CN1076066C - 保水方法和所用装置 - Google Patents

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Abstract

一种储存和收集雨水的装置，它装入一座建筑物中或装在上面，使该装置与此建筑物合为一体，进而大致形成该建筑物的一部分；该装置包括：至少一个蓄水池(2)；设在建筑物上的集水区(在箭头3方向)，它与蓄水池(2)连通，以便雨水径流经进水管(4)从集水区流入蓄水池；至少有一个与供水管(6)相连通的蓄水池的出水口(5)，供水管的末端为一个水龙头或用水设备；设在蓄水池(2)上的与一个供水管(10)相连通的装置(9)，使补充水供应能够从其他水源如主供水源进入。

Description

保水方法和所用装置
本发明涉及水网，特别是涉及储水、保水和输送水的的方法和装置，该装置装在建筑物结构中。
澳大利亚是世界上最干旱的大陆之一，因此，随着对水的需用的增大，导致不得不把水价提高，而且对有限的资源压力增大。缺少降雨以及耗水量日益提高亦是其他许多国家的问题，这就需要更有效地利用水资源，采取保水措施。
为解决上述问题，官方在过去已经对水的利用施加了某些限制，通常的作法是对超量用水加收费用。另外，随着城市化的日益扩大，对排雨水地下设施的负载日益增大，使得排水管理部门执行如下政策：个人负责其房屋的屋顶径流。因此，现在需要水的消费者考虑，由建筑物所形成的径流的利用以及给水及排水设施。
如果雨水能得到适当的保存并用于某些用途，例如冲洗装有自来水的厕所(所说用途当然不限于此)，则势必会减小对例如通过建造新水坝而增大自来水供应能力的迫切性。
多达30％家庭用水用于冲洗厕所。每冲一次厕所需用6-13升的水。若从更广的社区范围推断冲厕所用水的用量，则冲厕所用水占所供水的相当大的比例，大量的供水被浪费了。在人口约400万的城市中，每年约有100000兆升的自来水经下水管道系统被冲走了。因此，可以想象得到，四分之一的市政供水用于冲洗厕所。
我们在冲厕所、洗涤和浇园子等时使用的许多水都无需饮用水。因此，可以从自来水以外的渠道来获得做这些事所需的水。目前，特别是在农村地区，人们用水箱来收集房顶的雨水径流。由于缺乏随时供应的自来水，因而大量需要这种设施。通常，水箱置于住宅或其他建筑物外面，并利用水落管与天沟相连接，水既可用泵抽取，也可只靠重力流到排水龙头。在城市地区，由于通常有自来水用于用水设备，水箱的使用并不普遍。然而，随着日益需要节约用水和更有效地利用水资源，如今，人们已认识到应该改进住宅和其他建筑物的设计，在建筑物上面或里边配备水源为雨水径流的大容量储水设施，以降低自来水的需求，并起到滞洪的作用，因而减少地表径流，并减轻排水设施的负担。
在装置方面，本发明包括：
一个用于收集、储存和输送雨水的装置，该装置装在建筑物结构中，其中包括：
一个安装在上述建筑物上的蓄水池；
使雨水能够从建筑物内部或上面的集水区流入蓄水池的装置；
一个与一个供水管相连通的蓄水池的出水口，供水管的末端为水龙头或用水设备，其特征在于，所述蓄水池还具有从诸如为主供水的另一个水源向蓄水池补充供水的装置。
蓄水池最好沿着建筑物的墙壁纵向设置，并有多个溢流龙头。
为了缓解自来水需求增长问题，本发明在方法方面提供了一种利用储在蓄水池中的雨水的保水、储水和向用水设备输送水的方法，上述蓄水池包括一个补充主供水装置，蓄水池与建筑物结构合为一体。根据上述情况，本发明还提供了一种逐渐向用水设备放水的滞洪蓄水池，并且，当水需求不高时，多余的水能够流入地下排水设施。
在装置方面，本发明包括：一个与建筑物合为一体的带有蓄水池的储水装置，以及一个通到蓄水池的入水口，以使建筑物上集水区的雨水流入。
按一优选实施例，上述蓄水池有两个入水口、一个输送自来水，另一个从集水区向蓄水池输送雨水，还至少有两个出水口，一个向有关雨水网络输送溢流，另一个把蓄水池与一个水龙头或用水设备相连通。
按本发明方法的一种概括形式，本发明包括：一种收集和储存从建筑物上排下的雨水以便向阀门或建筑物内的用水设备输送水的方法，包括以下步骤：
