一種實(shí)現(xiàn)能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雨水資源再生利用領(lǐng)域，涉及一種回收雨水能量的雨水排出系統(tǒng)，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不管是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，還是在民用領(lǐng)域，多跨廠房、綜合體等大型公共建筑不斷涌現(xiàn)。在上述建筑設(shè)計(jì)過程中，大跨度屋面的雨水排放日益成為關(guān)注的熱點(diǎn)，主要圍繞雨水的快速排放與水資源利用兩方面。
[0003]對(duì)于雨水快速排放，當(dāng)前，虹吸式雨水排水系統(tǒng)能夠較好地解決大匯水面積條件下屋面的雨水排放，其為有壓排水，單立管的排水流量大，速度快。
[0004]對(duì)于雨水資源利用，現(xiàn)有的研究熱點(diǎn)與工程應(yīng)用主要集中在對(duì)雨水質(zhì)和量的利用，即設(shè)計(jì)合理的工藝系統(tǒng)，通過收集、初期截留、凈化和蓄水四步，實(shí)現(xiàn)雨水再利用。而對(duì)于降雨期間，雨水自身具備動(dòng)能和高位勢(shì)能的利用，目前研究和工程應(yīng)用較少，主要原因是常規(guī)建筑屋面匯水面積小，雨水發(fā)電潛在價(jià)值不足。但對(duì)于超大型廠房、綜合體等具有超大匯水面積的屋面，對(duì)雨水自身所含機(jī)械能進(jìn)行回收和利用則具備較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和正面的環(huán)境效益。
[0005]—套合理的雨水排水系統(tǒng)包含雨水收集和雨水排出兩大系統(tǒng)。
[0006]對(duì)于雨水收集系統(tǒng):目前已公開或授權(quán)的雨水發(fā)電系統(tǒng)，往往采用重力流系統(tǒng)對(duì)雨水進(jìn)行收集，由于重力流非滿管有壓流，單管流量小，布管量大，增加了雨水收集系統(tǒng)的復(fù)雜性，管網(wǎng)造價(jià)較高，雨水在重力流收集過程中也損失了一部分能量。此外，重力流收集系統(tǒng)使得現(xiàn)有的雨水發(fā)電系統(tǒng)都設(shè)置蓄水池進(jìn)行蓄水，如專利號(hào)為ZL201320887980.2 (高層建筑屋頂雨水發(fā)電與電梯供能系統(tǒng))、專利號(hào)為ZL201120356795 (壓力前池式雨水發(fā)電系統(tǒng))等。但蓄水池的設(shè)置顯著加大了建筑物屋頂?shù)暮奢d，增加了構(gòu)筑物的造價(jià)。相比于重力流收集系統(tǒng)，虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)單斗排水量大，可容納更大的匯水面積，雨水立管少，布置簡(jiǎn)單美觀，其可自然形成沖擊流，較少的雨水排出口使得雨水能量集中釋放。然而，虹吸系統(tǒng)至今還未被引入屋面雨水發(fā)電系統(tǒng)。
[0007]對(duì)于雨水排出系統(tǒng):現(xiàn)有虹吸式雨水排出系統(tǒng)所接雨水檢查井往往需要設(shè)置專門的消能措施對(duì)沖有壓排出管上所蘊(yùn)含的巨大能量，一來增加了排水構(gòu)筑物的土建造價(jià)，二來上述雨水勢(shì)能無法得到有效轉(zhuǎn)化利用。
[0008]因此，針對(duì)上述突出問題，有必要利用虹吸式雨水排水系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢(shì)，提出一種新型建筑屋面雨水排水系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)雨水快速排放的同時(shí)，最大程度地利用雨水自身具備的勢(shì)能，同步消能并發(fā)電，減輕傳統(tǒng)虹吸式排水系統(tǒng)雨水排出管對(duì)排水檢查井沖擊，實(shí)現(xiàn)降雨特別是暴雨天氣狀態(tài)下清潔能源的開發(fā)與再利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對(duì)大型屋面雨水有效排放和雨水資源化兩大需求，將水輪發(fā)電系統(tǒng)與屋面虹吸雨水排水系統(tǒng)進(jìn)行耦合，以虹吸式雨水排水系統(tǒng)作為屋面雨水的收集載體，將水輪發(fā)電機(jī)設(shè)置于有壓雨水的排出路徑上，利用其將雨水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并存儲(chǔ)于蓄電載體內(nèi)，而