2.3 雨水收集装置

2.3.1 65型、87型斗屋面雨水排水系统
1 概述
65型、87型斗屋面雨水排水系统区别于虹吸式屋面雨水系统和《建筑给水排水设计规范》GB50015中的重力(无压)流排水系统。系统的设计流态介于无压流和有压流之间的过渡流态，水流中掺有空气，可用水、气两相流规律描述。系统的流量负荷、管材、管道布置等都需考虑水流压力的作用。65型、87型斗屋面雨水排水系统适用于各类工业和民用建筑中，是我国应用最普遍、时间最久的雨排水系统。
  1)系统组成：65型、87型斗，屋面雨水排水系统由65型或87型雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管组成。系统形式有檐沟或天沟外排水、密闭式或敞开式内排水、高低跨混合式排水等多种型式。65型、87型雨水斗由阻气顶盖和格栅整流罩、出水短管、压板等组成。
  2)适用范围：65型、87型斗屋面雨水排水系统适用于各种民用和工业建筑屋而雨水的排除。系统设计必须考虑雨水压力的作用。设计数据根据试验验证的资料确定。
2 技术性能要求
  1)雨水斗基本性能见表2.3.1-1。产品在达到不进气排水时，所需斗前水深比虹吸斗大，比自由堰流斗小。

表2.3.1-1  常用雨水斗基本性能

  2)雨水斗规格及流量范围见表2.3.1-2。
  3)悬吊管的坡度可按不小于0.005敷设，单斗系统的悬吊管流量范围和雨水斗相同。

表2.3.1-2  雨水斗规格及流量范围

  4）雨水立管规格及流量范围见表2.3.1-3。

表2.3.1-3  雨水立管规格及流量范围

注：建筑高度≤12m时不超过表中低限值，高层建筑不超过表中上限值。

  5)出管(又称出户管)和其它横管(如管道层的汇合管等)可近似按悬吊管的方法计算。排出管管径根据系统总流量确定。排出管在出建筑外墙时流速若大于1.8m／s，管径应放大。
  6)系统的设计工况应选在非满管流态，以留有余地，可耐受短时超量雨水冲击(包括屋面集水时间小于5min时的高强雨汇流、超设计重现期降雨等)。
  7)系统对溢流设施的依赖性小，安全运行实践经验已十分丰富。
  8)系统管材及选用：管材可选用钢管、给水铸铁管、钢塑复合管及抗环变形外压力大于0.15MPa的承压塑料管等，管材规格及技术要求同“给水管材”对应章节。
3 选用要点：应选用金属材料雨水斗，雨水斗应有整流格栅。平屋面和带天沟的屋面均可选用各种口径的雨水斗。高层建筑室内雨水管道不得采用生活排水塑料管。
4 施工安装要点
  1)雨水斗安装参见国家建筑标准设计图集09S302《雨水斗选用及安装》。
  2)管道接口应能抵抗系统灌满水产生的压力。给水铸铁管应采用承插接口的管道，立管的转弯处应设支墩，横管的转弯处应设固定支架。
  3)地面不允许冒水时，埋地管上不得安装敞开式检查井。
  4)多斗立管的顶端不得安装雨水斗。
  5)一个悬吊管上安装的雨水斗不应超过4个。
5 雨水斗参考价格(表2.3.1-4)

