CN109610746A - 一种用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统。包括屋顶弃流兼过滤模块以及储水兼自冲洗模块，屋顶弃流兼过滤模块包括格栅、卵石过滤槽、过滤网、雨水管、电磁阀，储水兼自冲洗模块包括雨水管、储水罐、滴灌电磁阀、排水电磁阀、排水管、连通管、滴灌管，格栅位于卵石过滤槽上方，与屋面齐平，过滤网位于卵石过滤槽底部，过滤网插入雨水管，电磁阀安装在雨水管上、且位于过滤网下方，雨水管的底部插入储水罐内，排水管安装在储水罐的底部，滴灌管通过滴灌电磁阀与排水管连接，排水电磁阀装在排水管上，且排水电磁阀在排水管上的安装位置位于滴灌管连接处下方，储水罐与排水管通过连通管相通。本发明提高雨水利用效率，节省蓄水罐尺寸。

Description

一种用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统

技术领域

本发明是一种用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，特别涉及一种用于垂直绿化灌溉同时具有自冲洗功能的无动力屋面雨水收集利用系统，属于用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统的创新技术。

背景技术

目前市面上屋面雨水直接通过雨水立管进入场区雨水管网，排入市政雨水管。由于绿色建筑发展，部分区域设置了雨水回收利用系统，对场地雨水进行集中收集、处理，运用到杂用水用水点。现有设计有以下几点弊端：

1.建筑屋面一般较为平整，且无树植、泥土等污染物，雨水水质较好，简单过滤后基本满足使用需求，而与地面水质较差雨水汇合进入集中雨水处理系统，水质被恶化，相当于雨水处理系统对屋面过渡净化了，雨水净化系统能耗及药剂造成了浪费；

2.对于设置垂直绿化建筑，灌溉水源需要由地面泵送至建筑各层进行灌溉。尤其是雨水回用系统设置与地面的建筑，屋面雨水先由屋顶流至地面，再由地面采用送水泵输送至建筑立面进行灌溉，既浪费了雨水势能，又浪费了泵的能耗；

3.部分设计直接利用雨水进行灌溉或存储使用，均没有考虑到两点问题：a屋面雨水水质较好是相对概念，初期降雨会粘附空气中灰尘、其他杂质等，对于初期降雨未考虑弃流的话，水质难以保证，b部分设计利用小型蓄水罐蓄水，但是由于位置、空间限制，无法清洗，利用一段时间，储水罐底部就会形成污垢，影响水质，同时影响使用寿命，c雨水为开发性水源，内部有很多微生物，长时间不用，会产生发黑、发臭等问题，影响水质。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，本发明结构简单，提高雨水利用效率，减少雨水输送能耗，是一种实现节能减排以及节水效果的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统。

本发明的技术方案是：本发明是一种用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，包括有屋顶弃流兼过滤模块以及储水兼自冲洗模块，屋顶弃流兼过滤模块包括有格栅、卵石过滤槽、过滤网、雨水管、电磁阀，储水兼自冲洗模块包括有雨水管、储水罐、滴灌电磁阀、排水电磁阀、排水管、连通管、滴灌管，格栅位于卵石过滤槽的上方，与屋面齐平，过滤网位于卵石过滤槽的底部，过滤网插入雨水管中，电磁阀安装在雨水管上、且位于过滤网的下方，雨水管的底部插入储水罐内，排水管安装在储水罐的底部，滴灌管通过滴灌电磁阀与排水管连接，排水电磁阀安装在排水管上，且排水电磁阀在排水管上的安装位置位于滴灌管连接处的下方，储水罐与排水管之间通过连通管相通。

本发明包括有屋顶弃流兼过滤模块以及储水兼自冲洗模块，根据屋面水质特征将弃流与过滤结合，且利用进水方式将输水与冲洗相结合，靠近垂直绿化设计，直接灌溉。利用格栅、卵石过滤槽、过滤网组合成雨水净化装置，利用雨计时器与电磁阀形成雨水弃流装置，利用储水罐内部进行储水，并结合滴灌电磁阀和排水电磁阀进行灌溉及排水控制。利用安装在雨水管底部的自冲洗旋钮将下降的水冲刷储水罐侧壁及底部，组成自冲洗装置。本发明结构简单，提高雨水利用效率，减少雨水输送能耗，是一种实现节能减排以及节水效果的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为本发明的屋顶弃流兼过滤模块示意图；