a)在建筑物中的一个预定位置至少安装一个蓄水池，使蓄水池固定于建筑物或与其合为一体；
b)为上述每个蓄水池设一个与建筑物上的集水区相连通的孔口，以向上述蓄水池输送雨水；
c)提供一个与远处的第二水源相连通的入水口，向蓄水池充水以补充蓄水池中储存的雨水；
d)至少在一个蓄水池上安装一个与用水设备或远离蓄水池的排水龙头相连通的出水口；
e)在蓄水池内或上面安装一个浮子开关，使第二水源能够补充储存在蓄水池中来自集水区的雨水；
f)在蓄水池中安装一个溢流装置，当蓄水池的水达到预定水位时将水排出。
在优选形式中，储存的水依靠重力从蓄水池流向用水设备。或者，当用水设备高于蓄水池的出水口时，在出水口和用水设备间安装一个给水泵。上述步骤b至f进行的顺序可以任意排定。最好，第二水源是自来水，并且把蓄水池中的雨水水位提高。
在一优选实施例中，蓄水池上有一个装在比用水设备入水口高或低的出水口，以便当蓄水池高于用水设备入水口时，依靠重力流向用水设备供水；当蓄水池低于用水设备入水口时，通过泵使水从蓄水池出水口流向用水设备的入水口。
本发明的另一种结构包括一个用于收集、储存和输送从如雨水这样的水源获得的水的装置，其中，该装置包括一个用于储水的蓄水池，装在蓄水池上面或里面的调节流进流出蓄水池的水流的装置；其特征是，蓄水池安装在住宅的屋顶位置处或其附近，并沿大致平行于安装本装置的建筑物的墙壁的方向延伸。这种装置最好包括一个加长的通常为长方体的储蓄水池，蓄水池相对建筑物的墙壁沿纵向延伸，并最好位于的屋檐位置之下，且得到支撑，这样，蓄水池就可以被预先选定的装饰覆盖材料遮盖。蓄水池还可以这样被遮住：前面被预先选定的护梁材料遮住，底部由预先选定的屋檐衬垫材料遮住，后面由建筑物的墙壁遮盖，此外，水箱的前面或底部还可以用作建筑物的护梁和屋檐。滞洪和储水装置最好还有一组溢流龙头，这样，当水达到蓄水池的容量限度时，溢流龙头能够排出蓄水池中的水。
按本发明装置的另一种最广泛形式，本发明包括：
一个储存雨水和滞洪的装置，它具有位于建筑物屋顶线位置或其附近的储水箱，和一个带有一组溢流出水口的溢流龙头系统，此溢流龙头系统经上述溢流出水口将多余的雨水排出，溢流龙头总的横截面积应使得，溢流龙头出水口的总面积将足以对付一个给定地区的设计用的洪水位。
按本发明装置的最广泛的形式，本发明包括：
一个装在建筑物中或上面的储存和收集雨水的装置，该装置与建筑物合为一体，并通常成为建筑物的一部分，此装置包括：
至少一个蓄水池；
建筑物上的一个与蓄水池相连通的集水区，使集水区流出的雨水径流能进入蓄水池；
蓄水池上至少有一个与终端是水龙头或用水设备的供水管相连通的出水口。
蓄水池上有与一个供水管连通的使其他水源如主供水能够进入以补充供应水的设施。
下面，按优选的但非限制性的实施例并参看附图，对本发明作更详细的阐述。附图中：
图1：按本发明的一实施例的一个收集和储存水的装置的立视图，该装置包括一个向用水设备泵送水的泵；
图2：按另一实施例的一个收集和储存水的装置的立视图，其中，用水设备的给水依靠重力；
图3：图2中的装置的另一种实施例；
图4：图3中的装置在带有一个大型蓄水池时的示意图；
图5：包括用水设备在内的一个装置的示意图；
图6：示出按本发明另一实施例的装置，其中，蓄水池位于建筑物的屋顶，紧邻具有用水设备的建筑物；
图7：按本发明的另一实施例的一个收集和储存雨水的装置的横截面图；
图8：一所装有图7中装置的住宅的立视图；
图9：一所住宅的房顶末端的平面图，显示了用于支撑储存和控制雨水的装置的天沟托梁；
图10：示出按本发明另一实施例的图7所示的装置安装在一所普通住宅上的横截面图，显示了支撑杆；
图11：示出安装了按本发明优选实施例的一个储存和控制雨水组件的住宅的立视图；
图12：储水和滞洪装置的另一实施例；
图13：储水和滞洪装置的另一实施例；
图14：另一种蓄水池的轮廓；
图15：雨水收集和滞洪装置的蓄水池的又一种实施例。
