[实用新型]实现能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系统

说明书

技术领域

本实用新型属于雨水资源再生利用领域，涉及一种回收雨水能量的雨水排出系统，具体涉及一种实现能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系统。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，不管是在工业生产领域，还是在民用领域，多跨厂房、综合体等大型公共建筑不断涌现。在上述建筑设计过程中，大跨度屋面的雨水排放日益成为关注的热点，主要围绕雨水的快速排放与水资源利用两方面。

对于雨水快速排放，当前，虹吸式雨水排水系统能够较好地解决大汇水面积条件下屋面的雨水排放，其为有压排水，单立管的排水流量大，速度快。

对于雨水资源利用，现有的研究热点与工程应用主要集中在对雨水质和量的利用，即设计合理的工艺系统，通过收集、初期截留、净化和蓄水四步，实现雨水再利用。而对于降雨期间，雨水自身具备动能和高位势能的利用，目前研究和工程应用较少，主要原因是常规建筑屋面汇水面积小，雨水发电潜在价值不足。但对于超大型厂房、综合体等具有超大汇水面积的屋面，对雨水自身所含机械能进行回收和利用则具备较高的经济价值和正面的环境效益。

一套合理的雨水排水系统包含雨水收集和雨水排出两大系统。

对于雨水收集系统：目前已公开或授权的雨水发电系统，往往采用重力流系统对雨水进行收集，由于重力流非满管有压流，单管流量小，布管量大，增加了雨水收集系统的复杂性，管网造价较高，雨水在重力流收集过程中也损失了一部分能量。此外，重力流收集系统使得现有的雨水发电系统都设置蓄水池进行蓄水，如专利号为ZL201320887980.2（高层建筑屋顶雨水发电与电梯供能系统）、专利号为ZL201120356795（压力前池式雨水发电系统)等。但蓄水池的设置显著加大了建筑物屋顶的荷载，增加了构筑物的造价。相比于重力流收集系统，虹吸式屋面雨水排水系统单斗排水量大，可容纳更大的汇水面积，雨水立管少，布置简单美观，其可自然形成冲击流，较少的雨水排出口使得雨水能量集中释放。然而，虹吸系统至今还未被引入屋面雨水发电系统。

对于雨水排出系统：现有虹吸式雨水排出系统所接雨水检查井往往需要设置专门的消能措施对冲有压排出管上所蕴含的巨大能量，一来增加了排水构筑物的土建造价，二来上述雨水势能无法得到有效转化利用。

因此，针对上述突出问题，有必要利用虹吸式雨水排水系统的诸多优势，提出一种新型建筑屋面雨水排水系统，在实现雨水快速排放的同时，最大程度地利用雨水自身具备的势能，同步消能并发电，减轻传统虹吸式排水系统雨水排出管对排水检查井冲击，实现降雨特别是暴雨天气状态下清洁能源的开发与再利用。

实用新型内容

本实用新型针对大型屋面雨水有效排放和雨水资源化两大需求，将水轮发电系统与屋面虹吸雨水排水系统进行耦合，以虹吸式雨水排水系统作为屋面雨水的收集载体，将水轮发电机设置于有压雨水的排出路径上，利用其将雨水的机械能转化为电能，并存储于蓄电载体内，而提供一种实现能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该实现能量回收的建筑屋面虹吸式雨水排水系统的结构特点在于：包括位于屋面天沟内的虹吸雨水斗，固定在屋面天沟下方楼板上的吊架，雨水连接管，悬吊梁，雨水悬吊管，用于固定雨水悬吊管的悬吊管卡，雨水立管，固定在建筑墙体上的水平管卡，输出电线，蓄电池，设置有活动井盖的室内雨水检查井，安装在室内雨水检查井内的水轮发电机，以及管底与室内雨水检查井底部水平连接的雨水排出管；所述雨水连接管的上端和虹吸雨水斗连接，该雨水连接管的下端和雨水悬吊管连接，所述悬吊梁和吊架固定，所述悬吊管卡和悬吊梁固定，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悬吊管连接，所述雨水立管的下端位于室内雨水检查井内，该雨水立管的下端和水轮发电机配合使得沿雨水立管下落后的雨水带动水轮发电机转动而将雨水的机械能转化为电能，所述蓄电池通过输出电线和水轮发电机连接。

作为优选，本实用新型还包括防水套管，所述防水套管固定在雨水排出管和室内雨水检查井的连接处。

作为优选，本实用新型所述雨水连接管和雨水立管均呈竖直状结构，所述雨水悬吊管呈水平状结构。

作为优选，本实用新型所述室内雨水检查井紧贴建筑墙体的内侧。

作为优选，本实用新型所述雨水排出管按照坡度i敷设并坡向室外，所述i≥0.003。

作为优选，本实用新型所述雨水立管通过水平管卡固定在建筑墙体的内侧。

作为优选，本实用新型所述雨水立管的上端和雨水悬吊管的连接处为圆角结构。