图3为本发明的储水兼自冲洗模块示意图；

图4为本发明自冲洗旋钮的安装结构示意图；

图5为本发明滴灌管的安装结构示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的原理图如图1所示，本发明的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，包括有屋顶弃流兼过滤模块以及储水兼自冲洗模块，屋顶弃流兼过滤模块包括有格栅1、卵石过滤槽2、过滤网3、雨水管4、电磁阀5，储水兼自冲洗模块包括有雨水管4、储水罐8、滴灌电磁阀9、排水电磁阀10、排水管11、连通管12、滴灌管16，格栅1位于卵石过滤槽2的上方，与屋面齐平，过滤网3位于卵石过滤槽2的底部，过滤网3插入雨水管4中，电磁阀5安装在雨水管4上、且位于过滤网3的下方，雨水管4的底部插入储水罐8内，排水管11安装在储水罐8的底部，滴灌管16通过滴灌电磁阀9与排水管11连接，排水电磁阀10安装在排水管11上，且排水电磁阀10在排水管11上的安装位置位于滴灌管16连接处的下方，储水罐8与排水管11之间通过连通管12相通。上述电磁阀5、滴灌电磁阀9、排水电磁阀10与控制装置电连接，控制装置控制电磁阀5、滴灌电磁阀9、排水电磁阀10的动作。

本实施例中，上述储水罐8的顶部设有排气管13。排气管13采用DN10的PVC管材。

本实施例中，上述储水罐8为漏斗形，包括有圆柱体及圆锥体两部分，储水罐8所设圆锥体的底部出水口与排水管11相连.

上述储水罐8所设圆锥体的圆锥角度θ1为45～60°。本实施例中，圆锥角度θ1为45°。

本实施例中，上述雨水管4的底部通过自冲洗连接件14安装有自冲洗旋钮15。自冲洗旋钮15利用螺纹与自冲洗连接件14连接，自冲洗连接件14与雨水管4采用胶水相连。

上述自冲洗旋钮15至储水罐8的圆柱体与圆锥体的交接位置的距离H1为40～80mm；连通管12与储水罐8连通位置与储水罐8底部的距离H2为300～500mm。本实施例中，连通管12与储水罐8连通位置与储水罐8底部的距离H2为370mm。

上述自冲洗旋钮15所设斜面与水平面的夹角θ2为15～30°。自冲洗旋钮15所设斜面是水流出的方向，斜面使出水方向形成足够的冲刷力度。本实施例中，夹角θ2为30°，自冲洗旋钮15至储水罐8的圆柱体与圆锥体的交接位置的距离H1为76mm，下落雨水刚刚能够冲刷下层储水罐侧壁及底部。

上述电磁阀5还连接有雨量传感器6，雨量传感器6与电磁阀5进行联动控制。雨量传感器6的信号输出端与控制装置电连接，控制装置与电磁阀5电连接。

本实施例中，上述格栅1与屋面雨水槽7齐平，一方面保护屋面人行行走，避免磕绊，另一方面便于雨水收集。过滤网3的外径尺寸与排水管4的内径尺寸相同。

上述滴灌管16与排水管11连接处向下倾斜，滴灌管16的轴向几何中心线与水平面的夹角θ3为5～10°。本实施例中，θ3约7°，滴灌管16向下倾斜是为了使水流向下，重力势能满足滴灌水压要求，实现无动力灌溉，便于对垂直绿化进行灌溉。