本发明提供了一种储存水的方法，以及安装在建筑物上面或内部的有关装置，上述装置包括一个从集水区如建筑物的房顶接收径流的蓄水池，以便利用雨水，并作为自来水的补充，减少自来水的需求。由于雨水被储存在建筑物里面或上面的蓄水池中，并且，当蓄水池装满时就水就排到建筑物周围的地表中并从那里排入雨水排放设施，因此，这种装置还减少了建筑物的雨水排放。当某一预定城市地区的所有建筑物都出现这种情况时，城市用水需求和雨水排放的减少是惊人的。
下面，将依照多个实施例来说明本发明，将会认识到，还有许多方法可以把蓄水池遮盖在建筑物内或装在建筑物中。蓄水池可以具有一系列相互连接的装在建筑物墙壁四周的较小蓄水池。这样，在全篇说明中，凡是提到蓄水池，都可以也被看作是一系列相互连接的蓄水池。将要阐述的实施例中的蓄水池在住宅的屋檐线周围被遮盖，以便蓄水池被护梁遮住，或者，它本身就构成屋檐或护梁。
参看图1，图中所示为一种按本发明一实施例的收集和储存雨水的装置1的示意图，其中，蓄水池被嵌入建筑物，从屋顶接水。本装置包括一个用于储存通过进水管4从屋顶(箭头3方向)的集水区收集的雨水的蓄水池2。蓄水池2包括一个与进水管6相连通的出水管5，出水管6还与一个用水设备(未显示)相连通。这样，通过用泵抽取蓄水也2中的水向用水设备供水。蓄水池2的另一个特征是有一个与压力主供水管10相连接的辅助控制组件9，压力主供水管10向蓄水池2补充供水。蓄水池中有一个浮阀12，该浮阀12具有一个浮子开关13，当蓄水池中的水位低于预定的最低水位时，浮阀12就起动，使主供水进入蓄水池并重新充满。通常，蓄水池的水由从集水区3收集的雨水补充，集水区3可以是建筑物15的屋顶14(见图2)。通常的做法是，用水量大的设备如厕所的水箱由主供水供应，厕所用水占家庭用水的约25％，商业用水和工业用水中厕所用水的比例也高。实际上，三口之家仅厕所日平均用水量就有约200-230升。可以预计，如果蓄水池的尺寸是根据当地的降水情况精确设计的，在降雨量处于或高于平均值期间，使用这套装置，就不再需要主供水来补充雨水了，蓄水池可以用各种材料的水箱做成，如钢、铜、玻璃纤维、混凝土、铝或塑料、玻璃和钢筋混凝土。
按此实施例，蓄水池适合于安装在地面，尤其是在蓄水池不可能安装在高于用水设备的地方。
当用水设备高于出水口时，需要一个装在给水管5中的泵8a，以便把储存在蓄水池中的水抽取到用水设备中。
当用水设备需用水时，泵8检测到给水管5中的压力降低后被压力开关启动，从而持续不断地把水输送到用水设备。这时候，蓄水池中的水位下降。通常，蓄水池依靠来自在箭头3方向设置的集水区的雨水补充。如果蓄水池中的水平线降到低于预定水位，则通过启动浮阀12就可以补充水。当水达到预定最低水位时，浮阀13使主供水管10中的水能够流入蓄水池以补充供水。用这种方法，用水设备大多数时间都可以利用雨水，从而节省了主供水。
参看图2，图中所示为按本发明的另一实施例改型安装在一座现成的建筑物上装置，按此实施例，所设的装置16包括一个收集和储存来自屋顶14的雨水的蓄水池17。蓄水池包括一个具有与屋顶14相连通并向蓄水池17供水的开口的入水口19。入水口19可具有一个位于蓄水池顶部的开口，这样，蓄水池就构成了一个敞开的通道。蓄水池17还有一个通过给水管21向用水设备7(见图4)供水的出水口20。该给水管可以设在建筑物的墙外或墙内。蓄水池17还有一个与主供水管26相连接的浮阀组件25。正常使用时，从屋顶14流过来的水向蓄水池充水，当用水设备需用水时，蓄水池17就通过给水管21开始排水。当水位达到最低预定水位时，浮阀组件25就启动，使自来水进入水箱以补充雨水。只有当降水量低时，蓄水池才会出现使用主供水的情况。为了尽可能地减少这种可能性，蓄水池的尺寸根据通常的降雨条件设计。这样，在降雨量高的地区，要减少对主供水的需求，蓄水池只需要相对小些，(但是，如果在特定的地理位置需要减少雨水溢流，则会需要大些)；在降雨量很低的地区，如果要保持尽量少用主供水，水箱就需要大些。如果雨水过多，则通过溢流管道释放。图2中的蓄水池17配有溢流管27。在图1中，用泵从蓄水池2中抽水，与此不同的是，图2中的蓄水池17依靠重力向用水设备供水。
