基于雨水集蓄利用的模块化蓄水装置设计

2019-09-21 09:17 海绵雨水
摘要:蓄水装置是雨水集蓄利用系统的重要组成部分。本文通过对现有蓄水装置进行比较、分析,设计出一种新型模块化蓄水装置。该蓄水装置创新撑板结构及施工模式,有效提升了蓄水装置的结构安全性、施工便捷性,同时降低了制造成本与施工费用,在城市的“海绵化”建设中,具有较高的推广价值。
 
 
近年来,每遇暴雨,国内各城镇无不开启“看海”模式,凸显我国在雨洪管理方面的困境。通过构建雨水利用系统,雨时能够吸纳收蓄雨水,旱时能够释放利用雨水,可以使城市具有“海绵”属性。PP雨水蓄水模块是雨水利用系统中的重要组成,能有效的将雨水进行收集、存储,使雨水资源可以用于生活、景观、甚至用于循环冷却水和消防水,可有序调蓄雨水资源,避免城市雨洪,也是开源节流的有效途径。
 
目前市面上的雨水蓄水模块分为两种类型,一种为插板结构,其内部设置多个相互平行插板,以加强整体的承压能力,在使用中,存在承压能力不高,容易损坏,蓄水量小,施工成本大等缺陷,一种为柱状撑板结构,利用上下撑板结合四周的侧板组成模块,结构稳定蓄水量大,安装方案,但仍存在承载能力不高、制造、安装成本高等问题。因此,开发结构稳定性、安全性能优越、制作成本与施工成本较低的雨水蓄水模块,对推动城市“海绵化”建设,防范城市雨洪和提升雨水资源利用率具有重要意义。
 
一、模块化蓄水装置设计
 
本设计为一种新型雨水蓄水模块结构,解决上述现有技术问题中的一个或者多个。雨水蓄水模块有N个模块单元组成,每个模块单元包括复合支撑块。
1、侧板2、连接件3、连接件4、如图所示。
蓄水模块蓄水模块蓄水模块雨水蓄水收集模块雨水蓄水收集模块雨水收集模块海绵雨水施工组合图
图1雨水集蓄模块
 
复合支撑块由地板与四个承力支撑柱一体化设计制造,保证了蓄水模块的稳定性与牢固性。如图1所示,四个承力支撑柱空腔设计,水平截面呈X型,优于圆形或矩形截面,结构稳定性更高,垂直截面自上至下呈锥状延伸至地板,具有较强的承载能力。地板呈正方形,四个边缘设置有侧板插槽,四个承力支撑柱与底板一体,并在连接空间处形成纵横的加强筋,保证地板的强度。地板四个角设有方槽与插接孔与连接件连接,地板上设置透水孔,保证蓄水模块内水体的空间传递。
 
创新上下撑板对接形式,目前市面广泛采用凸凹方槽,嵌入楔入式对接,由于上下撑板结构上凸凹接口差异,在制造过程中就需要开两套磨具,增加了生产成本。本设计采用上下撑块结构统一设计,承力支撑柱上设计有两对圆形插接槽孔与凸台成菱形对角布置,有利于两个复合支撑块正反承插对接,对接凸台为锥形设计,易于找孔对接,对接点16个,平衡不仅,结构稳定。
 
二、模块化蓄水装置施工
 
安装时,首先将一复合支撑块地板在下正置,将另一复合支撑底板在下倒置放置,将两支撑块中支撑柱上的圆形凸台与槽孔相互对位插接,即形成了一个雨水蓄水单元模块的支撑框架结构。
 
侧板设计有纵横加强筋增强侧板的强度,保证侧向承载能力。侧板上下设计一组插接凸台,可与底板四个边缘的侧板插槽进行插接装配,侧板两侧面设计成45度倾斜面,有利于模块转折的侧板对接。
 
在多个模块单元装配过程中,四组模块对接时,可由连接件链接,将圆凸台与底板插嵌入的凹槽与孔中,完成连接。八组模块对接,可由连接件链接,方法同上。
 
三、结论
 
本设计的创新处于复合支撑块设计,支撑块四柱设计稳定性高,支撑柱结构采用弧面四棱柱台X型断面设计,结构耐冲击、抗变形能力强,使得模块的承载力更强,与传统结构比承载能力提升150%以上。复合支撑块一体化设计,采用新型对接形式,一方面降低了开模及制造成本,另一方面简化了安装程序,侧板可以叠加放置,极大地节省运输空间,减少运输与装卸成本。城市“海绵化”建设中雨水利用系统受区域、地形、项目属性不同而有差异,本设计具有普适性的特点,当然其长期应用对生态环境影响及自身经济效益需要大量的工程实践来验证。