体育馆、体育场是城市大型公共建筑,屋面跨度大、场地硬化面积大,雨水径流量可观。大型体育场馆通常被要求达到绿色建筑二星或三星标准,雨水收集利用是必备措施之一。与普通建筑不同,体育馆屋面面积大(一个体育场屋面可达 2~5ha)、场地(足球场、跑道)有特殊灌溉需求、观众席冲厕用水集中。本文从场馆雨水特点、收集方案、回用用途与造价四个方面讲清体育馆雨水收集系统。
一、体育馆雨水的特点
(1)屋面面积大:体育场屋面跨度可达 200~300m,屋面汇水面积大;
(2)场地用水:足球场草坪需定期灌溉,是稳定回用去向;
(3)冲厕集中:比赛日观众多,冲厕用水集中爆发;
(4)调蓄要求高:大型场馆是城市地标,内涝风险零容忍;
(5)绿色建筑要求高:通常要求绿色建筑二星以上。
二、雨水收集方案
体育馆雨水收集主要收集屋面雨水与场地周边硬化地面雨水:
(1)屋面雨水收集:大跨度屋面通常采用内排水系统,雨水经雨水斗接入室内雨水管,再排至室外蓄水池;
(2)场地雨水:足球场与跑道周边设雨水口,收集场地雨水;
(3)预处理:截污挂篮、弃流装置、沉砂井;
(4)储存:PP 模块蓄水池,布置在体育场下方或周边绿地;
(5)处理与回用:多介质过滤+紫外线消毒,用于草坪灌溉、场地冲洗与冲厕。
三、回用用途与水量
以一个 5 万座体育场为例:
(1)足球场草坪灌溉:草坪面积 8000m²,每次灌溉 5mm = 40m³,每周 2~3 次,约 10~15m³/d;
(2)场地与通道冲洗:约 10m³/d;
(3)观众席冲厕:日常约 20m³/d,比赛日可达 100m³/d 以上;
(4)绿化浇洒:约 5m³/d;
(5)日均合计:约 45m³/d。
可收集雨水量:屋面 3ha,设计降雨量 25mm,径流系数 0.95,收集回用率 0.7,单场可收集 = 10×25×0.95×3×0.7 = 498.75m³。
蓄水容积:按 3 天用水量设计 = 135m³,考虑比赛日峰值,取 200m³。
四、设计要点
(1)屋面雨水快速排放:大跨度屋面积雨快,雨水斗与管道设计应满足重现期 5~10 年的排水要求;
(2)调蓄池兼用:蓄水池可兼作调蓄池,雨季储存雨水、旱季用于灌溉;
(3)草坪灌溉专用:足球场草坪对水质要求高(浊度≤5NTU),应设专用过滤管路;
(4)比赛日保障:比赛日冲厕用水大,蓄水池应在赛前蓄满;
(5)自动化:场馆无人值守,系统应全自动运行。
五、造价区间
以一个 200m³ 蓄水容积的体育场雨水收集系统为例:
设备/工程项|参考区间
PP模块蓄水池(200m³)|12~20万元
屋面雨水收集管网(含内排水)|10~20万元
弃流与截污装置|1.5~3.0万元
预处理(沉砂+粗滤)|2.0~4.0万元
多介质过滤设备|3.0~6.0万元
紫外线消毒器|1.0~2.0万元
变频供水泵组|3.0~6.0万元
草坪灌溉专用管路|2.0~4.0万元
自控与远程监控|3.0~6.0万元
合计|约37.5~71.0万元
注:以上为市场参考区间,实际造价受体馆规模、屋面排水方式与自动化程度影响,以厂家实际报价为准。年运行费用约 4~8 万元/年。
六、运行维护要点
- 场馆工程部每周巡检;
- 每月反洗过滤器;
- 每季度检测水质;
- 每半年排空蓄水池清淤;
- 比赛前检查蓄水池水位与泵组状态;
- 雨季前检查屋面雨水斗与内排水系统。
龙康可提供体育场馆雨水收集系统的成套设计与设备配置,包括大跨度屋面雨水收集、PP 模块蓄水池与草坪灌溉专用管路。龙康技术团队可配合场馆设计院完成雨水系统与建筑结构的协调设计。
七、典型方案示例
某 3 万座体育中心(含体育场+体育馆):
- 汇水面积:屋面 4ha + 周边硬化 2ha = 6ha;
- 综合径流系数:0.92;
- 蓄水池:300m³ PP 模块,埋于体育中心广场下方;
- 回用用途:草坪灌溉 15m³/d + 冲洗 10m³/d + 冲厕 20m³/d + 绿化 5m³/d = 50m³/d;
- 年雨水利用量:约 10000~15000m³/年;
- 年节水效益:约 3.5~5.0 万元/年。
八、常见误区
- "屋面雨水直接排走":大跨度屋面雨水水质好,收集利用价值高;
- "草坪用自来水就行":体育场草坪灌溉用水量大,雨水利用可显著降低成本;
- "蓄水池放在地面上":地面水池影响场馆景观,应埋于地下;
- "比赛日不用管":比赛日冲厕用水大,应提前蓄满水;
- "不用调蓄":大型场馆内涝风险零容忍,必须配套调蓄设施。
八、体育场屋面雨水排放设计
大跨度体育场屋面雨水排放是设计难点:
(1)雨水斗选型:虹吸式雨水斗适用于大跨度屋面,排水能力强;
(2)设计重现期:体育场屋面雨水排水设计重现期取 5~10 年(高于一般建筑);
(3)溢流设施:设溢流口,按 50 年重现期校核,防止屋面积水;
(4)管道布置:室内雨水管沿结构柱布置,隐蔽在装饰层内;
(5)防水措施:屋面与管道连接处做防水处理,防止渗漏。
九、体育场比赛日的用水调度
比赛日用水量集中爆发,雨水系统应提前调度:
(1)赛前蓄水:比赛前 1~2 天检查蓄水池水位,确保蓄满;
(2)赛中监控:比赛日实时监控冲厕用水量与蓄水池水位;
(3)赛后补水:比赛日大量用水后,及时启动自来水补水(空气隔断);
(4)草坪维护:比赛后草坪需灌溉,优先使用蓄水池存水;
(5)数据记录:记录比赛日用水量,为后续调度提供参考。
十、体育场雨水系统的设计计算
某 5 万座体育场雨水系统设计计算:
(1)汇水面积:屋面 3ha + 停车场 2ha = 5ha;
(2)综合径流系数:(3×0.95 + 2×0.90)÷ 5 = 0.93;
(3)设计降雨量:25mm;
(4)单场可收集:10×25×0.93×5×0.7 = 814m³;
(5)用水量:草坪灌溉 12m³/d + 冲洗 10m³/d + 冲厕 20m³/d + 绿化 5m³/d = 47m³/d;
(6)蓄水池:按 3 天用水量设计 = 141m³,考虑比赛日峰值取 200m³。
十一、体育馆雨水系统的赛事保障
体育馆雨水系统在赛事期间的保障措施:
(1)赛前检查:比赛前一周全面检查系统,确保设备正常;
(2)赛前蓄水:比赛前 1~2 天确保蓄水池蓄满;
(3)赛中监控:比赛日实时监控用水量与设备状态;
(4)赛后恢复:比赛后及时补水,检查设备运行状态;
(5)应急方案:制定赛事期间设备故障应急预案,确保不影响比赛。