图3所示为改型安装在一座现成建筑物上的本发明装置的另一实施例。图中所示实施例与图2所示的实施例相似，但是，依照此实施例，这套装置包括一个加大的蓄水池28，这种蓄水池由于储水量大，降雨量低的地区需要。图2和图3中的蓄水池安装在房子的屋檐线下。可以相信，蓄水池的尺寸可以设计成能够安装在护梁板后，或者如图3所示，蓄水池28可以伸出护梁29，这样就可以增大集水能力。可以根据审美标准及供水和储水标准来规定水箱的比例和构造。
由于水箱尺寸增加，重量也增加，这就需要结构的安排要确保在水箱装满时能足以支撑住。
图3显示了一种可行的结构设计，蓄水池28的下面有结构厚板30，厚板下面是一个受支柱32所支撑的钢质支架31。
在图2和图3中所的每种水箱的配置中，主供水管26和33分别通过冒顶空洞被引入到蓄水池。在图2中，主供水管26通过冒顶空洞14a被引入。屋顶天沟27a可以保留，或取下以使屋顶落水直接凭重力进入蓄水池17。
如果主供水管能够在任何便于装浮子开关的方便的地方被引入蓄水池，情况将更好。通向用水设备的供水管可以设在建筑物的内墙内，或设在建筑物的空腔(cavity)内。在图2中，给水管21就设在墙34内，这就需要一个例如为木头或金属的外桩支架(studframe)，而在图3中，供水管35就安装在内墙36表面。
图4所示为建筑物37的一部分的侧视图，其中包括一个厕所水箱7。从图4中可以看出蓄水池38和厕所水箱7之间的相对距离。蓄水池38收集来自屋顶39的雨水，并可以设计为沿墙的全长延伸，以便使特定建筑物和特定地区的集水量最大。
图5所示的配置与图4所示的相似，只是蓄水池40要小些，这样它的池边41就刚好与建筑物42的护梁线41吻合。另外，蓄水池的外表面本身也可以构成护梁。
现在参看图6，图中所示为储水装置的另一实施例。按此实施例的装置包括一个位于建筑物44上并受它支撑的蓄水池43，建筑物可以是车库或类似的与邻近建筑物45相连或建成一体的结构。蓄水池43的构造应使其负重平均分布在建筑物44的顶部，以尽可能增加储水容量。当使用这种配置时，有必要利用根据水箱自重加最大容量时的水重引起的负载而设计的适当比例的檩条46来加固建筑物。水箱43包括一个浮子开关组件47，它与主供水管48相连接，主供水管经冒顶空洞45a被引入蓄水池。与蓄水池43相连接的供水管49向建筑物45中的用水设备(未显示)供水。蓄水池43还配有一个溢流管道或出水口43a，其位置应使得任何从蓄水池溢出的水都可以被引入建筑物45的正常地表排水系统。
如上所述，蓄水池作为建筑物的一部分接收雨水，不仅减少了对自来水的依赖，而且还能够作为许多地方需要的用于雨水的蓄洪池。这样，用上述方法安装的蓄水池就具有双重好处：节省自来水和蓄洪，而且，从建筑物收集雨水还增加了城市用水的供应。
在一个特定地区和特定建筑物中，蓄洪能力是与所选择的蓄水池的尺寸相当的，并取决于蓄水池是满的还是空的，在一个特定的降雨期，蓄水池是满是空取决于用水设备使用储水的情况。
一个通常尺寸的蓄水池，平均用水量的厕所25天就可以使其排空，该蓄水池把一座家舍屋顶的约50％降水排到排污系统，50％的降水排到雨水系统。通过进一步用雨水浇园子、冲洗汽车、淋浴、盆浴和洗衣服的凉水等，通常每年雨水溢流的体积可以另外降低20％或更多。在一些地方，溢流可以降到零。
蓄水池可以位于一座建筑物的屋顶空间内，挂在屋顶上，或位于建筑物旁的地下，或者比方说设在阳台下。当蓄水池低于用水设备时，就需要使用按水头要求规定所选择的泵抽水。蓄水池的结构可以是混凝土、加气混凝土、铝、镀锌钢板或镀锌波纹铁皮、玻璃纤维、塑料、玻璃增强混凝土、铜或抹灰的砖砌体。
根据一种典型的施工程序，首先必须完成住宅或其他建筑物的墙壁承托框架，之后搭屋架。然后再安装蓄水池。蓄水池可以用螺栓、铆钉或其他方式连接在屋架上和/或建筑物上，之后，安上护梁，然后装屋檐。在这个过程中，完成管道设置，此外，蓄水池壁和底部也可以作为护梁和屋檐。
另外，这种系统可以有一个包含一系列附设小水箱的非常大的蓄水池，这些小水箱向用水设备供水。在降雨量高时，附设水箱中的水可能会溢流，并被泵抽回大蓄水池中，以备降雨量少时附设水箱使用。
