CN212248936U - 民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，包括墙体，墙体的顶部固定有绿色屋顶，墙体和绿色屋顶的外部均安装有排水管道，墙体的外部安装有屋顶溢流管道，墙体的外部安装有绿色露台，墙体的外部安装有支溢流管道，且支溢流管道贯穿绿色露台，支溢流管道的两端分别与屋顶溢流管道和排水管道连通，墙体的一侧安装有发电装置，发电装置包括涡轮机和发电机，绿色屋顶内的排水管道的底部设置有保护层，保护层的底部设置有防水层，防水层的底部固定有建筑顶层。本实用新型绿色屋顶不仅是为了让雨水得到利用，同时还可以改善大气环境，发电装置将其转化为电能，合理利用雨水的落差带来的能量，实现能源的再利用。

Description

民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置

技术领域

本实用新型涉及绿色建筑技术领域，尤其涉及民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置。

背景技术

随着城市化的发展，土地利用类型也不断发生变化，下垫面透水面积比例的骤减使得城市雨洪问题日益突出。 屋顶作为城市的“第五立面”，约占不透水下垫面总面积的40 %～50 %。 同时，屋顶作为大气干、湿沉降的主要承载面，在外界作用下，考虑到土地资源利用率低、用地紧张且地价高的现状，城市雨洪管理已经将屋顶作为新的领域加以开拓应用，这就使我们想到了利用高层雨水来做一些资源的利用与再利用。

现有技术中的民用住宅高层建筑屋顶，不能让雨水得到相对较好的利用，同时不具有改善大气环境功能，不能实现能源的再利用。因此，亟需设计民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置来解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的不能让雨水得到相对较好的利用，同时不具有改善大气环境功能，不能实现能源的再利用缺点，而提出的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，包括墙体，所述墙体的顶部固定有绿色屋顶，所述墙体和绿色屋顶的外部均安装有排水管道，所述墙体的外部安装有屋顶溢流管道，所述墙体的外部安装有绿色露台，所述墙体的外部安装有支溢流管道，且支溢流管道贯穿绿色露台，所述支溢流管道的两端分别与屋顶溢流管道和排水管道连通，所述墙体的一侧安装有发电装置，所述发电装置包括涡轮机和发电机。

上述技术方案的关键构思在于：不仅让雨水得到利用，同时还可以改善大气环境，合理利用雨水的落差带来的能量，实现能源的再利用。

进一步的，所述绿色屋顶内的排水管道的底部设置有保护层，所述保护层的底部设置有防水层，所述防水层的底部固定有建筑顶层。

进一步的，所述绿色屋顶内的排水管道的顶部设置有过滤层，所述过滤层的顶部设置有基质层。

进一步的，所述排水管道上连接有截流分流箱，所述截流分流箱的内部安装有截流分流板。

进一步的，所述截流分流箱的顶部和底部均固定有连接管一，且连接管一与排水管道连通，所述截流分流箱的一侧安装有连接管二，且连接管二的一端与支溢流管道连通。

进一步的，所述排水管道上连接有蓄水池，所述蓄水池的内部安装有放水闸板。

进一步的，所述墙体的外部设置有引流管道，且引流管道的两端分别与屋顶溢流管道和排水管道连通。

本实用新型的有益效果为：

1.通过设置的绿色屋顶和绿色露台，绿色屋顶不仅是为了让雨水得到利用，同时还可以改善大气环境，绿色屋顶和绿色露台绿植通过滞留雨水进行径流调控，其雨水滞留能力主要由植被层截留雨水和基质层吸持雨水组成，其中起主要作用的是基质层吸持雨水。

2.通过设置的发电装置，排水管道和污水管道下落的水有着相当大的动能，发电装置一端的涡轮机叶片与水流方向垂直，涡轮机与发电装置耦合配置，发电装置将其转化为电能，合理利用雨水的落差带来的能量，实现能源的再利用。

