收集雨水 鳥(niǎo)巢展現(xiàn)未來(lái)科技發(fā)展趨勢(shì)
7月,在北方雨季的第一個(gè)月,北京就經(jīng)歷了20多次降雨過(guò)程,但夏季的強(qiáng)降雨與全年干旱少雨并不矛盾。從歷史記錄來(lái)看,北京在一年中的大部分時(shí)間干旱少雨,這個(gè)人均水資源占有量只有不足300立方米的缺水城市,任何新增的用水需求都可能成為壓倒駱駝的“最后一根稻草”。鳥(niǎo)巢周邊百余株常綠喬木、數(shù)千株落葉喬木和灌木、近8萬(wàn)平方米的草坪,如何既為這些綠色植物“解渴”,又兼顧水資源緊張呢?最終鳥(niǎo)巢的設(shè)計(jì)師選擇用雨洪綜合利用系統(tǒng)解決了這一難題。
在鳥(niǎo)巢里,夏季的雨水被更有效的利用。整個(gè)地下雨洪綜合利用系統(tǒng)的面積相當(dāng)于6個(gè)足球場(chǎng),在22公頃的范圍內(nèi)共分布著近千個(gè)雨水收集點(diǎn)。下雨時(shí),雨水通過(guò)這些收集點(diǎn)進(jìn)入地下蓄水池,實(shí)現(xiàn)雨水收集。處理后的雨水共有場(chǎng)館內(nèi)外的綠化灌溉、廁所沖洗、空調(diào)冷卻、汽車清洗、場(chǎng)地灌溉、跑道沖洗等9類用途。
這套系統(tǒng)的核心技術(shù)由通用電氣(GE)水處理及工藝過(guò)程處理集團(tuán)提供。該集團(tuán)大中華區(qū)總裁周威方說(shuō):“鳥(niǎo)巢雨洪綜合利用系統(tǒng)所采用的技術(shù)凝聚了當(dāng)前全球水處理科技領(lǐng)域的至高成就,代表著未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。雨水回用僅僅是實(shí)現(xiàn)綠色奧運(yùn)的一個(gè)起點(diǎn),從這個(gè)意義上說(shuō),綠色奧運(yùn)為綠色中國(guó)樹(shù)立了一個(gè)典范,也給出了一個(gè)標(biāo)桿。”
據(jù)GE公司介紹,整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行由雨水收集和雨水處理兩部分組成,雨水收集由分布在體育場(chǎng)周圍的雨水收集點(diǎn)和收集管網(wǎng)收集至如圖B、C、D、E、F五個(gè)蓄水池,進(jìn)行初期沉淀、棄流后,優(yōu)質(zhì)雨水被提升至A蓄水池,然后由A蓄水池進(jìn)入雨水處理系統(tǒng)進(jìn)行雨水處理,處理后的產(chǎn)品水再被收集到合用水池,通過(guò)各回用系統(tǒng)傳送至各用水點(diǎn)。在非雨季時(shí),將由市政優(yōu)質(zhì)中水為該系統(tǒng)進(jìn)行供水。
除了場(chǎng)館周圍以及場(chǎng)內(nèi)草坪,鳥(niǎo)巢的上方和基座上也都有雨水收集點(diǎn)。但由于鳥(niǎo)巢的表面是馬鞍形曲面,所以水不會(huì)往一個(gè)方向流,如果靠雨水自身的重力排水,就需要在體育館四周安裝無(wú)數(shù)排水管,這不僅會(huì)破壞鳥(niǎo)巢整體的美感,排水管的重量也會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。為此,設(shè)計(jì)師特別在鳥(niǎo)巢的兩層膜中間又建造了虹吸排水系統(tǒng)。鳥(niǎo)巢的上層遮雨膜和下面的遮陽(yáng)膜中間有13米的空間,這里藏了120個(gè)水箱,雨水先通過(guò)遮雨膜上的虹吸管被引導(dǎo)到水箱中,再排入下面的污水處理系統(tǒng),大大減少了管子的數(shù)量。而且由于下層的遮陽(yáng)膜只有30%的透光率,觀眾看不到這120個(gè)大水箱。
所有收集到的雨水最終被匯集到鳥(niǎo)巢地下的水處理系統(tǒng)中,經(jīng)過(guò)三層過(guò)濾后,污水變成優(yōu)質(zhì)中水,實(shí)現(xiàn)回用。GE公司水處理集團(tuán)中國(guó)區(qū)水處理設(shè)備銷售總經(jīng)理吳大偉介紹:“整套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)日凈產(chǎn)水量為2000立方米,年回收利用總量約6.7萬(wàn)立方米。遍布于場(chǎng)館及周邊綠地的收集引流系統(tǒng)可以將雨水匯集至6個(gè)地下蓄水池中,其最大儲(chǔ)水能力高達(dá)12000立方米。”
目前北京年平均降水量為630毫米,由此估算,鳥(niǎo)巢蓄水池每年可以填滿16次。經(jīng)凈化處理后的“雨水”水質(zhì)遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)中水回用標(biāo)準(zhǔn)。體育場(chǎng)內(nèi)70%的供水由回用水代替,其中23%來(lái)自系統(tǒng)處理后的雨水。
但是回收后的水資源能否實(shí)現(xiàn)真正的“高效回用”,關(guān)鍵在于凈化。鳥(niǎo)巢的雨洪利用系統(tǒng)核心技術(shù)是過(guò)濾技術(shù),由砂濾、超濾和GE的納濾膜三大部分組成。經(jīng)過(guò)初期棄流過(guò)的優(yōu)質(zhì)雨水從A池通過(guò)加壓泵進(jìn)入砂濾,進(jìn)行過(guò)濾以去除水中的懸浮物,達(dá)到超濾進(jìn)水的要求,一部分作為砂濾的反洗用水,其余水量通過(guò)超濾加壓泵、自清洗過(guò)濾器進(jìn)入超濾系統(tǒng)。超濾系統(tǒng)的主要功能是去除水中的細(xì)菌、膠體和大分子有機(jī)物質(zhì),達(dá)到納濾的進(jìn)水指標(biāo)。出水也是一部分供自身反洗使用,其余的水進(jìn)入納濾系統(tǒng),經(jīng)過(guò)納濾系統(tǒng)處理后的產(chǎn)品水被收集至合用水池、消防水池和回用水池,通過(guò)各回用系統(tǒng)的回用泵回用至各用水點(diǎn)。
中央控制機(jī)房是雨洪綜合利用系統(tǒng)的核心,對(duì)雨水收集、棄流、處理及供水等各個(gè)環(huán)節(jié)的全自動(dòng)運(yùn)行進(jìn)行控制。在機(jī)房中可以通過(guò)Led虛擬即時(shí)顯示并監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行,這里同時(shí)也是水樣采集和數(shù)據(jù)分析的科研中心。
國(guó)家體育場(chǎng)雨洪利用項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師,中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院建筑節(jié)能與新能源工程中心副總工程師劉鵬表示:“率先采用領(lǐng)先環(huán)?萍嫉‘鳥(niǎo)巢’,既凸顯出積極貫徹實(shí)施‘綠色奧運(yùn)’理念的種種努力,也展示了北京奧運(yùn)所秉承的追求‘人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展’的生態(tài)文明觀。”
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