图7显示了本发明的又一实施例，这一实施例包括一个雨水储存和控制装置，该装置包括一个与建筑物51(只显示部分)相连接的蓄水池50。按图7所示的实施例，所设的装置安装在由天沟桁条66支撑的建筑物51的屋架底弦线52处或旁边。蓄水池50的尺寸依选择的地理位置的降水情况而定，并通常沿建筑物51墙壁的纵向安装，长度和体积的设计由特定地区所需的储水量而定，通常沿建筑物墙壁全长设置，根据此优选实施例，蓄水池50可以伸出屋顶线53的末端，以便提供一个从屋顶55收集的雨水的集水口54。集水口54可以包括设有一些孔的压制薄钢板制的保护板，这些孔一方面使雨水从屋顶55进入，但另一方面又防止来自房顶的或风刮到集水口54的瓦砾和其他物质进入蓄水池。
按如图所示的此实施例，进入蓄水池50的水可以利用过滤垫过滤、过滤垫可以是低密度的聚苯乙烯泡沫塑料垫56，沿蓄水池50的支架57的上表面放置。蓄水池50沿其长度方向还在预定的间隔位置处配有溢流龙头组件58，一旦蓄水池达到其容量限度，或者在水需求量最小但供水充足时，溢流龙头组件58将溢出雨水。
溢流龙头组件58提供了一个现有技术的下流管的替代方案，构成雨水的放水管道，并使多余的水流经地表进入排水设施如池塘。
溢流龙头的横截面积要与某个特定地区的给定的洪水情况相称，并是所选的蓄水池尺寸的函数。通常，这种设计要对付百年不遇的洪水。溢流龙头的总横截面积各地相异，但是，溢流龙头的总横截面积的设计应能对付百年不遇的洪水，举例来说，能够对付如悉尼的每小时270mm的降雨量。
溢流龙头总横截面积亦是向蓄水池50供应雨水的屋顶的集水区面积的函数。例如在悉尼，对每平方米屋顶，溢流龙头最恰当的横截面积应为95平方毫米，再加上考虑到龙头堵塞或部分堵塞所留有的余量。
在大多数地区，龙头的出水总面积为40平方毫米-2000平方毫米。
进一步举例，面积为155平方米的屋顶可能需要的龙头总面积为14725平方毫米再加上些余量，比方说总共16000平方毫米。若使用16个龙头，则每个龙头的横截面积为1000平方毫米，或者尺寸为45mm×25mm。龙头也可以是50毫米宽20毫米高，不过，这些尺寸可以根据场地的需要加以改变。
为了使喷水最小化，沿储水箱长度方向所安装的溢流龙头出水口的结构应产生一种喷洒效果而不是喷射效果。为了达到这种效果，通过设有多个类似于淋浴喷嘴上的孔眼的孔，来实现溢流龙头系统需要的横截面积总和，这些孔加起来可以达到一种特定设计条件下所需的溢流龙头组件所需的横截面积。另外，蓄水池壁上可以设置大一些的出水口。
因此，水龙头的的宽度例如可比其高度大得多，以便能产生喷洒效果。由水文地理分析业已发现，从一座装有带溢流龙头组件的储存和雨水控制系统的建筑物中流出的地表径流，要比建筑物装上这种系统前要少，这是因为，与建筑物相连的储水箱中储存了雨水，另外，建筑物内还消耗了雨水。由于可能会导致洪灾的大部分降雨量都收集起来储存和消耗了，这对洪水多发地区尤为有益。这种系统并入建筑物后，可能出现在建筑物里面或四周的地表径流可以降低10％-40％。
当储存和控制雨水的装置被安装在一座建筑物中之后，它就会导致雨水径流减少，对水的利用效率提高，并降低家庭和/或工业用水的成本，减少限制用水和依赖地点的需求，降低处理水和/或抽水的成本。
比方说，一旦这种装置被安装在一座新的建筑物中，住房的资金成本就会降低。由于有了集水区，居民区的排水设施更小型，公路排水系统管道更小，已有的雨水管道的压力降低，这就减少了对生态系统的破坏。
根据一种优选实施例，蓄水池50需要良好的外观。这对家庭住宅来说尤为重要。为了达到这种目的，在外表面60和61周围设有覆盖材料59。诸如为彩色波纹铁的这类覆盖材料可以通过波普空心铆钉62固定在支架的表面60和61上。覆盖材料59还可以覆盖在蓄水池50的后表面上。用作覆盖的适当材料59可为固定于支架57的肋状铝板或钢板。如果蓄水池50的外壳是自行支撑的，其结构可以是混凝土、轻质混凝土、加气混凝土或木材(装有一个不透水衬垫)。
图8所示为图7的组件安装在住宅64上时的横截面视图。从图中可以看出，水箱50位于由屋架65构成的屋檐下，支撑托梁66供选择。
图9所示为屋顶结构平面图，包括所需的用于支撑储存和控制雨水组件的天沟托梁66。
