渗水，给生活带来很大不便。最后，虽然现在的空气质量较差，但是在多雨的南方城市，雨水的质量还是比较好的，如此大量的楼顶雨水任其排出不用，也是一种极大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够有效利用屋顶雨水，防止顶层积水、避免对楼房墙体造成影响的多功能生态型露天蓄水装置。

本发明的目的是通过以下途径来实现的：

多功能生态型露天蓄水装置，其结构要点在于，包括有雨水处理房、露天集水池和楼顶架空层，所述的楼顶架空层位于楼房顶层用户的屋顶面之上，架空高度小于平均楼层高度；露天集水池包括有水池底面以及沿此水池底面周沿的拦水墙，所述的水池底面即为楼顶架空层上楼板的上表面，雨水处理房位于水池底面的中部位置，嵌置在架空层的上楼板中，雨水处理房的底部低于水池底面；

在雨水处理房的外周沿靠近水池底面的位置具有雨水过滤网，而雨水处理房的内部设置有过滤消毒系统、自来水进水阀、废水球阀、废水管、供水管，过滤消毒系统位于雨水过滤网的下方，将雨水处理房隔成上下两个空间；废水球阀连接废水管，位于雨水处理房内设置的水线位置，该水线位置高于过滤消毒系统所在平面线，废水管的入口连通雨水处理房内空间，供水管从雨水处理房接出，并连接到楼层用户，对应提供由供水口；楼房排水管的管口位于露天集水池的周沿，位于拦水墙的内侧。

下雨时，露天集水池收纳雨水，待雨水高度高于雨水过滤网，则集收到雨水处理房，经过其四周沿的过滤网滤去杂质，便进入雨水处理房。在雨水处理房中，经过过滤消毒的雨水可以经过供水管连通各楼层用户，便于楼层用户用水，作为非饮用水，可以是冲厕、拖地等杂用水。所述的废水管连接楼房的中水系统，即可用的生活废水收集池，配合废水球阀用于在无雨水的情况下对露天蓄水装置的补充，无雨时，雨水处理房中的水位下降，低于设定的水线位置，则废水球阀启动，生活废水自废水管进入雨水处理房，经过过滤消毒后同样通过供水管到达楼层用户；而且当废水在雨水处理房中的水位高于雨水过滤网，便可溢出雨水处理房，流到露天的水池底面上，能够有效减弱城市热岛效应，这是设计中出现的出乎意料的技术效果。所述的自来水进水阀是为了防止雨水及废水水位过低，以启动自来水进水阀，对露天蓄水装置的补充，或者用于对雨水处理房的冲洗。

一般所述的架空层是位于地面，也就是楼房的一楼用于做架空层，该架空层通常可以用作停车、杂物间等用途。本发明的发明人考虑到楼房顶层的各种问题，特别在楼顶设置架空层。首先，在楼房顶层设置露天蓄水池，如果顶层用户的上楼板直接作为蓄水池底面，可能会有渗透水，直接影响到住户的正常生活，而且一般顶层用户的上楼板上还会有一架空隔热层，但是该隔热层也仅仅是楼板一半厚，由小块的预制板拼成，强度低，若有渗透水，难以判断具体的位置，造成维修困难。因此在楼房顶层收集雨水是极为困难和麻烦的，大部分的雨水收集装置都只能设置在地面，如果仅仅修一蓄水池，架高于楼顶面，则也会因收集面积不足而导致效果不好。本发明的发明人创新的提出了楼顶架空层，借用了楼底架空层的方式，带来了如下技术效果：首先能够增加雨水处理房的容积，雨水处理房能够向下嵌入水池底面，伸入楼顶架空层；其次，便于布置中水管道、初雨处理系统等各种管道的分布和处理；最后，避免了雨水处理房和露天集水池对楼房顶层用户的影响。由此，还额外带来出乎意料的技术效果，即提供了楼顶风道，降低了顶层楼房的温度，减弱城市热岛效应的作用。

由此，通过本发明所述的露天蓄水装置，大部分的雨水、生活废水将通过露天集水池和雨水处理房的处理成为生活用杂水，即中水，充分有效的利用了楼顶面的雨水；而且即便是遇上大雨或者暴雨，楼顶面的雨水也能够及时收集到雨水处理房，缓解了楼房排水管的排水压力，延长排水管的使用寿命。最后，由楼顶面承受的雨水大部分可以直接转化为可用的中水，不会流失到地面，大大降低了城市排水系统的压力，对于整个城市环境的生态起到积极的作用。

本发明可以进一步具体为：

水池底面呈周沿向中部位置渐低的倾斜构造；

这样的露天集水池的设计结构，能够使得雨水均集中到雨水处理房，与常规的楼顶面从中部向四周沿渐低倾斜通过排水管排水的结构相反，集中式的结构，清理只需要在雨水处理房周沿即可，而且不会产生积水，有利于环境生态。

