奥运场馆雨水综合利用简介_雨水收集综合利用

奥运场馆雨水综合利用简介由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“雨水收集综合利用”。

姓名：黄嘉辉班级：B11土木工程1班学号：110614211

2奥运场馆雨水综合利用简介

【摘要】：水是人类生存和发展必不可少的资源，北京本身为缺水地区，随着经济的发展、人口的增加和生活质量的提高，对水的要求越来越高。作为奥运会主场馆的国家体育场和国家游泳中心，在雨洪资源的综合开发利用方面力求技术先进，充分合理，切合实际，彰显“绿色奥运”的闪光

【关键词】：水立方，雨水，回收，利用，奥运

1.水立方雨水回收利用

“水”是建筑的灵魂，“方”是中国古代城市建筑最基本的形态，它体现的是中国文化中“天圆地方”的古老哲学和基本的社会生活准则。中国传统的设计哲学催生了“方”的概 念，而这个方盒子又能够很好地满足游泳中心的多功能要求。本案“水”是一种重要的自然 元素，并能激发人们欢乐的情绪。这种“方”与“水”相结合所产生的设计理念就被称作 ——“水立方”。作为2008年北京奥运会标建筑物之一，国家游泳中心总建筑面积65000～ 80000 m2，建筑平面为177×177m2的正方形。

1.1虹吸式屋面雨水排水工程

1.1.1“水立方”屋面的特点和难点

一般来讲，大部分的建筑屋面都具有一定的坡向，特别是一些大型场馆，其屋面形式多为中间高四周较低的形式,这些屋面的雨水比较容易排出。也有一些建筑屋面形式，虽然 中间较低，但跨度较小，也比较容易实现对屋面雨水的有组织排放。“水立方”钢结构和表面覆盖的ETFE透明膜本身的特点，决定了处理3万多平方米的膜屋面雨水排放是我们要对 的新课题。

1.1.2对策— ——将屋面分三块大区域

由于屋面近似为水平，考虑到钢结构跨度较大，钢结构由自重引起的挠度过大；在不同的季节承受雨、雪等载荷时，钢结构就更容易向下曲挠，使屋面的中心部位下沉，屋面的雨水就容易向中间汇集，加大这个不安全因素，同时也使屋面雨水的收集排放更加困难，将屋面分三块大区域分别坡向中心，见下图所示。图中R1、R2区域跨度相对较小，雨水斗可均匀布置。R3区跨度较大，由于钢结构自重引起的中部区域下沉，中心最大下沉量为250mm。考虑以上原因，在R3区域内，再分为3个分区，分别为R3-

1、R3-2和R3-3。通过设置挡 水隔板的办法达到使屋面雨水按设定要求有组织汇集的目的，为今后类似工程的实施提供了 一种技术应用模式。

1.1.3对策二 ——屋面膜与天沟连接构造

屋面膜与天沟连接是依靠屋面每块膜之间天沟侧壁连接件，连接为一个整

体。降落在屋面膜结构的雨水汇集到膜周边的钢天沟内，在天沟且留有孔洞的球 节点上布置虹吸雨水斗。雨水经虹吸雨水斗、悬吊管、立管、水平干管排至室外。屋面膜与天沟连接图见下图。屋面总汇水面积S=31344m2；虹吸雨水系统20个； 采用YG50A型雨水斗204个；溢水系统11个；采用YGS50型雨水斗60个。共计 31个系统，264个雨水斗。设计重现期：P=10年 q5=5.85 L/（s·100m2）溢流