表2.3.1-4  雨水斗参考价格

6 相关规范《建筑与小区雨水利用：工程技术规范》GB 50400—2006。
2.3.2 虹吸式屋面雨水排水系统
1 概述
虹吸式屋面雨水排水系统，也称为压力流屋面雨水排水系统，它是区别于重力流屋面雨水排水系统和65型、87型斗屋面雨水排水系统的一种排水形式，其工作原理是充分利用雨水斗与排出管之间的有效位差，快速排除雨水，管道内有明显负压。
  1)组成及分类：虹吸式屋面雨水排水系统由虹吸式雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、配套管件和固定件组成。为满足不同屋面雨水排水要求，虹吸式雨水斗按使用功能分为带集水槽型雨水斗、无集水槽型雨水斗和防冻型雨水斗。带集水槽型雨水斗适用于平屋面。雨水斗由格栅罩、反涡流装置、斗体、连接压板、防水翼环、出水短管等组成，防冻雨水斗带加热包。
  2)适用范围：虹吸式屋面雨水排水系统，特别适用于会展中心、体育场馆、航站楼、机库、大型货运库、物流中心、工业厂房、办公楼等具有大型屋面的公共和工业建筑。该系统必须采用虹吸式雨水斗。
2 技术性能要求
  1)雨水斗规格及流量范围见表2.3.2-1。

表2.3.2-1  雨水斗规格及流量范围

注：雨水斗不锈钢出水短管公称直径以DN表示，HDPE出水短管公称外径以dn表示。

  2)雨水斗材质：不锈钢S30408(06Cr19Ni10)为斗体，格栅罩及反涡流装置采用硅铝合金材质。
  3)雨水斗应具有一定的承载能力、密封性、耐候性和水力特性。测试方法须遵守行业标准CJ／T 245—2007。
  4)系统管材选用
    ①材质：不锈钢S30408(06Cr19Ni10)、HDPE管材及管件(选用PE80、PE100原材料)、镀锌钢管、涂塑钢管等。
    ②规格及技术要求
      a 不锈钢管材规格DN50～DN300，要求耐腐蚀，耐正、负压，外表光洁美观。
      b HDPE管材规格dn50～dn315，要求选用高密度聚乙烯为主要原材料，添加少量抗氧化剂、抗紫外线吸收剂，管材线膨胀系数为0.2mm／(m·℃)，并可耐正、负压。符合行业标准CJ／T 250—2007。
      c 钢塑复合管规格DN50～DN300，用内外涂塑的钢塑复合管，不应使用衬塑钢管。
3 选用要点
  1)产品选用时，应对雨水斗规格、雨水斗材质、雨水斗排水量、管材材质及连接方式提出要求。
  2)平屋面建筑宜选用DN50、DN80的雨水斗，带天沟的屋面可选用各种类型雨水斗。
  3)寒冷地区配合屋面伴热，应选用防冻型雨水斗。
  4)虹吸式屋面雨水排水系统选用镀锌钢管、不锈钢管或涂塑钢管时，雨水斗出水短管应选用不锈钢管材。排水系统选用HDPE管材时，雨水斗出水短管应选用HDPE管材。
4 施工安装要点
  1)雨水斗安装
根据屋面材质采用不同的安装方式，可按照国家建筑标准设计图集095302《雨水斗选用及安装》选用。斗体安装时最关键的控制点是防止渗漏，保证不渗漏的安装方式有压紧防水卷材，氩弧焊接和夹紧密封填料等措施。
  2)管道连接
    ①HDPE管
      a 采用专用悬吊装置和立管管卡，以承担管道负荷、防止管道摆动和控制管道轴向伸缩。
      b 管道采用热熔连接或电焊管箍连接。
      c 安装时首先在建筑物上放线，确定合适的悬吊点，而后将安装片和悬吊杆安装在建筑物上。在地面上将方钢导轨和管卡装配在一起，将装配在一起的悬吊系统悬挂在吊杆上。最后将管道安装在管卡上。
    ②镀锌钢管、涂塑钢管及不锈钢管
      a 镀锌钢管、涂塑钢管采用法兰连接或沟槽连接。不锈钢采用氩弧焊接或氩电联焊。
      b 管卡可采用扁钢或圆钢管卡。支吊架安装参见国家建筑标准设计图集03S402《管道支架及吊架》。
      c 立管底部应设支墩。
      d 管道支架间距按《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242—2002执行。
5 参考价格：虹吸雨水斗参考价格见表2.3.2-2，虹吸排水系统管材参考价格见表2.3.2-3。