经过科学研究，降雨初期水质一般雨水带有空气中灰尘、杂质等，不适于收集。本发明设置弃流装置，由时间进行控制，前5分钟降雨均不进行收集，由其他雨水管排走。而且本发明过滤系统位于系统顶端，利用雨水冲刷可以把前次过滤杂质冲刷带走，清洗了过滤介质。降雨初期，所有阀门均关闭，降雨一定时间后，由雨量传感器6反馈降雨5分钟之后，控制装置控制电磁阀5打开，其他阀门关闭，雨水会经过格栅1、卵石过滤槽2、过滤网3，雨水中杂质基本清除，可以用于灌溉。雨水先由雨水管4进入储水罐8内，控制装置控制滴灌电磁阀9以及排水电磁阀10均关闭，形成储水效果，直至水位到达连通管12，流至下一层储水罐，各储水罐均蓄满水之后，雨水由最底层的雨水管井进入市政管网。利用储水罐内雨水进行灌溉时，控制装置控制排水电磁阀10关闭，滴灌电磁阀9打开，利用水位自身的重力作用，可以满足滴灌水压，实现对垂直绿化的灌溉。本发明设计储水由下向上置换，每次均对最新雨水进行储存，排出上部残存雨水，可以保持水质良好。考虑雨水长期储存会变质，产生发臭发黑等现象，不适宜使用，本发明设计当雨量传感器6反馈无降雨3天以上时，控制装置控制滴灌电磁阀9关闭，排水电磁阀10全部打开，由于排水管11与场区雨水管井相连，雨水由排水管11逐级排走。当系统使用一段时间，储水罐8底部会产生部分污垢，控制装置控制电磁阀5及排水电磁阀10打开，关闭滴灌电磁阀9，在顶部倒入少量清水，清水由雨水管4顶端自冲洗旋钮将水均匀的冲刷储水罐8侧壁和底部，经过势能加速后，水流冲刷力度合理，可以有效清洗储水罐内部，无需人员逐个清洗，方便有效。

根据计算，每层安装一个储水槽8，设计为墙壁侧方形，外侧圆柱形，尺寸300*300*400mm。本发明雨水管采用DN50管材，本发明设计一次储水，刚好可以使用三天，三天后水量未使用完的直接排放，保证储水罐的清洁。

本发明屋面雨水收集利用系统针对设置垂直绿化建筑进行设计，解决了建筑立面复杂灌溉管布置问题。屋面雨水属于城市内水质较好的一类水源，经过格栅、粒径不同的卵石、过滤网等处理后可直接用于绿化灌溉；同时自冲洗旋钮可以对储水池侧壁及底部污垢进行冲洗；结合垂直绿化位置设置储水罐一方面充分利用立面空间，另一方面避免滴管压力过高浪费水源。本发明适用于设置垂直绿化建筑，提高了雨水利用效率，节省了蓄水罐尺寸。本发明结构简单，提高雨水利用效率，减少雨水输送能耗，是一种实现节能减排以及节水效果的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统。

Claims (10)

1.一种用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于包括有屋顶弃流兼过滤模块以及储水兼自冲洗模块，屋顶弃流兼过滤模块包括有格栅、卵石过滤槽、过滤网、雨水管、电磁阀，储水兼自冲洗模块包括有雨水管、储水罐、滴灌电磁阀、排水电磁阀、排水管、连通管、滴灌管，格栅位于卵石过滤槽的上方，与屋面齐平，过滤网位于卵石过滤槽的底部，过滤网插入雨水管中，电磁阀安装在雨水管上、且位于过滤网的下方，雨水管的底部插入储水罐内，排水管安装在储水罐的底部，滴灌管通过滴灌电磁阀与排水管连接，排水电磁阀安装在排水管上，且排水电磁阀在排水管上的安装位置位于滴灌管连接处的下方，储水罐与排水管之间通过连通管相通。

2.根据权利要求1所述的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于储水罐的顶部设有排气管。

3.根据权利要求1所述的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于储水罐为漏斗形，包括有圆柱体及圆锥体两部分，储水罐所设圆锥体的底部出水口与排水管相连。

4.根据权利要求3所述的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于储水罐所设圆锥体的圆锥角度θ1为45～60°。

5.根据权利要求3所述的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于雨水管的底部通过自冲洗连接件安装有自冲洗旋钮。

6.根据权利要求5所述的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于自冲洗旋钮至储水罐的圆柱体与圆锥体的交接位置的距离H1为40～80mm；连通管与储水罐连通位置与储水罐底部的距离H2为300～500mm。

7.根据权利要求6所述的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于自冲洗旋钮所设斜面与水平面的夹角θ2为15～30°。

8.根据权利要求1所述的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于电磁阀还连接有雨量传感器，雨量传感器与电磁阀进行联动控制。

9.根据权利要求1所述的用于垂直绿化建筑的无动力雨水收集利用系统，其特征在于格栅与屋面雨水槽齐平；过滤网的外径尺寸与排水管的内径尺寸相同。

10.根据权利要求1至9任一项所述的适用于垂直绿化建筑且带有自冲洗的无动力雨水收集利用系统，其特征在于滴灌管与排水管连接处向下倾斜，滴灌管的轴向几何中心线与水平面的夹角θ3为5～10°。