系统与排水系统总排水能力：P=50年 q5=7.38L/（s·100m2）P=100年重现期 校核，P＝100年q5=8.21L/（s·100m2）。

1.2虹吸式屋面雨水排水安装节点

屋面天沟有264个汇集点设有虹吸雨水斗，由斗体（法兰安装盘上焊有压紧

螺栓）、整流器、导流罩、园环压板及尾管组成。雨水通过雨水天沟汇集到雨水内侧设有防潮保温层，保温层表面覆盖一层PVC

防水卷材是天沟的防水措施，PVC卷材以热焊搭接密封。雨水斗处的防水措施为

利用压板夹紧PVC防水卷材。在压板外围以内的PVC板下涂一层硅铜胶，同时在螺栓穿PVC板缝隙内填塞硅铜胶以达到防水密封作用。雨水斗周围的PVC板材应

裁成完整的一块，中间不得有接缝，其平面尺寸参照下图剪切。由于天沟汇集处

平面尺寸各异，需在现场测量后剪裁。此道工序由远大公司提供PVC卷材并剪切。

下好的材料由远大移交给虹吸雨水公司，虹吸雨水公司负责铺好PVC卷材，然后

进行施工。此板材周边与天沟内壁卷材的热焊由远大完成。雨水斗中心开孔，压

板外围范围内PVC板下涂硅铜胶及压紧螺栓缝隙中填塞硅铜胶由泰宁公司制作

完成。雨水斗的所有部件焊接和组装全部由泰宁公司完成。虹吸雨水进行电焊施

工过程中严格采取防火措施。具体做法用镀锌铁板做挡火板，防止焊接过程中烫

坏PVC卷材。

1.2.1挡水板做法

钢结构R3分区中心区存在一定的下陷量，按设计计算确定此下陷量数值为

130～140mm，针对R3区特点，在分区内做环向分区，两个环向分区和一个中心

区，在分区间设档水板（高出天沟120mm），以阻止较高环形区域雨水向低环区

泄流。挡水板做法：支架角钢（20mm×20mm×3mm）利用［型钢和顶丝与天沟上

部的膜夹具固定，如下图所示。挡板采用不锈钢材质，为避免不锈钢对天沟内

PVC防水卷材直接接触，不锈钢挡板离PVC卷材顶面10mm，下部分采用橡胶板密

封。

在“水立方”钢结构和表面覆盖的ETFE透明膜的天面上，采用天沟侧壁连

接件连接为一个整体，实现31329m2屋面雨水的有组织排放实为先例。经过2007

年北京雨季的实践验证，虹吸雨水排放系统安全可靠。通过设置挡水隔板的办法

达到使屋面雨水按设定要求有组织汇集的目的，分区格档排放技术能为今后类似

工程的实施提供一种技术应用模式。新型屋面雨水分区格档排放技术可用于各种

适用的屋面雨水排放工程中。

1.3水立方雨水利用成果及感悟

水立方作为2008年奥运会主要场馆之一，同样也是贯彻北京奥运会的“绿色奥运”

方，据悉水立方一年的节水量高达一万吨，为了保证室外护城河水的水质，“水立方”还有

一套水景水循环处理系统：在地下二层设水景水处理机房，将护城河水经过滤消毒，根据检

测用精密计量泵自动投加酸碱夜和次氯酸钠溶液，保证泳池中水的PH值和余氯值在要求范

围之内。池中的水会按照实际需要投加除藻剂，保证池水和池体不滋生藻类。并且定时排污，及时补充新鲜水。水景循环周期按8小时来设计。看来水立方的雨水利用效果非常显著，主

要是运用了先进的科学技术，现在有一个值得思考的问题，水立方的雨水利用的成功方法，能否运用到城市雨水回收里用中，效果是否同样出众呢？如果运用到实际生活中成本是否划

算？这些问题都值得我们思考。

2.会雨水回收利用

2.1运会雨水回收利用

奥运会主会场和场区的雨水收集和处理系统由于澳大利亚水资源短缺,在奥运会场馆

设计中充分考虑了水资源的节约和开发。所有承包商必须承诺节水达到50 %以上。悉尼组

委会对奥运会场区的雨水进行了综合规划。将整个场区的雨水收集和处理系统根据地形和地势分为3 个系统收集,另外,再加上一个主体育场的雨水收集和直接处理和利用系统。雨水中的污染物主要是泥沙和N ,P。雨水经过收集后,需要经过处理后,才能被有效利

用。我们对其中的两个子系统进行了参观考察,这两个系统分别占整个雨水收集量的40 %和 30 %。雨水处理上充分利用自然条件,其中之一雨水处理在重新构建的坑塘基础上,通过水力 学设计使雨水在流动过程中,泥沙得到有效沉淀,然后进入自然处理系统———氧化塘,对水 中的营养物质N , P 进行净化,在氧化塘中种植了当地的挺水类水生植物,可以强化N ,P的去 除。另一处位于主体育馆南侧的处理系统,采用多个塘串联,其中第一个塘也是用于沉淀泥沙, 后几个塘采用水生植物氧化塘,同样采用了本地生的挺水植物,由于有一定的水面和植物,使 得其成为鸟类和青蛙栖息的生态保护地。