表2.3.2-2  虹吸雨水斗规格及参考价格

表2.3.2-3  虹吸排水系统管材参考价格区间

6 相关标准、规范
《建筑给水排水设计规范》GB 50015。
《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB 50400—2006。
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242—2002。
《虹吸式屋面雨水排水技术规程》CECS 183：2005。
《虹吸雨水斗》CJ／T245—2007。
《建筑排水用高密度聚乙烯(HDPE)管材与管件》CJ／T 250—2007。
《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB／T12771—2008。
《低压流体输送用焊接钢管》GB／T 3091—2008。
《给水涂塑复合钢管》CJ／T120—2008。
《建筑给水钢塑复合管管道工程技术规程》CECS 125：2001。
2.3.3 建筑雨水排水用聚乙烯塑料检查井
1 概述
建筑雨水排水用聚乙烯塑料检杳井适用于建筑小区(居住区、公共建筑区、厂区等)范围内的外径不大于800mm，埋深不大于6m的雨水排水管道上的雨水检查井。
  1)构成：聚乙烯塑料雨水检查井由井座、井筒、井盖(或井箅)、盖座、承重圈及其配件组成。
井筒有整体式和分体式两种做法。应根据需要在雨水检查井井底做沉砂室。
  2)分类和命名
    ①聚乙烯塑料检查井按使用规能、井筒的成型方式和井的组装形式进行分类和命名。
    ②按检查井的功能分类
      a 普通雨水检查井：雨水管道上常用的供管道连接、检查、清通的雨水检查井。
      b 雨水集水检查井：具有雨水收集功能及一定沉砂容积的雨水检查井。
      c 雨水渗透检查井：具有雨水渗透功能及一定沉砂容积的雨水检查井。
      d 雨水集水渗透检查井：具有雨水收集、渗透功能及一定沉砂容积的雨水检查井。
      e 渗透弃流井：具有一定储水容积和过滤、截污能力，将初期雨水渗透到地下的一种雨水检查井。
    ③按雨水检查井井筒的成型方式分类
      a 滚塑成型做法，井座与井筒一次滚塑成型。
      b 分体组合的雨水检查井与井用管件焊接组合。
    ④分体管件焊接组合的雨水检查井按组装形式可细分为：
      a 直壁式雨水检查井：井筒为截取的管段。
      b 收口式雨水检查井：井筒为收门形，收口锥体与上部井筒及下部井室焊接。
      c 承插式雨水检查井：上部井筒的收口锥体落座在下部井室的承门内。
      d 台阶式雨水检查井：上部井筒落座在下部井室的顶部平台上
      e 三通管件式雨水检查井：井筒与雨水排水管的一管段连体成三通形式。
      f 四通管件式雨水检查井：井筒与雨水排水管的一管段连体成四通形式。
井筒滚塑成型的各种雨水检查井规格、性能见表2.3.3-1。
六种分体管件焊接组合的雨水检查井的规格见表2.3.3-2。
六种分体管件焊接组合的雨水检查井结构图示见图2.3.3-1～图2.3.3-6。
2 技术性能要求
  1)材料
    ①井座材料：以聚乙烯(P2)树脂为主，允许掺入与原材料相同材质的回用料和增强纤维，树脂含量(质量分数)在80％以上。