3.该装置的使用不仅能防止雨水量小且不连续而影响发电系统的发电效率,而且能防止雨水较大时,雨水下落流速较快对发电装置冲刷较大，损坏机器。

附图说明

图1为本实用新型提出的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型提出的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置的截流分流装置结构示意图；

图3为本实用新型提出的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置的截流分流装置内部结构示意图；

图4为本实用新型提出的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置的绿色屋顶结构示意图。

图中：1墙体、2排水管道、3截流分流装置、4绿色露台、5屋顶溢流管道、6绿色屋顶、7引流管道、8蓄水池、9放水闸板、10发电装置、11截流分流箱、12连接管一、13连接管二、14截流分流板、15建筑顶层、16防水层、17保护层、18过滤层、19基质层、20支溢流管道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请同时参见图1至图4，民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，包括墙体1，墙体1的顶部固定有绿色屋顶6，绿色屋顶6不仅是为了让雨水得到利用，同时还可以改善大气环境，墙体1和绿色屋顶6的外部均安装有排水管道2，墙体1的外部安装有屋顶溢流管道5，墙体1的外部安装有绿色露台4，绿色屋顶6和绿色露台4绿植通过滞留雨水进行径流调控，其雨水滞留能力主要由植被层截留雨水和基质层吸持雨水组成，其中起主要作用的是基质层19吸持雨水，墙体1的外部安装有支溢流管道20，且支溢流管道20贯穿绿色露台4，支溢流管道20的两端分别与屋顶溢流管道5和排水管道2连通，墙体1的一侧安装有发电装置10，排水管道2和污水管道下落的水有着相当大的动能，发电装置10一端的涡轮机叶片与水流方向垂直，涡轮机与发电装置10耦合配置，发电装置10将其转化为电能，合理利用雨水的落差带来的能量，实现能源的再利用，发电装置10包括涡轮机和发电机。

从上述描述可知，本实用新型具有以下有益效果：通过设置的绿色屋顶6和绿色露台4，绿色屋顶6不仅是为了让雨水得到利用，同时还可以改善大气环境，绿色屋顶6和绿色露台4绿植通过滞留雨水进行径流调控，其雨水滞留能力主要由植被层截留雨水和基质层吸持雨水组成，其中起主要作用的是基质层19吸持雨水。

进一步的，绿色屋顶内的排水管道2的底部设置有保护层17，保护层17的底部设置有防水层16，防水层16能够对建筑顶层15起到放水作用，防水层16的底部固定有建筑顶层15。

进一步的，绿色屋顶6内的排水管道2的顶部设置有过滤层18，过滤层18能够对雨水过滤，过滤层18的顶部设置有基质层19，基质层19吸持雨水。

进一步的，排水管道2上连接有截流分流箱11，截流分流箱11的内部安装有截流分流板14，截流分流板14能够将排水管道2内的水进行分流。

进一步的，截流分流箱11的顶部和底部均固定有连接管一12，且连接管一12与排水管道2连通，截流分流箱11的一侧安装有连接管二13，且连接管二13的一端与支溢流管道20连通。

进一步的，排水管道2上连接有蓄水池8，蓄水池8能够进行蓄水，蓄水池8的内部安装有放水闸板9，打开放水闸板9能够将蓄水池8内的水排入到排水管道2内。

进一步的，墙体1的外部设置有引流管道7，且引流管道7的两端分别与屋顶溢流管道5和排水管道2连通，引流管道7能够对屋顶溢流管道5的水流入到排水管道2内。

采用上述设置的蓄水池8，蓄水池8用于绿化环境或者做景观水使用，该装置的使用不仅能防止雨水量小且不连续而影响发电系统的发电效率,而且能防止雨水较大时,雨水下落流速较快对发电装置10冲刷较大，损坏机器。

以下再列举出几个优选实施例或应用实施例，以帮助本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术内容以及本实用新型相对于现有技术所做出的技术贡献：