提供一種實(shí)現(xiàn)能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該實(shí)現(xiàn)能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于:包括位于屋面天溝內(nèi)的虹吸雨水斗，固定在屋面天溝下方樓板上的吊架，雨水連接管，懸吊梁，雨水懸吊管，用于固定雨水懸吊管的懸吊管卡，雨水立管，固定在建筑墻體上的水平管卡，輸出電線，蓄電池，設(shè)置有活動(dòng)井蓋的室內(nèi)雨水檢查井，安裝在室內(nèi)雨水檢查井內(nèi)的水輪發(fā)電機(jī)，以及管底與室內(nèi)雨水檢查井底部水平連接的雨水排出管；所述雨水連接管的上端和虹吸雨水斗連接，該雨水連接管的下端和雨水懸吊管連接，所述懸吊梁和吊架固定，所述懸吊管卡和懸吊梁固定，所述水平管卡和雨水立管固定，所述雨水立管的上端和雨水懸吊管連接，所述雨水立管的下端位于室內(nèi)雨水檢查井內(nèi)，該雨水立管的下端和水輪發(fā)電機(jī)配合使得沿雨水立管下落后的雨水帶動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而將雨水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，所述蓄電池通過輸出電線和水輪發(fā)電機(jī)連接。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括防水套管，所述防水套管固定在雨水排出管和室內(nèi)雨水檢查井的連接處。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述雨水連接管和雨水立管均呈豎直狀結(jié)構(gòu)，所述雨水懸吊管呈水平狀結(jié)構(gòu)。
[0013]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述室內(nèi)雨水檢查井緊貼建筑墻體的內(nèi)側(cè)。
[0014]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述雨水排出管按照坡度i敷設(shè)并坡向室外，所述i多0.003。
[0015]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述雨水立管通過水平管卡固定在建筑墻體的內(nèi)側(cè)。
[0016]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述雨水立管的上端和雨水懸吊管的連接處為圓角結(jié)構(gòu)。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:(1)可充分利用屋面雨水排放過程中的機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為電能，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。(2)利用雨水機(jī)械能發(fā)電產(chǎn)生的電能屬于清潔能源，具有正面的環(huán)境效益。(3)無需在室內(nèi)雨水檢查井內(nèi)設(shè)置特定的消能設(shè)施，節(jié)省排水構(gòu)筑物的土建造價(jià)。(4)室內(nèi)雨水檢查井設(shè)置于室內(nèi)，可與建筑物合建，減少室外檢查井的數(shù)量。(5)本發(fā)明同時(shí)達(dá)到了快速排放雨水與水資源利用這兩方面的目的。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-屋面天溝；2_虹吸雨水斗；3-吊架；4_雨水連接管；5_懸吊梁；6_懸吊管卡-J-雨水懸吊管；8-雨水立管；9_水平管卡；10_建筑墻體；11_輸出電線；12_蓄電池；13-活動(dòng)井蓋；14_室內(nèi)雨水檢查井；15_水輪發(fā)電機(jī)；16_雨水排出管；17_防水套管。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0021]實(shí)施例。
[0022]參見圖1，本實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系統(tǒng)包括位于屋面天溝I內(nèi)的虹吸雨水斗2，固定在屋面天溝I下方樓板上的吊架3，雨水連接管4，懸吊梁5，雨水懸吊管7，用于固定雨水懸吊管7的懸吊管卡6，雨水立管8，固定在建筑墻體10上的水平管卡9，輸出電線11，蓄電池12，設(shè)置有活動(dòng)井蓋13的室內(nèi)雨水檢查井14，安裝在室內(nèi)雨水檢查井14內(nèi)的水輪發(fā)電機(jī)