    ②井筒材料：滚塑成型检查井井筒使用低密度聚乙烯树脂。分体组合检查井井筒用聚乙烯缠绕结构壁管管材截取焊接，环刚度≥6.3kN／m²。管材符合GB／T19472.2—2004标准。
    ③连接管管材：雨水检查井使用的连接管管材与井筒材料相同。
    ④井盖：详见CJ／T211—2005。
    ⑤井箅：洋见CJ／T 212—2005。
  2)雨水检查井设沉泥室，深300mm。
  3)渗透检查井、集水渗透检查井、渗透弃流井的井壁及井底开孔。
  4)最大井深是在使用机械清淤时的井深。
  5)井径为700mm的雨水检查井可下人检修，井径300～600mm的雨水检查井采用专业机械或工具实施水力清通和吸泥。
3 选用要点
  1)井筒一次滚塑成型的雨水检查井用于人行道及绿地内。分体组合雨水检查井可用于小区内的各种使用场所，选用时需对井筒和井盖提出荷载要求。
  2)井径选择：需要下人检修的雨水检查井井径选700mm，用专业机械检修的雨水检查井井径采用300～600mm。
  3)根据雨水排水管管径、雨水井连接管管径、接入管管径及井深选择井的型式。
  4)井盖及盖座可根据井径和承载要求选用，宜用高分子材料。井盖分轻型、普通型和重型，强度级别分别为20kN、100kN和200kN。
  5)结构壁管截取的井筒环刚度按需要提出，应≥6.3kN／m²。
  6)车行道上的雨水检查井承压圈应使用钢筋混凝土制品。
4 施工安装要点
  1)检查井焊接质量要求。具体包括：焊接前必须清理焊接部位，不得有泥土、污渍、油污等物质存在。焊缝平整，焊接时不容许有漏焊、虚焊。焊缝强度应不小于焊接件强度。
  2)井坑施工时，井坑可与沟槽同时开挖。如地下水水位高于井坑坑底，应实施人工降水。井坑底部如有砖、石等坚硬物体时应将其清除。对于一般土质，基底应铺设粗砂基础。软土地基应做处理。管件式检查井的基础处理执行《建筑小区塑料排水检查井应用技术规程》CECS 227：2007标准。
  3)检查井与连接管件连接可在工厂完成，也可在现场制作安装，采用PE焊条进行管双面焊接。
  4)井体就位施工时，将普通雨水检查井直接在井坑基础上就位。渗透雨水检查井就位前，先在砂基础上放置土工布袋，袋内填碎石，然后再进行井体就位。渗透检查井应做渗透层，土工布袋与井坑壁间填粗砂。
  5)回填施工时，回填高度应为检查井承压圈褥垫层的底面，回填土必须夯实，回填土内不得有石块、砖块及其他硬杂物。
  6)承压圈安装应在检查井回填后进行，检查井与井筒间设挡圈。
  7)井盖及盖座安装应在褥垫层承压圈完成后进行。
5 参考价格
滚塑成型雨水检查井的规格及参考价格见表2.3.3-3，管件焊接组合雨水检查井的规格及参考价格见表2.3.3-4。
6 相关标准、规范
《建筑小区排水用塑料检查井》CJ／T 233—2006。
《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB 50400—2006。
《埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第2部分：聚乙烯缠绕结构壁管材》GB／T 19472．2—2004。
《聚合物基复合材料检查井井盖》CJ／T 211—2005。
《聚合物基复合材料水箅》CJ／T 212—2005。
《埋地聚乙烯排水管道工程技术规范》CECS 164：2004。
《室外排水设计规范》GB 50014—2006。