实施例1

民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，包括墙体1，墙体1的顶部固定有绿色屋顶6，绿色屋顶6不仅是为了让雨水得到利用，同时还可以改善大气环境，墙体1和绿色屋顶6的外部均安装有排水管道2，墙体1的外部安装有屋顶溢流管道5，墙体1的外部安装有绿色露台4，绿色屋顶6和绿色露台4绿植通过滞留雨水进行径流调控，其雨水滞留能力主要由植被层截留雨水和基质层吸持雨水组成，其中起主要作用的是基质层19吸持雨水，墙体1的外部安装有支溢流管道20，且支溢流管道20贯穿绿色露台4，支溢流管道20的两端分别与屋顶溢流管道5和排水管道2连通，墙体1的一侧安装有发电装置10，排水管道2和污水管道下落的水有着相当大的动能，发电装置10一端的涡轮机叶片与水流方向垂直，涡轮机与发电装置10耦合配置，发电装置10将其转化为电能，合理利用雨水的落差带来的能量，实现能源的再利用，发电装置10包括涡轮机和发电机。

其中，绿色屋顶内的排水管道2的底部设置有保护层17，保护层17的底部设置有防水层16，防水层16能够对建筑顶层15起到放水作用，防水层16的底部固定有建筑顶层15；绿色屋顶6内的排水管道2的顶部设置有过滤层18，过滤层18能够对雨水过滤，过滤层18的顶部设置有基质层19，基质层19吸持雨水；排水管道2上连接有截流分流箱11，截流分流箱11的内部安装有截流分流板14，截流分流板14能够将排水管道2内的水进行分流；截流分流箱11的顶部和底部均固定有连接管一12，且连接管一12与排水管道2连通，截流分流箱11的一侧安装有连接管二13，且连接管二13的一端与支溢流管道20连通；排水管道2上连接有蓄水池8，蓄水池8能够进行蓄水，蓄水池8的内部安装有放水闸板9，打开放水闸板9能够将蓄水池8内的水排入到排水管道2内；墙体1的外部设置有引流管道7，且引流管道7的两端分别与屋顶溢流管道5和排水管道2连通，引流管道7能够对屋顶溢流管道5的水流入到排水管道2内。

具体的，本实用新型的工作原理如下：使用时，绿色屋顶6和绿色露台4方面：绿色屋顶6是指在屋顶上覆盖一层绿色植被的景观模式，其基本结构包括植被层、基质层19、过滤层18、排水层和防水层16等。绿色露台4基本结构包括植被层和基质层19，计划在六层以上每隔4层设置一个绿植绿色露台4，其作用是绿化同时对排水管道2下流的雨水进行截流、缓速。使用平面屋顶，其在城市中最为普遍。这种屋顶在设计时 经常与绿植、廊架、水池相结合，创造出一个综合空间。 其处理雨水的效率通常较坡屋面高。其次使用开敞型绿色屋顶6（粗放型绿色屋顶6），他是绿色屋顶6建设中最简单的一种形式。开敞型绿色屋顶6虽然具有重量轻、后期养护简单的优点，但在使用上也存在适合建筑负荷小、后期养护投入少的局限性。但这种粗放型绿色屋顶6能给人更加贴近自然的感觉，绿化效果更自然。我们计划用下落的雨水作为部分浇灌屋顶和绿色露台4绿植的水源，对绿植进行浇灌，浇灌后一部分雨水并未被绿植利用，于是沿着过滤层18、排水层要流出屋顶，进行排水。同时设置溢流管道，排出因雨量过大屋顶和绿色露台4所积存的雨水。