图10是蓄水池80的另一种配置，蓄水池80由挂在屋架87上的系板支撑。这种结构适合于单或双壁结构。屋架87的结构可以改进，以使蓄水池80能承受各种自然条件如大风和积雪。支撑杆81使蓄水池80更牢固。这种结构中的金属系板82固定覆盖板83。房顶材料可以是薄板材或瓦。材料中穿些孔70，使雨水能进入蓄水池80，这些孔上应覆盖捕虫网83，防止树叶或昆虫进入蓄水池80，但雨水能流进去。
雨水储存装置尤其适合家庭住宅，安装者把蓄水池80挂在屋架87上，使水的重量大部分由屋架来承担，蓄水池最好由薄钢板制作成长方体，尺寸依蓄水的体积而定。系板安在蓄水池四周，并嵌入屋架，因而沿建筑物的墙壁的长度方向提供了中间支撑力。还可以设有壁托架用作辅助支承。由于使用的是薄金属板，蓄水池内侧需要装几根交叉支撑杆81以加固蓄水池壁。蓄水池的外形设计可以使它的外表面作为护梁和屋檐。此外，外表面还可以设计成看起来象是在末端在蓄水池底部的普通天沟和护梁板，其功能相当于屋檐，如图10所示，蓄水池可与覆盖板对齐，对增强美感。
图11所示为装有储存和控制雨水的装置93的一所住宅92的立视图。
参看图12，图中所示为一种储存水和滞洪的装置的另一实施例，图中显示了表示出部分屋架101和部分支撑墙102的部分住宅100。按此实施例这种装置包括蓄水池103和补充蓄水池103a。这两个蓄水池通过支撑杆104和104a加固，支撑杆为蓄水池提供了结构刚度。每个蓄水池都通过屋顶系板105固定在屋架101上。沿房子墙壁对每根屋架都这样固定。雨水径流沿覆盖板106经孔口107进入蓄水池103，当蓄水池103装满时，就会首先溢出并装到补充蓄水池103a中，以增大储水量。
图13所示为储水和滞洪装置的另一实施例。参看此图，图中显示了住宅110的一部分，包括部分屋架111和部分外墙112和内墙113。该装置包括蓄水池114，蓄水池在此例中固定在挂瓦条115上。当降雨时，雨水沿屋顶116流经入孔口117进入蓄水池114，蓄水池由支撑杆118加固。蓄水池114中的水依靠重力经给水管119流入建筑物内的用水设备。此外，水还可以依靠重力经给水管120流到建筑物外面。在后一种情况中，给水管的末端可以是一个室外水龙头。
图14所示为另一种结构的蓄水池。在如图14所示的结构中，蓄水池130的外表面就构成了天沟131和护梁132。如果用户想使住宅的屋顶和屋檐线看起来更正规些，蓄水池130可以装入住宅内部。
图15所示是本发明装置的另一实施例。图15所示的蓄水池140底部有一个补充加水井，这样就扩大了蓄水池的容量。
已对在各实施例中所述的本发明装置的性能进行了分析，以便对日本的某些选定建筑物的雨水溢流特征进行研究。本分析的目的在于估计用于选定建筑物的装置的溢流流量。在分析中，假设任何一天的溢流时间为20小时。安装这种装置的建筑物平均每座有16个溢流龙头以处理雨水溢流。本分析以大阪和东京1993年的降雨记录为基础。
选择的每座住宅的特征如下：
                                           表1：住宅特征
120平方米的房顶 60平方米的房顶
水箱总体积(升) 9375 6750
备用储存体积(升) 3000 2000
水箱有效容积(升) 6375 4750
居住人数 3.2 3.2
用水(升/人/天) 300 300
表2所示为分析所用的非饮用水占总用水量的百分比，非饮用水约占总用水量的77％。
                                表2：非饮用水在总用水量中的百分比
用水 占总用水量的百分比
厕所 23.0
淋浴-冷水 11.5
室外用水 25.0
洗衣 16.0
洗澡-冷水 1.5
小计 77.0
为了进行分析，一次降雨的定义为一天或持续几天降雨。此外，任何溢流必须发生在一天或连续多天的一次降雨中。如果连续几天间断溢流，而不是连续几天一直溢流，这段时间则按连续的溢流天数被分成独立的几段。一次溢流的定义是在一次降雨中一天或持续多天的溢流。
表3归纳了以1993年全年的情况为基础的每个系统的性能：