表2.3.3-1  井筒滚塑成型雨水检查井规格及性能

续表2.3.3-1

表2.3.3-2  六种分体管件焊接组合雨水检查井规格


图2.3.3-1  直壁式检查井结构图

图2.3.3-2  收口式检查井结构图

图2.3.3-3  承插式检查井结构图

图2.3.3-4  台阶式检查井结构图

图2.3.3-5  管件式检查井结构图（一）

图2.3.3-6  管件式检查井结构图（二）

表2.3.3-3  滚塑成型雨水检查井规格及参考价格表


2.3.3-4  管件焊接组合雨水检查井尺寸规格及参考价格

2.3.4 雨水初期弃流装置
1 概述
降雨过程中，受下垫面的影响，初期径流中所含污染物的量较中、后期的雨水径流大很多。为了收集到水质良好的雨水，减少雨水处理成本，对初期雨水弃之不用，而把中、后期雨水收集起来的做法称之为雨水初期弃流，实现这一功能的设备称之为雨水初期弃流装置。
  1)分类：根据雨水初期弃流装置提取降雨或径流的特征元素的区别，可以分为水质型、容积型、流量型、雨量型等。本章节重点介绍自控式流量型雨水初期弃流装置和自控式雨量型雨水初期弃流装置。
  2)装置组成
    ①自控式流量型雨水初期弃流装置，主要由流量传感器、控制器、执行机构、供电和信号电缆、雨水进水管、弃流水管、收集水管等组成。
    ②自控式雨量型雨水初期弃流装置，主要由雨足传感器、控制器、执行机构、供电和信号电缆、雨水进水管、弃流水管、收集水管等组成。
  3)适用范围
    ①自控式流量型雨水初期弃流装置，用于以降雨下垫面上的雨水初期径流量为弃流装置控制信号，要求能准确控制弃流量，自动运行的雨水收集系统。
    ②自控式雨量型雨水初期弃流装置，用于以降雨的初期弃流雨量为控制信号，要求能准确控制弃流量，自动运行的雨水收集系统。
2 技术性能要求
  1)装置规格
雨水弃流装置的规格，用弃流装置弃流管的公称直径表示，详见表2.3.4-1。

表2.3.4-1  雨水弃流装置规格

  2)基本功能要求
    ①雨水初期弃流装置平时开通，雨水系统处于弃流状态。
    ②一场降雨的径流量或降雨厚度达到初期弃流设定值时，弃流装置执行机构关闭，雨水系统从弃流状态自动转入收集状态。
    ③降雨过后，当达到设定的雨水初期弃流装置复位时间间隔时，弃流装置执行机构重新开通，雨水系统自动恢复弃流状态。
    ④通过弃流装置弃流量等于初期降雨厚度与汇水面积的乘积。无资料时，屋面雨水初期弃流径流厚度采用2～3mm，地面弃流采用2～5mm。
    ⑤一台雨水初期弃流装置的控制器可以控制10台执行机构同时工作。
3 选用要点
  1)雨水利用工程需要自动准确控制雨水初期弃流量的情况如下：
    ①使用累计流量计将从1个雨水收集利用系统获取径流量作为信号源时，选用自控式流量型雨水初期弃流装置。
    ②使用雨量传感器从雨水收集利用区域的某一地点获取降雨量信号源时，选用自控式雨量型雨水初期弃流装置。
  2)在一座建筑物或可以认为降雨量分布基本均匀的区域，可以选用一个自控式雨水初期弃流装置为降雨信号源，通过控制器控制多达10个执行机构。
  3)自控式雨水初期弃流装置可实现有线或无线控制。
4 施工安装要点
  1)自控式雨量型雨水初期弃流装置的雨量传感器，宜安装在收集雨水的建筑物或小区雨水利用控制间的屋面上，或雨水收集区域中央气流平稳的地点。自控式雨量型雨水初期弃流装置应安装在弃流井内。
  2)自控式流量型雨水初期弃流装置设于弃流井内
    ①弃流井分成两个井室，第一井室内雨水进水管从井室一端进入，雨水收集水管从井室的侧端引出。侧墙引出弃流水管，管口设筛网，在弃流井的第二井室内安装弃流装置。
    ②弃流井采用钢筋混凝土结构，要求不渗漏，井盖、井座应不漏水。
  3)弃流水管出口应安装满管流调整管段，使水管出水为满管流。弃流管引至小区雨水管道检查井。
  4)在弃流井内，雨水进水管、雨水收集水管、弃流水管的管内底关系：弃流水管低于雨水进水管，雨水收集水管比雨水进水管高或相平。
  5)控制器布置在控制间内。
5 参考价格：自控式流量型雨水初期弃流装置参考价格见表2.3.4-2，自控式雨量型雨水初期弃流装置见表2.3.4-3。