排水管道2设计：高层建筑的顶层本身就是良好的雨水收集平台，而普通建筑物一般装的排水管道2是直接从顶层通往建筑物底部再进入地面的排水管道2，这个过程中就损失了很大一部分重力势能，因此要想高效利用这些被损失的能量，本装置提出在建筑物储水并加以利用，一方面可以在暴雨季起到缓冲作用，另一方面可高效利用雨水发电也符合当下的节能理念，根据实际高层建筑物的高度在建筑20层和6层设置一个水箱（我们的想法是此为一个管道外接的水箱，水箱体积不大，起到对下落雨水微小调节的作用）同时在每个绿色露台4设置截流装置，截取一部分水进入绿色露台4绿植层，剩余的雨水继续下流，与溢流管道的雨水汇集进入建筑20层及6层的水箱中，水箱内设有浮球阀，待水位达到一定高度时，浮球阀开启，此时水箱中的存储雨水接近满管下流，选用适当的涡轮发电机，水流全面冲击涡轮机发电；当水箱中的水位低于一定高度时，浮球阀关闭继续汇集雨水到水箱中。该装置的使用不仅能防止雨水量小且不连续而影响发电系统的发电效率,而且能防止雨水较大时,雨水下落流速较快对发电机冲刷较大，损坏机器。

发电机的选用：排水管道2和污水管道下落的水有着相当大的动能，那么这些能量我们考虑在将其转化为电能。所以我们计划将一种涡轮机安装于顶部水箱排水管道2之下，涡轮机叶片与水流方向垂直，涡轮机与发电机耦合配置，将涡轮机轴直接安装在220V发电机上，这样做无传输损失，涡轮机轴由位于蜗室内的滑动轴承支撑，用一个套管作为止推轴承。涡轮叶片设置为3个，根据市场情况和费用效率分析，采用风扇式涡轮机。经过选型对比，选择涡轮机的整体尺寸为100-500mm，在涡轮机的入口和出口处压力下降不大，所以楼层排水管道2出水均可利用。根据查阅文献以及实地考察涡轮机可用于民用建筑排水管道2，我们设计将每个高层建筑的排排水管道2口处设置风扇式发电机进行少量发电，同时我们会在建筑的污水管道和城市管网污水管道的接口处设计发电机，使下落污水也得到相应利。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，包括墙体（1），其特征在于，所述墙体（1）的顶部固定有绿色屋顶（6），所述墙体（1）和绿色屋顶（6）的外部均安装有排水管道（2），所述墙体（1）的外部安装有屋顶溢流管道（5），所述墙体（1）的外部安装有绿色露台（4），所述墙体（1）的外部安装有支溢流管道（20），且支溢流管道（20）贯穿绿色露台（4），所述支溢流管道（20）的两端分别与屋顶溢流管道（5）和排水管道（2）连通，所述墙体（1）的一侧安装有发电装置（10），所述发电装置（10）包括涡轮机和发电机。

2.根据权利要求1所述的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，其特征在于，所述绿色屋顶内的排水管道（2）的底部设置有保护层（17），所述保护层（17）的底部设置有防水层（16），所述防水层（16）的底部固定有建筑顶层（15）。

3.根据权利要求1所述的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，其特征在于，所述绿色屋顶（6）内的排水管道（2）的顶部设置有过滤层（18），所述过滤层（18）的顶部设置有基质层（19）。

4.根据权利要求1所述的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，其特征在于，所述排水管道（2）上连接有截流分流箱（11），所述截流分流箱（11）的内部安装有截流分流板（14）。

5.根据权利要求4所述的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，其特征在于，所述截流分流箱（11）的顶部和底部均固定有连接管一（12），且连接管一（12）与排水管道（2）连通，所述截流分流箱（11）的一侧安装有连接管二（13），且连接管二（13）的一端与支溢流管道（20）连通。

6.根据权利要求1所述的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，其特征在于，所述排水管道（2）上连接有蓄水池（8），所述蓄水池（8）的内部安装有放水闸板（9）。

7.根据权利要求1所述的民用住宅高层建筑绿色屋顶雨水污水发电装置，其特征在于，所述墙体（1）的外部设置有引流管道（7），且引流管道（7）的两端分别与屋顶溢流管道（5）和排水管道（2）连通。

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