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塑料储水模块式雨水收集回用系统常见质量问题分析与建议

2020-09-05沈念俊王永春石团团

安徽建筑 2020年9期
关键词:储水蓄水池垫层

沈念俊,王永春,石团团

(1安徽省建筑科学研究设计院,安徽 合肥 230031;2安徽省建筑工程质量第二监督检测站,安徽 合肥 230031;3安徽省格致绿色建筑设计有限公司,安徽 合肥 230000)

1 引言

随着我国绿色建筑与海绵城市建设进程的加快,非传统水源利用行业得以蓬勃发展。民用建筑的非传统水源主要包括中水和雨水。中水处理系统因原水水质较差且不稳定,导致处理系统工艺较为复杂,带来了一系列诸如建设成本高、处理成本高、运行故障率高等问题,故民用建筑项目应用较少。而雨水收集利用系统因原水量大且水质较好的原因,处理工艺相对简单(通常以截污、弃流、沉淀、过滤和消毒为主),控制系统简单,处理成本低,故应用场景较为丰富,建设单位接受度高。我国有部分地区强制推广海绵城市和绿色建筑,在地方性法规和文件中,也会对部分项目强制要求应用雨水收集回用系统。

最常见的雨水收集回用系统的水池按照使用频率高低依次如下:塑料模块雨水储水设施、现场浇筑混凝土储水设施、玻璃钢储水设施、不锈钢储水设施和硅砂井模块雨水储水设施。因塑料模块雨水储水设施具有施工周期短、占地面积小、安装位置灵活、安装尺寸可变性强、价格低廉、寿命末期可回收等优点而被广泛应用,市场占有率超过90%。虽然该行业近年来快速发展,但是大量的工程应用不代表技术最成熟,行业从业人员工程技术能力并未跟上发展与应用需求,导致近年来问题频发,本文就塑料储水模块式雨水收集回用系统最常见的共性问题进行罗列,并尝试剖析原因及提出完善性建议。

2 应用依据

2.1 绿色建筑要求

《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2019)对非传统水源利用有较高要求,在设计与评价阶段均需要对资源节约进行考量,其中节水是其重要组成部分,具体评价要求如下:

2.2 海绵城市要求

近年来城市水资源紧缺,且频发畸旱积涝危机,海绵城市的建设已受到人们的普遍重视。国家和地方都出台了相应的海绵城市建设指导文件,部分地区还对海绵城市建设进行了强制要求,主要控制目标为地表径流控制率和非常规水源利用率等。

海绵城市建设六字方针是“渗、滞、蓄、净、用、排”,其中“渗、蓄、用”均与雨水收集系统的水池相关:“渗”可对应渗透池,将收集的雨水入渗至地下;“蓄”可对应调蓄池,用于控制地表径流,削峰填谷,缓解城市排水系统高峰时期的压力;“用”可对应回用池,将地表径流收集,简单处理之后用于绿化浇灌、景观补水、道路冲洗等。

3 常见质量问题

3.1 设计质量

3.1.1 计算依据

具体到实际工程中,雨水收集回用系统的蓄水池计算基础为场地综合径流系数,其计算结果需根据建筑施工图和景观施工图进行详细计算,涉及绿地面积、覆土深度、场地铺装材料等。工程设计时一般将场地综合径流系数进行估算,未考虑实际景观设计、调蓄目标和回用用途负荷,导致整体雨水收集回用系统的蓄水池容积不合理。

3.1.2 设计深度

雨水回收利用工程的设计主要依据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB 50400),一般主体施工图设计阶段,雨水收集回用系统的深化设计往往被忽视,后期由厂家进行二次设计,由于前期未进行管网预留导致一系列问题,如:室外未预留雨水收集系统蓄水池位置、室外雨水管网未预留雨水收集系统蓄水池进水管网接口、未考虑补水管道、景观灌溉水管未预留蓄水池供水管网接口、蓄水池雨水收集范围不合理、未计算景观用水负荷等。

3.1.3 设计合理性

一般雨水回收系统设计要点包括:明确场地径流控制目标、合理计算场地综合径流系数、合理选择项目所在地年降雨水量、合理计算雨水收集量与使用量的平衡、合理选择蓄水池容积等。上述设计要点缺一不可,相互制约,是后期雨水收集回用系统合理运行使用的基础和前提条件,实际工程中,往往因为设计的不合理导致雨水回用量不平衡而致使整个系统弃用。