表2.3.4-2  自控式流量型雨水初期弃流装置参考价格

注：执行机构数量调整时，价格做相应调整。
表2.3.4-3  自控式雨量型雨水初期弃流装置参考价格

注：执行机构数量调整时，价格做相应调整。

6 相关规范《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400—2006。
2.3.5 塑料模块组合水池
1 概述
塑料模块组合水池是雨水收集与利用的一种新型储水装置，它与钢筋混凝土储水池的最大区别是，使用了一种储水池用塑料模块，以塑料模块组装成水池骨架，配合不同的包覆材料，构成具有不同功能的水池。
  1)塑料模块组合水池组成：由水池池体及附件组成。附件包括进水井、出水井、鼓风通气管系等。
    ①塑料模块由聚丙烯塑料注塑成型，上、下两个塑料模块对扣，组成一个储水单元，储水单元外形尺寸为1000mm(L)×500mm(W)×400mm(H)。若干个储水单元，通过模块连接卡连接在一起，组装成水池骨架。
    ②在塑料模块水池骨架的外围包裹不透水土工膜，组成储水池。包裹透水土工布组成渗透水池。
    ③进水井做成沉砂井型，进水管口设截污网。
    ④鼓风通气管系用于水质保洁和水池保洁。
  2)适用范围：塑料模块组合水池是钢筋混凝土水池的替代品，可作为雨水储水池和渗透水池。
2 技术性能要求
  1)塑料模块组合水池的有效容积见表2.3.5。
  2)塑料模块组合水池从侧面的上部进水，下部出水，预留的进、出水管管径为dn160及dn125。
  3)压缩空气管从塑料模块组合水池侧面的下部进入，水池通气帽应设于水池顶部。水池的水位计应设于进水井内。
  4)水池的外形宜为长方形、F或E字形。
  5)单体水池最大容积应＜500m³。水池池顶覆土0.5～1.5m，池底最深4.0m(含覆土)。
  6)建于停车场下的塑料模块组合水池，单台机动车的总重量应小于2500kg。

表2.3.5  塑料模块组合水池有效容积（m³）

3 选用要点
  1)根据工程的具体要求，确定水池的功能分类和构造。
  2)由需要的储水量计算储水单元的数量。
  3)根据水池的覆土厚度、池底深度和水池的平面形式决定水池塑料模块骨架的基本尺寸。
  4)根据地基的土壤类型和地下水情况，确定地基做法和土壤的硬化措施。
  5)根据水池功能选择土工包裹材料，并确定数量。储水池应采用不透水土工膜，渗透水池应采用透水土工布。
  6)确定进、出水管和进、出水井的位置和数量。
  7)确定通气帽及鼓风通气系统的布置和数量。
4 水池施工安装要点
  1)基坑开挖深度应符合设计要求，注意不要超挖。
  2)基坑地基应根据土壤性质和类型做相应的处理。
  3)渗透蓄水池应使用透水土工布平整地铺设在基坑内。
  4)塑料模块的铺设和安装是从最下层开始，逐层向上进行。
  5)在安装底层模块时，同时安装鼓风通气管。
  6)在蓄水池骨架的四周紧紧地包裹土工布。
  7)组合水池进、出口法兰及管道安装时，将法兰连接件固定在塑料蓄水池的设计预留进、出口上，做好与土工布之间的密封，并接好管道。
  8)把蓄水池进水管接入沉砂井，把出水管接入出水井。
  9)在塑料模块组合蓄水池骨架的顶面铺设一层土工布，起保护作用。
10)回填时，在蓄水池四周填粗砂，在顶面土工布上回填土层，回填土至与地面相平。
5 参考价格：每个储水单元体积为1000mm×500mm×400mm，5个储水单元体积为1m³，参考价格为2000～2200元／m³。
6 相关规范《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB 50400—2006。