CN107842089A - 一种基于绿色建筑的水资源循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于绿色建筑的水资源循环系统，包括用于对污水进行净化处理的污水处理系统、与污水处理系统连通的储水系统、分别与污水处理系统和储水系统连通的活水储水系统以及与储水系统连通的生活用水系统，所述的生活用水系统的排水端与污水处理系统连通；所述的污水处理系统连通有雨水收集系统；所述的雨水收集系统包括地上雨水收集系统和地下雨水收集系统。本发明的有益效果是：本发明能够将系统内部的水资源循环使用，以提高水资源的利用率以及循环使用的效率，从而起到节约水资源、降低水资源使用成本的效果，并且本方案中的水资源能够循环流通，不会成为死水，能够实现小区内部90%以上水资源的循环使用。

Description

一种基于绿色建筑的水资源循环系统

技术领域

本发明涉及绿色建筑领域，具体的说，是一种基于绿色建筑的水资源循环系统。

背景技术

我国是一个干旱缺水严重的国家。我国的淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。然而，中国又是世界上用水量最多的国家。仅2002年，全国淡水取用量达到5497亿立方米，大约占世界年取用量的13%，是美国1995年淡水供应量4700亿立方米的约1.2倍。但是水资源的分布极不均匀，大致上东方和东南方水资源较为丰富，而西方和西北方水资源则比较匮乏。科学合理的开发利用非传统水资源，不仅可以提供新的水源、增加可利用的水资源总量、缓解区域水资源供需矛盾，还具有十分显著的生态与环境效益。传统水资源与非传统水资源的配合互补利用，能够解决水资源紧缺的矛盾，促进水资源的可持续利用。因此，开发非传统水资源具有重要的现实意义和战略意义。非传统水资源包括再生水、雨水、海水、矿坑水、苦咸水等水资源。

绿色建筑指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。目前我国人口众多，每天对水资源的使用数量庞大。但是使用之后的水直接通过管道排走，无法及时的得到循环利用。小区内部对植被的灌溉也需要耗费大量的水资源，但是真正被植物吸收的水分较少，大多数水分通过土壤流失未得到利用。用做景观的人工河水、小区内部自带游泳池内的水也没有循环利用的途径，一经更换将会产生额外的用水费用，导致用水成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现循环用水、提高水资源利用率基于绿色建筑的水资源循环系统。

本发明通过下述技术方案实现：一种基于绿色建筑的水资源循环系统，包括用于对污水进行净化处理的污水处理系统、与污水处理系统连通的储水系统、分别与污水处理系统和储水系统连通的活水储水系统以及与储水系统连通的生活用水系统，所述的生活用水系统的排水端与污水处理系统连通；所述的污水处理系统连通有雨水收集系统；所述的雨水收集系统包括地上雨水收集系统和地下雨水收集系统。本方案能够将系统内部全部的水资源循环流通、使用，以提高水资源的利用率以及循环使用的效率，从而起到节约水资源、降低水资源使用成本的效果。通过设置雨水收集装置能够在降雨的时候自动收集雨水以补充水资源从而提高水资源的利用效率，以实现可持续性发展。利用地上雨水收集系统能够直接收集雨水，利用地下雨水收集系统收集渗入到地下的雨水并防止出现洪涝现象。

所述的地上雨水收集系统包括按顺序从上往下依次设置的陶粒层、无纺布、疏水板、防水层、找平层和找坡层，所述的疏水板连通有集水沟，所述的集水沟通过管道与污水处理系统连通。利用陶粒层能对雨水起到一定的过滤作用并增加水中的活性物质而增强水的活性。

所述的陶粒层上方设置有地上种植土层。以此能够在地上种植植物，有利于调节局部空间内的气候，实现绿色建筑的建设，并减少水资源因为蒸发而导致的流失，提高水资源的利用率。