同时,设计者将自然景观和人工景观相结合,采用了一个特殊造型的喷水装置和一个深 入到水面的木桥———彩虹桥与自然水面相连,喷水池

与自然水池浑然一体,相映成辉,形成了奥运会主场馆旁一个著名的景点。值得说明的是考 虑到回用水的安全性,喷泉没有采用处理后的雨水,而是采用自来水。

如上所述,在整个场区范围内的雨、污水通过一个处理厂和3 个雨水收集、处理和储存 设施,已经达到了排放标准,起到了防止污染的作用;其次,考虑资源价值,水作为重要的生态 构成因素,参与了3～4 处景观水体的构建;最后,水面和植物形成了候鸟和动物的栖息地,形 成了一个整体的自然生态保护地。使得雨水和污水的价值得到充分利用,整个系统是一个环 境保护、生态保护和建设的经典之作。在此基础上,设计者通过深度处理系统,最后让这些有 限的水资源的利用价值达到最大化。

经过处理后的雨、污水可以达到环境排放标准,但是无法达到回用水平。悉尼奥运会采 用了较为严格的中水处理工艺。

其中水回用主要采用的技术是微滤膜技术,这是澳大利亚Memtech 公司的专有技术,其微滤膜采用聚丙烯中空纤维材料,孔径为0.2μm 左右,可以去去除一些水中的悬浮物和病原菌。此项技术出水效果好,膜反洗要求低,使用寿命长,是污水回用处理中替代混凝过滤(砂滤)的最新技术。在此之后,根据用水的要求和含盐量的要求,可以采用反渗透进行除盐处理。回用之前需要加氯消毒,回用水厂的处理能力为7 000 m3/ d ,同时处理污水处理厂出水和储存塘中的雨水。处理后出水经过加氯消毒后,送到奥运村作为中水使用,主要用途是冲洗厕所和绿化用水。奥运会后销售出去的民用住宅在入户的门口一侧都装有两块水表,一块是计量中水,一块计量清水,并且庭院内装有微喷装置进行绿化。可以看出水资源的充分利用这一观念,在奥运村的建设中得到了充分的实践,并且设施也得到了充分的利用。正是通过这些措施和厕所节水马桶等其他措施,奥运村的开发商才能达到奥运村住宅节水50 %的承诺。

2.2经查找未发现雅典奥运会以及2012伦敦奥运会雨水收集利用的资料

3.鸟巢与悉尼奥运会雨水运用系统的比较

首先两届奥运会都为了体现环保节能的主题，由于两地的地理位置不同，所以在雨水的处理工艺上稍有差别，两种处理法都是使用物理法，鸟巢是处理工艺主要采用物理法，即采用不同性能的过滤实现处理。这种方法还具有处理效果稳定、便于维护和处理组件成本随时间延续可能不断降低的优点。，悉尼奥运会主场馆雨水中的污染物主要是泥沙和N ,P。雨水经过收集后,需要经过处理后,才能被有效利用。我们对其中的两个子系统进行了参观考察,这两个系统分别占整个雨水收集量的40 %和30 %。雨水处理上充分利用自然条件,其中之一雨水处理在重新构建的坑塘基础上,通过水力学设计使雨水在流动过程中,泥沙得到有效沉淀,然后进入自然处理系统———氧化塘,对水中的营养物质N , P 进行净化,在氧化塘中种

植了当地的挺水类水生植物,可以强化N ,P的去除。另一处位于主体育馆南侧的处理。相比之下两届奥运会各有各的特点，悉尼奥运会更偏向自然，运用植物吸收有害物质。北京奥运

会则偏向科技节能。

4.【结束语】：

由于时间有限，只找到了少数的资料，比如：雅典和伦敦奥运会主场馆的雨水收集系统就没有了解到，还有就是奥运场馆的雨水收集系统能否运用到城市建设当中，由于对雨水回收利用知识的匮乏，也没有能够了解到。但是同过本次科技周，我的收获也是很大的，锻炼了自己检索文章的能力，为以后的实习毕业论文打下了基础。同时在和同学们的讨论中，也能学到很多东西，至少学会了写论文的基本格式，还有就是大家检索文章的方法都不相同，找到的资料也是各不相同，在他们哪也得到了宝贵的资源。最后感谢各位老师对我们的指导。