水池底面为水平面构造。

水平面的构造不利于雨水向雨水处理房集中，事实上，对于收集雨水的概念来说，常规做法便是做倾斜面，利用水往低处流的规律进行收集，但发明人却发现，水是可以用来降温的，特别是在城市楼房上的水，现有的楼房还有在墙面设置水幕以达到降温的效果。因此，发明人突发奇想，将水池底面做成水平面构造，便于雨水在蓄水池底面中能够呈现一定的滞留，这部分被滞留的雨水在水分循环中，能够实现降温，从而达到减弱城市热岛效应的目的。

在水池底面还包括有一初雨处理系统，所述初雨处理系统包括有初雨下水管、初雨蓄水池、初雨过滤网以及初雨球阀，初雨下水管的进水管口位于靠近雨水处理房的位置，进水管口处安装有初雨过滤网，初雨下水管的出水管口连通初雨蓄水池，并安装有初雨球阀。

这样，刚下雨的时候称为初雨，此时的初雨可以对露天集水池的水池底面进行冲洗，初雨将先经过初雨下水管的进水管口，经由初雨过滤网进入初雨下水管，并落入初雨蓄水池，初雨球阀随着水位上升到设定高度后，关闭初雨下水管；此时的雨水在集水池中的水位渐高便可直接进入到雨水处理房。经过初雨处理系统的处理，流到雨水处理房的雨水更为清洁，避免雨水过滤网被堵塞。

所述的雨水过滤网的下沿线高于雨水处理房与水池底面的相交线。

雨水过滤网所预留的空间用于沉淀雨水冲刷水池底面的沙尘，进一步提高作为中水的雨水的清洁度，也避免中水管被堵塞。

所述的楼顶架空层中安装有复数台微型风力发电机。

楼顶架空层的设置提供了空气流在架空层的流通通道，因此可以充分利用该楼顶架空层的这一优势，在此安装微型风力发电机，即可补充楼房用电，而且还可以对整个楼房进行有效降温，减弱城市热岛效应的作用。由于楼顶架空层为由上下楼板和支撑柱所形成的开放式空间，上、下楼板之间的空间用于微型风力发电机的安装，可以有利于减少风力发电机的占地空间：现有的风力发电机为杆状构造，风叶安装在杆顶，为了稳固风力发电机，通常需要斜拉固定绳进行加固处理，从增加了占地空间；然而如果有了上、下楼板，风力发电机可以采用上下支撑式风机，而无需斜拉绳，大大减少风力发电机的占地空间；另外，所述的微型风力发电机有了架空层上楼板的遮盖，便可有效避免大雪、冰雹等对风机的侵蚀，相比露天的风力发电机使用寿命更长。

综上所述，本发明提供了一种多功能生态型露天蓄水装置，能够收集雨水，有效减弱城市热岛效应，缓解了楼房排水管的排水压力，防止楼顶积水，有利于环境生态，由楼顶面承受的雨水大部分可以直接转化为可用的中水，不会流失到地面，大大减轻城市排水系统的压力，有效的利用了这一部分的雨水作为冲厕等生活杂用水，对于整个城市环境的生态起到积极的作用。

附图说明

图1所示为本发明所述多功能生态型露天蓄水装置的结构示意图；

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

具体实施方式

最佳实施例：

参照附图1，多功能生态型露天蓄水装置，包括有雨水处理房7、露天集水池1、初雨处理系统和楼顶架空层22，所述的露天集水池1包括有水池底面21以及沿此水池底面周沿的拦水墙19，水池底面21呈周沿向中部位置渐低的倾斜构造（或者呈水平面构造），雨水处理房7位于水池底面21倾斜的最低处位置（或水平面的中部位置），而楼房的排水管14位于拦水墙19的内侧，分布于水池底面21的四周沿，每根排水管14的进水口（也称溢水口）高于水池底面一定距离，并设置有清洗口16，该清洗口16的入口位于高于排水管14的水池底面位置，出口则连通排水口14，考虑到水池底面的周沿位置水质较为清澈，因此可用于清洗排水管14。排水管14的溢水口高度需要根据蓄水装置的最大蓄水量以及楼房的承载力进行设计，并预留暴雨降雨量的存储空间，以进一步缓解城市的暴雨引起的内涝。所述的多功能露天蓄水装置需要参考各地区一次（一天内）特大暴雨降雨量设计其容量，荷载还应计入整体设计中。

所述的楼顶架空层22位于楼房顶层用户的屋顶面20和露天集水池1之间。雨水处理房7嵌入水池底面21，延伸入楼顶架空层22的空间，其位于水池底面上方的外表周沿设置有雨水过滤网6，该雨水过滤网6高于雨水处理房7与水池底面21的相交线。在雨水处理房7的内部安装有自来水进水阀13和废水球阀12、废水管11和供水管9，在自来水进水阀13和废水球阀12的下方安装有过滤消毒系统中的净化过滤网8，消毒系统采用喷射消毒液或者光消毒等。净化过滤网8位于雨水过滤网6的下方，将雨水处理房7隔成上下两个空间。废水球阀12连接废水管11，废水管11的入口连通雨水处理房7内空间，管口高于净化过滤网8；供水管9的入水口位于雨水处理房7中过滤消毒系统8的下方，向下延伸到各个楼层用户，并对应提供供水口10。所述的自来水进水阀13用于在无雨水的情况下对雨水和废水的补充，或者是用于清洗雨水处理房。所述的废水球阀是为了防止雨水水位过低，以启动废水球阀，引入生活废水，以补充用水。当生活废水在雨水处理房中的水位高于雨水过滤网，便可溢出雨水处理房，流到露天的水池底面上，有效减弱城市热岛效应。在雨水处理房7的底部还设置有清洗口17。

