收集雨水 鳥巢展現未來科技發(fā)展趨勢
7月，在北方雨季的第一個月，北京就經歷了20多次降雨過程，但夏季的強降雨與全年干旱少雨并不矛盾。從歷史記錄來看，北京在一年中的大部分時間干旱少雨，這個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”。鳥巢周邊百余株常綠喬木、數千株落葉喬木和灌木、近8萬平方米的草坪，如何既為這些綠色植物“解渴”，又兼顧水資源緊張呢？最終鳥巢的設計師選擇用雨洪綜合利用系統(tǒng)解決了這一難題。
在鳥巢里，夏季的雨水被更有效的利用。整個地下雨洪綜合利用系統(tǒng)的面積相當于6個足球場，在22公頃的范圍內共分布著近千個雨水收集點。下雨時，雨水通過這些收集點進入地下蓄水池，實現雨水收集。處理后的雨水共有場館內外的綠化灌溉、廁所沖洗、空調冷卻、汽車清洗、場地灌溉、跑道沖洗等9類用途。
這套系統(tǒng)的核心技術由通用電氣(GE)水處理及工藝過程處理集團提供。該集團大中華區(qū)總裁周威方說：“鳥巢雨洪綜合利用系統(tǒng)所采用的技術凝聚了當前全球水處理科技領域的至高成就，代表著未來的發(fā)展趨勢。雨水回用僅僅是實現綠色奧運的一個起點，從這個意義上說，綠色奧運為綠色中國樹立了一個典范，也給出了一個標桿。”
據GE公司介紹，整個系統(tǒng)運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周圍的雨水收集點和收集管網收集至如圖B、C、D、E、F五個蓄水池，進行初期沉淀、棄流后，優(yōu)質雨水被提升至A蓄水池，然后由A蓄水池進入雨水處理系統(tǒng)進行雨水處理，處理后的產品水再被收集到合用水池，通過各回用系統(tǒng)傳送至各用水點。在非雨季時，將由市政優(yōu)質中水為該系統(tǒng)進行供水。
除了場館周圍以及場內草坪，鳥巢的上方和基座上也都有雨水收集點。但由于鳥巢的表面是馬鞍形曲面，所以水不會往一個方向流，如果靠雨水自身的重力排水，就需要在體育館四周安裝無數排水管，這不僅會破壞鳥巢整體的美感，排水管的重量也會給結構帶來影響。為此，設計師特別在鳥巢的兩層膜中間又建造了虹吸排水系統(tǒng)。鳥巢的上層遮雨膜和下面的遮陽膜中間有13米的空間，這里藏了120個水箱，雨水先通過遮雨膜上的虹吸管被引導到水箱中，再排入下面的污水處理系統(tǒng)，大大減少了管子的數量。而且由于下層的遮陽膜只有30%的透光率，觀眾看不到這120個大水箱。
所有收集到的雨水最終被匯集到鳥巢地下的水處理系統(tǒng)中，經過三層過濾后，污水變成優(yōu)質中水，實現回用。GE公司水處理集團中國區(qū)水處理設備銷售總經理吳大偉介紹：“整套系統(tǒng)的設計日凈產水量為2000立方米，年回收利用總量約6.7萬立方米。遍布于場館及周邊綠地的收集引流系統(tǒng)可以將雨水匯集至6個地下蓄水池中，其最大儲水能力高達12000立方米。”
目前北京年平均降水量為630毫米，由此估算，鳥巢蓄水池每年可以填滿16次。經凈化處理后的“雨水”水質遠高于國內中水回用標準。體育場內70%的供水由回用水代替，其中23%來自系統(tǒng)處理后的雨水。
但是回收后的水資源能否實現真正的“高效回用”，關鍵在于凈化。鳥巢的雨洪利用系統(tǒng)核心技術是過濾技術，由砂濾、超濾和GE的納濾膜三大部分組成。經過初期棄流過的優(yōu)質雨水從A池通過加壓泵進入砂濾，進行過濾以去除水中的懸浮物，達到超濾進水的要求，一部分作為砂濾的反洗用水，其余水量通過超濾加壓泵、自清洗過濾器進入超濾系統(tǒng)。超濾系統(tǒng)的主要功能是去除水中的細菌、膠體和大分子有機物質，達到納濾的進水指標。出水也是一部分供自身反洗使用，其余的水進入納濾系統(tǒng)，經過納濾系統(tǒng)處理后的產品水被收集至合用水池、消防水池和回用水池，通過各回用系統(tǒng)的回用泵回用至各用水點。
中央控制機房是雨洪綜合利用系統(tǒng)的核心，對雨水收集、棄流、處理及供水等各個環(huán)節(jié)的全自動運行進行控制。在機房中可以通過Led虛擬即時顯示并監(jiān)控系統(tǒng)的運行，這里同時也是水樣采集和數據分析的科研中心。
國家體育場雨洪利用項目總設計師，中國建筑設計研究院建筑節(jié)能與新能源工程中心副總工程師劉鵬表示：“率先采用領先環(huán)？萍嫉‘鳥巢’，既凸顯出積極貫徹實施‘綠色奧運’理念的種種努力，也展示了北京奧運所秉承的追求‘人與自然協(xié)調發(fā)展’的生態(tài)文明觀。”
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