所述的防水层包括耐根系穿刺防水层和设置在耐根系穿刺防水层下方的涂膜防水层。所述的耐根系穿刺防水层采用聚氯乙烯双面复合耐根穿刺防水卷材，以此保证植物的根系不会穿破建筑结构，有利于防止出现建筑结构被破坏、渗透和漏水等现象。涂膜防水层主要是采用涂膜防水涂料制成的结构层，涂膜防水涂料采用聚氨酯类防水涂料、丙烯酸类防水涂料、橡胶沥青类防水涂料、氯丁橡胶类防水涂料、有机硅类防水涂料中的一种，其作用是构成涂膜防水的主要材料．能够使建筑物表面与水隔绝，对建筑物起到防水与密封作用。

所述的地下雨水收集系统包括由若干个滤水单元组合形成的海绵滤水系统。利用海绵滤水系统能够有效地回收地下水分，并且海绵滤水系统设置在地下不会对建筑和地面上的设施造成影响，不用担心地面下沉的风险。

所述的海绵滤水系统上方设置有种植区。通过设置种植区能够种植植物以形成绿化区，从而满足对绿化的需求，海绵滤水系统能够吸收种植区内多余的水分防止地下水过多而导致植物根系无法呼吸。

所述的活水储水系统连接有用于对种植区进行滴灌的滴灌系统。

所述的生活用水系统包括通过管道与储水系统连通的节水型生活用水器具；所述的水型生活用水器具包括节水型水龙头、节水型淋浴器、节水型洗衣机中的一种或多种。通过使用节水型生活用水器具能够在日常生活中起到节水的作用，能够有效减少水资源的浪费。

所述的储水系统连通有市政水管。以此在系统内部水资源消耗较大的情况下能够通过市政水管补充水分从而维持整个系统的运转，虽然需要使用市政水管补充部分水资源，但是不用完全依靠市政水管的供水。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明能够将系统内部的水资源循环使用，以提高水资源的利用率以及循环使用的效率，从而起到节约水资源、降低水资源使用成本的效果，并且本方案中的水资源能够循环流通，不会成为死水，能够实现小区内部90%以上水资源的循环使用。

附图说明

图1为本方案的原理框图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为实施例6的原理框图；

图4为实施例5中滤水单元的结构示意图；

图5为图4的剖视图；

图6为滤水单元配合使用示意图；

图7为实施例6的结构示意图；

图8为实施例9中液位传感器的安装示意图；

图9为实施例11中储水系统的供水示意图；

其中1—滤水单元，2—连接柱，3—连接环。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例中，一种基于绿色建筑的水资源循环系统，包括用于对污水进行净化处理的污水处理系统、与污水处理系统连通的储水系统、分别与污水处理系统和储水系统连通的活水储水系统以及与储水系统连通的生活用水系统，所述的生活用水系统的排水端与污水处理系统连通。所述的污水处理系统连通有雨水收集系统。所述的雨水收集系统包括地上雨水收集系统和地下雨水收集系统。本实施例中，使用泵以及水的重力作为水流通的驱动动力。

本实施例中，所述的污水处理系统采用现有技术条件下成熟的污水处理系统，其具体结构和工作原理为本领域技术人员的工作常识以及惯用技术手段，本领域技术人员根据本方案记载的内容能够实现上述效果，此处不对污水处理系统的具体结构进行赘述。

生活用水排水系统排出的生活用水通过进水管道流入到污水处理系统内，经过污水处理系统的净化处理去除水中的杂质。根据污水处理系统的过滤效率以得到不同需求的水质，本实施例中，采用高精度的污水处理系统将污水过滤至能够饮用的级别。经过过滤后的水进入到储水系统内进行储存，而居民生活用水则取至储水系。通过储水系统与活水储水系统的连通，使得部分水资源能够进入到活水储水系统内。世界大学生中文比赛

所述的活水储水系统包括设置在小区内的人工河流、人工湖、喷泉、游泳池等，该部分水资源不常使用但是也具有相当的数量，而且需要流通不能成为死水。活水储水系统内的水资源流通的终点为污水处理系统。因为暴露而使得活水储水系统内的水资源会含有可溶性杂质以及细菌病毒等杂质，需要再经过污水处理系统处理才能用于生活用水。