                                          表3：性能归纳
大阪 东京
屋顶总面积(平方米) 60 120 60 120
水箱有效容积(平方米) 4750 6375 4750 6375
房顶总径流量(千升) 98 195 112 225
降雨次数 68 68 70 70
降雨天数 130 130 135 135
溢流次数 3 8 3 13
溢流天数 6 14 5 20
收集到的径流体积(千升) 97 195 113 225
收集到的径流的百分比 90 77 88 70
溢流/雨量体积(％)平均中位数 25.32.9 41.935.2 31.521.9 41.241.8
平均每个龙头溢流量(升/分钟) 0.155 0.174 1.231 2.216
每个龙头流量中位数(升/分钟) 0.152 0.205 0.058 0.094
雨水使用/非饮用水总用量(％) 34 58 37 59
需要补充的水量(千升) 179 115 168 109
购买的总用水量所占百分比 72 44 68 36
可以看出，本领域普通技术人员可以对在此所概括描述的本发明作各种改型和变更，而又不背离本发明的总体构想和范畴。

Claims (18)

1.一种储存和收集雨水的装置，它装入一座建筑物中或装在上面，该建筑物具有支承屋顶的墙壁，而屋顶具有以屋顶边缘为界的覆面；该装置包括：
至少一个蓄水池，用于接纳和储存来自所述屋顶的集水区的雨水径流，其中，所述至少一个蓄水池与建筑物成一体地安装在屋顶的端部或端部附近并基本上沿着屋顶边缘线，所述至少一个蓄水池均被构造成具有至少一个底部和若干从此底部向上延伸、限定一个邻近所述屋顶边缘用于接纳雨水径流的顶孔的侧壁，所述顶孔在所述至少一个蓄水池处于邻近所述屋顶端部的位置情况下接纳和储存所述径流；
至少一个经供水管与诸如为水龙头的用水设备相连通的蓄水池的出水口，所述至少一个蓄水池大致为长条状的，在屋顶边缘处沿着建筑物延伸一预定的距离，储存雨水径流供所述用水设备用。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在蓄水池壁之一的上部区域设有一个溢流出水装置。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：上述出水口位于每个蓄水池的底部或底部附近，与出水口相连通的供水管装在建筑物墙内部或墙的表面上。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：每个蓄水池与相邻的蓄水池相连，使一个蓄水池中的水能够进入另一个蓄水池。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：设有一个供水管通过一个与所述供水管相连的浮阀组件将主供水或其他供应水排入蓄水池。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：每个蓄水池的尺寸根据集水区的面积和给定地区的降雨情况而定。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：集水区面积由建筑物屋顶表面形成。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：当蓄水池的水位低于预定最低水位时，浮阀组件使主供水能够进入一个或多个蓄水池。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：溢流出水口的总横截面积的设计为，溢流能力能够对付一个特定地区的预期洪水。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：对每平方米的集水区而设的溢流出水口的横截面积为15-200平方毫米之间。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：设有一个在屋顶边缘处或附近围绕建筑物的周边延伸的蓄水池。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：上述蓄水池在上述接收来自所述屋顶的雨水径流的顶孔附近具有用于收集泥沙和碎片的区域。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于：上述收集泥沙和碎片的区域包括一个位于各蓄水池内、能够将固体或颗粒物截住的凹槽或平台。