供水管9连接各个楼层用户并对应提供供水口10，将雨水用作非饮用的生活用杂水，在有雨水的时候，将集中的雨水首先经过雨水过滤网6过滤杂质并进入雨水处理房7，然后落入过滤消毒系统8进行消毒处理，最后进入供水管9作为生活杂用水。当没有雨水的时候，雨水处理房中的水位下降，当下降到废水球阀12以下时，便打开废水管11的进水口，抽取生活废水以补充雨水。另外，还可以打开自来水进水阀13，以自来水补充雨水和废水，并冲洗雨水处理房。

初雨处理系统包括有初雨过滤网2、初雨下水管3、初雨蓄水池4以及初雨球阀5，初雨下水管3的进水管口位于靠近雨水处理房7的位置，进水管口处安装有初雨过滤网2，初雨下水管3的出水管口连通初雨蓄水池4，并安装有初雨球阀5；在初雨蓄水池4的底部设置有清洗口18，初雨蓄水池4的上部外侧设置有溢水口15。

初雨对露天集水池的清洗，经过初雨过滤网2、初雨下水管3流入初雨蓄水池4，初雨球阀5随着水位上升则自动关闭初雨下水管3的出水管口，此时雨水不再进入初雨处理系统，而是经雨水过滤网6进入雨水处理房7，再经过净化过滤网8，进行存储和使用。

本发明所述的多功能生态型露天蓄水装置的优点和作业在于：上部的集水池能够收集大气降水（雨、雪、冰雹等）、并储存雨水作为生活用水，甚至可以设置水管连接到各楼层用户所收集的生活废水，抽用这些生活用水进行处理作为冲厕及杂用水，以供全楼使用。下部的架空层除了能够解决蓄水装置的各种问题外，还能够用于安装风力发电等，降低楼顶温度，减弱城市热岛效应。在露天蓄水装置的集水池上还可以安装太阳能产品，只需采用架高安装即可。

由于城市楼房密集，约占市区三分之一面积（不包括河道），因此本发明所述技术方案的实施能够明显缓解城市的暴雨引起的内涝；增大城区的水体面积，促进水分循环，缓解城市雾霾天气，同时减弱城市热岛效应，明显降低夏季顶层用户的室内温度。另外，本发明利用所设置的架空层安装风力发电机组，不但能够节约用地，有利于风力发电机组的运行环境。由此所述带架空层的露天蓄水装置还能进一步的开发各种清洁能源。本发明在实施过程中，施工方便，不影响居民的正常生活，适用于新建和旧房改造工程，且蓄水量可以参考近年来特大暴雨的降雨量及房屋的承载力而设计，集生态和经济效益为一体。

本发明未述部分与现有技术相同。

Claims (3)

1.多功能生态型露天蓄水装置，其特征在于，包括有雨水处理房、露天集水池和楼顶架空层，所述的楼顶架空层位于楼房顶层用户的屋顶面之上，架空高度小于平均楼层高度；露天集水池包括有水池底面以及沿此水池底面周沿的拦水墙，所述的水池底面即为楼顶架空层上楼板的上表面，水池底面为水平面构造；雨水处理房位于水池底面的中部位置，嵌置在架空层的上楼板中，雨水处理房的底部低于水池底面；在雨水处理房的外周沿靠近水池底面的位置具有雨水过滤网，所述的雨水过滤网的下沿线高于雨水处理房与水池底面的相交线，而雨水处理房的内部设置有过滤消毒系统、自来水进水阀、废水球阀、废水管、供水管，过滤消毒系统位于雨水过滤网的下方，将雨水处理房隔成上下两个空间；废水球阀连接废水管，位于雨水处理房内设置的水线位置，该水线位置高于过滤消毒系统所在平面线，废水管的入口连通雨水处理房内空间，供水管从雨水处理房接出，并连接到楼层用户，对应提供由供水口；楼房排水管的管口位于露天集水池的周沿，位于拦水墙的内侧。

2.根据权利要求1所述的多功能生态型露天蓄水装置，其特征在于，在水池底面还包括有一初雨处理系统，所述初雨处理系统包括有初雨下水管、初雨蓄水池、初雨过滤网以及初雨球阀，初雨下水管的进水管口位于靠近雨水处理房的位置，进水管口处安装有初雨过滤网，初雨下水管的出水管口连通初雨蓄水池，并安装有初雨球阀。

3.根据权利要求1所述的多功能生态型露天蓄水装置，其特征在于，所述的楼顶架空层中安装有复数台微型风力发电机。