所述的生活用水排水系统包括分别与进水管道连通的地漏、洗衣机地漏、厨房漏水管。使用地漏、洗衣机地漏和厨房漏水管收集的水分能够经过净化处理后直接得到利用，并且不会携带较大的杂质而对污水处理系统造成堵塞，有利于保证本方案长期稳定的运转。

本方案无法回收利用的水资源包括蒸发的水资源和日常生活中作为不可回收利用的部分，但无法回收利用的量占全部水资源的分量小于10%。因而本方案能够实现大部分水资源的循环利用，从而减少对自来水厂的依赖，降低水资源使用成本，有利于实现可持续性发展。

实施例2：

如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的地上雨水收集系统包括按顺序从上往下依次设置的陶粒层、无纺布、疏水板、防水层、找平层和找坡层，所述的疏水板连通有集水沟，所述的集水沟通过管道与污水处理系统连通。地上雨水收集系统设置在建筑屋顶例如设置在小区的露天天台上。在降雨时，由地上雨水收集系统直接收集降落到建筑屋顶上的水分。利用陶粒层能对雨水起到一定的过滤作用并增加水中的活性物质而增强水的活性。并且陶粒层耐磨性能、耐腐蚀性能好，能够长期有效的使用。利用疏水板能够将经过陶粒层和无纺布初步过滤的雨水倒流到集水沟内，再通过集水沟进入到污水处理系统。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例3：

在上述实施例2的基础上，本实施例中，所述的陶粒层上方设置有地上种植土层。以此能够在地上即建筑屋顶种植植物，有利于调节局部空间内的气候，避免夏季时建筑屋顶受太阳照射而导致建筑顶层进房间内温度过高，有利于减少对电能的使用消耗，实现绿色建筑的建设，并减少水资源因为蒸发而导致的流失，提高水资源的利用率。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例4：

在上述实施例2、实施例3的基础上，本实施例中，所述的防水层包括耐根系穿刺防水层和设置在耐根系穿刺防水层下方的涂膜防水层。所述的耐根系穿刺防水层采用聚氯乙烯双面复合耐根穿刺防水卷材，以此保证植物的根系不会穿破建筑结构，有利于防止出现建筑结构被破坏、渗透和漏水等现象。涂膜防水层主要是采用涂膜防水涂料制成的结构层，涂膜防水涂料采用聚氨酯类防水涂料、丙烯酸类防水涂料、橡胶沥青类防水涂料、氯丁橡胶类防水涂料、有机硅类防水涂料中的一种，其作用是构成涂膜防水的主要材料．能够使建筑物表面与水隔绝，对建筑物起到防水与密封作用。

实施例5：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的地下雨水收集系统包括由若干个滤水单元1组合形成的海绵滤水系统。利用海绵滤水系统能够有效地回收地下水分，并且海绵滤水系统设置在地下不会对建筑和地面上的设施造成影响，不用担心地面下沉的风险。

以此在降雨的时候能够利用地下雨水收集系统收集雨水以增加本方案系统内部水资源的总量，从而减少对自来水厂的需求并减少用水的成本，还能够补充部分无法回收的水分的流失，例如补充蒸发、灌溉流失、引用、冲厕的水分。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