14.一种收集和储存来自一个设在一建筑物屋顶的雨水集水区的雨水径流的方法，该方法利用一种储存和收集雨水的装置，该装置装在一座建筑物上，该建筑物具有墙壁和以屋顶边缘为界的屋顶；该装置包括：至少一个蓄水池，用于接纳和储存来自所述屋顶的集水区的雨水径流，其中，所述至少一个蓄水池固定地安装在建筑物屋顶的端部或端部附近并基本上沿着屋顶线或边缘，所述至少一个蓄水池均具有一个大致为通道形状的构型，具有一个底部和若干从此底部向上延伸、用于接纳雨水径流的顶孔的侧壁；至少一个经供水管与诸如为水龙头的用水设备相连通的蓄水池的出水口，所述至少一个蓄水池为长条状的，在屋顶边缘处沿着建筑物延伸一预定的距离，储存雨水径流供所述用水设备用；所述方法包括下述步骤：
a)在建筑物的屋顶边缘处或附近，至少把一个蓄水池安装在建筑物上，这样，既可以是蓄水池构成建筑物的护梁和屋檐，也可以是蓄水池被建筑物的护梁和屋檐隐蔽起来，从而使集水区的径流能够收集在蓄水池中；
b)在蓄水池中安装一个与建筑物内或建筑物外的用水设备相连通的出水管；
c)在上述的至少一个蓄水池上安装在一个溢流装置；
d)安装一个在水位低于预定线时把主供水补充到蓄水池中的雨水中的入水管。
e)在入水管上安装一个浮阀组件以调节流入蓄水池的主供水的流量。
15.一种从建筑物屋顶收集和储存雨水并把雨水输送到建筑物内的阀门或用水设备的方法，包括以下步骤：
a)在建筑物内或之上预定的地方至少安装一个蓄水池，使蓄水池固定于建筑物或与之合为一体，设置在屋顶线或屋顶边缘位置或附近，并基本上沿着屋顶线或屋顶边缘；
b)在每个蓄水池上设一个与建筑物上的集水区相连通的孔口，以把雨水送入上述蓄水池；
c)提供一个与远处第二水源相连通的入水口，把水排入蓄水池以补充储存在蓄水池中的雨水；
d)至少在一个蓄水池上提供一个与用水设备或远离蓄水池的排水龙头相连通的出水口；
e)在蓄水池上面或里面装一个浮阀组件，使第二水源能够补充储存在蓄水池中的来自上述集水区的雨水；
f)在蓄水池中安装一个在池中的水位达到预定位置时排水的溢流装置。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，它还包括一个步骤，即：在蓄水池壁外表面打一些孔，当蓄水池中的水位达到预定位置时，水能从孔中溢出。
17.一种收集和储存来自一个设在一建筑物屋顶的雨水集水区的雨水径流的方法，该方法利用一种储存和收集雨水的装置，该装置装在一座建筑物上，该建筑物具有墙壁和以屋顶边缘为界的屋顶；该装置包括：至少一个蓄水池，用于接纳和储存来自所述屋顶的集水区的雨水径流，其中，所述至少一个蓄水池固定地安装在建筑物屋顶的端部或端部附近并基本上沿着屋顶线或边缘，所述至少一个蓄水池均具有一个大致为通道形状的构型，具有至少一个底部和若干从此底部向上延伸、用于接纳雨水径流的顶孔的侧壁；至少一个经供水管与诸如为水龙头的用水设备相连通的蓄水池的出水口，所述至少一个蓄水池为长条状的，在屋顶边缘处沿着建筑物延伸一预定的距离，储存雨水径流供所述用水设备用；所述方法包括下述步骤：
a)在建筑物的屋顶边缘处或附近，至少把一个蓄水池安装在建筑物上，这样，既可以是蓄水池构成建筑物的护梁和屋檐，也可以是蓄水池被建筑物的护梁和屋檐隐蔽起来，从而使集水区的径流能够收集在蓄水池中；
b)在蓄水池中安装一个与建筑物内或建筑物外的用水设备相连通的出水管。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述至少一个蓄水池上包括允许所述雨水经蓄水池壁溢流的装置。
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