3.2 产品质量

3.2.1 塑料储水模块产品质量

塑料储水模块的核心质量要求是垂直抗压断裂强度和水平抗压断裂强度。市面常见的塑料储水模块垂直抗压断裂强度一般为400kN/m2,水平抗压断裂强度一般为100kN/m2,考虑到大部分塑料模块采用改性回料作为原料,质量并不稳定,故应对项目进场的材料进行见证取样送检,检测方法如下:

图1 储水模块抗压承载强度试验装置

图2 储水模块侧向承压强度试验装置

3.2.2 水处理质量要求

雨水处理工艺相对简单,一般采用物理处理工艺,即:截污→弃流→沉淀→过滤→消毒→回用。雨水回收系统水质的保证主要由两部分起到决定性作用,分别为前段的雨水截污、弃流装置,以及后段的过滤消毒装置。

处理后的水质应该满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921)、《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920)和《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB 50400)的要求。主要指标如上表所示。

回用雨水CODcr和SS指标

3.3 施工质量

3.3.1 水池垫层质量

塑料储水模块垫层一般为30mm厚C30钢筋混凝土垫层,垫层下基础需夯实。实际施工时,往往由于施工质量原因,导致垫层存在高差问题,从而使塑料储水模块排列存在高差错落导致整体受力不均匀甚至竖向失稳,导致储水设施的承载力降低及使用寿命缩短。

3.3.2 回填

回填土必须夯实,密实度应达90%以上,雨水管管应采用100mm厚中粗砂垫层,车行道必须回填杂砂石,回填时不能从一边侧边冲压管道及蓄水模块。实际工程中,暴力回填现象频发,基本未考虑砂垫层甚至回填土总夹杂有硬块或尖状物。

3.3.3 弃流与过滤

因为大部分建设单位及监理单位对雨水收集回用技术不甚了解,导致相当一部分承建方为了降低成本而未安装弃流与过滤装置,此种行为的后果是:大量杂物进入储水设施、池底淤积严重、收集回用设施水质不达标。

鉴于此,建设各方主体应该积极了解相关技术,深刻学习绿色发展理念,并切实监督承建方按图施工,确保国家政策与项目设计意图落地。

3.3.4 水泵

雨水收集回用系统的水泵选用存在两个问题:

一是雨水设计单位与景观单位未有充分对接,对项目运行工况下所需水量、扬程未有沟通,导致水泵选型有误;

二是部分项目监管不严,针对回用泵、反冲洗泵未设置备用泵,使系统的稳定性降低。

3.4 工程安全

项目运行时需考虑塌方、防坠落、电气、水质与防疫、漏水塌方等方面安全措施。

模块蓄水池一般设置于绿化或非机动车位等上部荷载较小的位置,往往各种原因导致蓄水池模块塌方,如景观设计未交底,导致景观设计覆土较大;运行阶段物业管理不当,面层堆积物品等。因此各环节需进行安全交底,从设计和管理上采取相应措施避免塌方产生。

另外,雨水检修井应合理安装防坠落网,降低后期坠落风险;电气设施需设置醒目标识,禁止儿童靠近;定期对回用雨水水质进行检测,达标使用;如出现漏水塌方,及时进行补救。

4 质量提升建议

塑料模块采用改性回料作为原料质量不稳定,因此产品选择是关键,产品原料、垂直抗压强度和侧向抗压强度,是产品选择的关键点,应进行严格把控。

设计环节,室外综合管网设计时,就应该将雨水回收系统设计考虑在内,合理设计雨水收集范围、蓄水池位置、合理选择地表径流系数等,这些关键点的设计是整个系统运行使用的保障。

施工环节应重点考虑设计、厂家、施工单位的技术交底,应选择有相应能力的施工队伍进行施工承包或施工技术指导,建设单位组织专项验收时应按照相关标准核对塑料模块、土工膜、水质检测报告。

后期运行时,物管单位应做到蓄水池上部空间按设计性质使用、定期对蓄水池进行清污处理、定期对回用雨水水质进行检测,雨水管道、设备、接口须有明显标识(管道应有色带、涂色),以保证与其他生活用水管道严格区分,同时在取水口设置锁具,防止误接、误饮、误用。

5 总结

雨水收集回用对我国绿色建筑、海绵城市工作的推进和水资源循环利用具有重大意义,雨水收集回用工程相关的引导政策和设计规范已经趋于成熟,但部分项目存在安装后舍弃使用的现象,究其原因是设计、施工、运行等环节的问题导致的,因此,发现雨水收集回用系统常见问题并提出合理建议对此行业的健康发展具有深刻意义。相关行业在加强自身产品品质提升的同时,应做好设计、施工、运行等环节的全流程保障,使得雨水收集回用系统行业健康蓬勃发展。

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