本实施例中，所述的滤水单元1采用透水混凝土制成，以满足滤水单元1的强度要求，并且利用透水混凝土形成的输送多孔结构能够吸收水分并起到导流的作用，从而能够实现吸收渗入到地下的雨水并对雨水进行导流聚集。如图4、图5所示，滤水单元1设计为正四棱柱，其一个端面设置有四个连接柱2，另一个端面设置有连接环3，所述的连接柱2为正四棱柱型，连接柱2的宽度为滤水单元1宽度的四分之一，连接环3为回字形，连接环3的厚度为滤水单元1宽度的四分之一。使四个滤水单元1以2*2的方式排列，连接柱2朝向同一端，利用四个距离最近的连接柱2能够与第五个滤水单元1的连接环3配合安装，以此能够实现多个滤水单元1排列成多层的整体结构。通过将形成的整体结构设置在地表之下，在降雨的时候能够利用滤水单元1形成的整体结构吸收雨水，在整体结构的下方设置有雨水通道将收集到的雨水导入到污水处理系统内，由污水处理系统对雨水进行净化处理以作为本方案的部分水资源来源。如图6所示，多个滤水单元1排列成多层的整体结构也可设置在地表形成路面，使滤水单元1形成的路面能够直接吸收雨水从而避免出现洪涝的现象。

本实施例中，所述的滤水单元1还能够采用陶瓷透水砖或聚合物纤维混凝土透水砖制成。陶瓷透水砖以及聚合物纤维混凝土透水砖均具有良好的透水滤水性能，且自身具备足够的强度以及刚性能够满足作为路面时的承重要求，也具备良好的耐腐蚀性，可用在地下形成支撑并吸收渗入到地下的雨水。

本实施例中，滤水单元的本身结构不作为本方案的改进点，本方案能够利用的滤水单元不仅限于本实施例所公开的结构，其他滤水单元运用到本方案中应当看作是对本方案技术特征的直接置换。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例6：

如图7所示，在上述实施例5的基础上，本实施例中，所述的海绵滤水系统上方设置有种植区。由多个滤水单元1形成的整体结构整体呈阶梯型，由中间凸出的部分作为路面，路面两侧部分的上部区域作为植物的种植区以满足小区内种植草坪、树木的需求，并使得地表与地下的滤水单元1能够形成一个整体，增加滤水单元1吸收雨水的作业范围，从而能够在降雨的时候，增加能够吸收雨水的数量，提高水资源的利用效率。还能够吸收种植区内多余的水分防止地下水过多而导致植物根系无法呼吸。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例7：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的生活用水系统包括通过管道与储水系统连通的节水型生活用水器具；所述的水型生活用水器具包括节水型水龙头、节水型淋浴器、节水型洗衣机中的一种或多种。通过使用节水型生活用水器具能够在日常生活中起到节水的作用，能够有效减少水资源的浪费。本实施例中，所述的节水型生活用水器具为现有技术条件下通过采购能够直接得到并使用的物品，其为现有技术，本领域技术人员根据具体的需要常规选择任意一种节水型生活用水器具，结合本方案的内容均能够实现上述效果，此处不对节水型生活用水器具的具体结构和工作原理进行赘述。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例8：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的储水系统连通有市政水管。以此在系统内部水资源消耗较大的情况下能够通过市政水管补充水分从而维持整个系统的运转，虽然需要使用市政水管补充部分水资源，但是不用完全依靠市政水管的供水。以此能够减少使用水资源的成本。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例9：

如图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，还包括控制系统，所述的储水系统内设置有若干个按上下顺序依次排列的液位传感器，所述的储水系统与市政水管之间的管道上设置有B电磁阀。

如图8所示，本实施例中， 所述的液位传感器包括高液位传感器和低液位传感器两个。所述的液位传感器和B电磁阀分别与控制系统连接。

在系统正常运行的情况下，若低液位传感器检测到液面变化，则表明储水系统内的液面降低至低液位传感器所在的高度，此时系统内部水资源可能会出现供应不足的现象，低液位传感器将检测到的数据反馈给控制系统，控制系统根据得到的信息控制B电磁阀打开，从而使市政水管内的水流入到储水系统内以补充水资源。当高液位传感器检测到液面变化则表明储水系统内的液面升高至高液位传感器所在的高度，高液位传感器将监测到的信息反馈控制系统，控制系统控制B电磁阀关闭。以此能够避免居民的正常用水受到影响。本实施例中，所述的控制系统为现有技术，本领域技术人员根据本方案记载的内容能够实现上述效果，此处不对控制系统的具体结构和工作原理进行赘述。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例10：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的储水系统与活水储水系统之间的管道上设置有A电磁阀；污水处理系统与储水系统之间的管道上设置有B泵；污水处理系统与活水储水系统之间的管道上设置有A泵；所述的A电磁阀、B泵和A泵分别与控制系统连接。以此能够将活水储水系统内的水资源作为备用水源，以应对突发的情况，例如系统内部的水资源不够多而市政水管应故停水，为了满足居民的正常使用，通过减少活水储水系统内的水资源以增加生活用水的配额。利用控制系统控制A电磁阀的关闭以及启动A泵将活水储水系统内的水资源输送至污水处理系统即可实现上述效果。利用控制系统对A电磁阀、B泵和A泵的控制来实现水分在储水系统、活水储水系统、污水处理系统等三个系统的分配以及流通速度，从而起到调节水资源分配的作用，以便于对水资源进行合理地利用，避免有太多的闲置或无法满足正常使用。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

实施例11：

如图9所示，本实施例中，所述的储水系统为洗车、洗浴、洗涤、灌溉和冲厕直接供水，储水系统连通有精滤系统，通过精滤系统为厨房供水。所述的精滤系统为采用高精度过滤膜对水资源进行过滤处理的系统，以实现使过滤后的水资源达到饮用水的程度，从而提高用水的安全以及居民对本方案的接受程度。所述的高精度过滤膜采用超滤膜、陶瓷过滤膜、反渗透膜中的一种，对于本领域技术人员而言其具体结构和工作原理为现有技术，本领域技术人员根据本方案记载的内容结合上述高精度过滤膜中的任意一种均能够实现上述功能，此处不对高精度过滤膜以及精滤系统的具体结构和工作原理进行赘述。

实施例12：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的活水储水系统连接有用于对种植区进行滴灌的滴灌系统。利用滴灌系统对植物进行灌溉能够使得对水资源的利用率达到95%及以上，避免浇灌导致的大量水分渗入到地下而形成较大的浪费，也减小系统内部水资源的流失。本实施例中，所述的滴灌系统为本领域技术人员的公知常识以及惯用手段，本领域技术人员根据具体的需要采用市场上能够采购的任何一种滴灌系统结合本方案记载的内容均可实现上述效果，滴灌系统的结构本身和工作原理不作为本方案的改进点，此处不对滴灌系统的具体结构和工作原理进行赘述。本实施例中，其他未描述的部分与上述实施例的内容相同，故不赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：包括用于对污水进行净化处理的污水处理系统、与污水处理系统连通的储水系统、分别与污水处理系统和储水系统连通的活水储水系统以及与储水系统连通的生活用水系统，所述的生活用水系统的排水端与污水处理系统连通；所述的污水处理系统连通有雨水收集系统；所述的雨水收集系统包括地上雨水收集系统和地下雨水收集系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：所述的地上雨水收集系统包括按顺序从上往下依次设置的陶粒层、无纺布、疏水板、防水层、找平层和找坡层，所述的疏水板连通有集水沟，所述的集水沟通过管道与污水处理系统连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：所述的陶粒层上方设置有地上种植土层。

4.根据权利要求3所述的一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：所述的防水层包括耐根系穿刺防水层和设置在耐根系穿刺防水层下方的涂膜防水层。

5.根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：所述的地下雨水收集系统包括由若干个滤水单元组合形成的海绵滤水系统。

6.根据权利要求5所述的一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：所述的海绵滤水系统上方设置有种植区。

7.根据权利要求6所述的一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：所述的活水储水系统连接有用于对种植区进行滴灌的滴灌系统。

8.根据权利要求1、2、3、4、6、7中任一项所述的一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：所述的生活用水系统包括通过管道与储水系统连通的节水型生活用水器具；所述的水型生活用水器具包括节水型水龙头、节水型淋浴器、节水型洗衣机中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的一种基于绿色建筑的水资源循环系统，其特征在于：所述的储水系统连通有市政水管。