一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统及方法与流程

本发明属于住宅建筑非常规水资源利用，尤其涉及一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统及方法。

背景技术：

1、随着城市化进程的加速，高层住宅建筑日益增多，能源短缺问题日益突出，住宅建筑屋面作为光伏发电、供热的优质载体，具备巨大的太阳能利用潜力。近些年，空中花园作为提升住宅品质、改善居住环境的重要载体，被广泛应用于现代住宅，特别是雨水较多的南方住宅；同时，屋面光伏技术也已趋于成熟，通过在屋面铺设光伏组件实现太阳能发电，为建筑提供部分电力供应，降低建筑能耗。然而，空中花园的维持需要消耗大量水资源，同时屋面作为建筑的重要组成部分，其雨水资源大多通过雨落管直接排放到散水，未资源化利用，且现有住宅屋面缺乏与空中花园的水资源协同利用。

2、在绿色建筑与海绵城市建设理念的推动下，屋面雨水资源化利用技术得到一定发展；然而，目前用于空中花园住宅建筑的光伏雨水收集系统，在收集初期雨水时，屋面积尘与光伏组件冲刷带来的严重污染物进入水景，雨水污染导致水景水质变差，影响光伏雨水收集系统在空中花园住宅建筑的推广使用。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统及方法，实现了对收集光伏雨水的过滤，提高了水质，同时在出水端以及各楼层水景池设置有水质传感器，根据水质传感器检测的雨水水质，确定是否向各楼层水景池供水，避免了雨水，尤其是收集初期雨水时污染物进入水景的问题，解决了水景污染问题，保障了光伏雨水收集系统在空中花园住宅建筑的推广使用。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，采用如下技术方案：

3、一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，包括设置在光伏组件阵列下端的雨水汇流槽，与所述雨水汇流槽连接的雨水桶，以及分层设置在所述雨水桶内的植草沟、生态滤层和防渗层；

4、所述雨水桶的出水端，以及各楼层水景池设置有水质传感器，根据水质传感器检测的雨水水质，确定是否向各楼层水景池供水。

5、进一步的，所述雨水汇流槽处设置有导水器。

6、进一步的，所述植草沟采用u型结构，所述植草沟内种植草本植物；所述植草沟底部从下到上分层铺设防渗层和生态滤层。

7、进一步的，所述防渗层采用土工膜，所述生态滤层包括从下到上分层设置的碎石层、石英砂层及腐殖土。

8、进一步的，所述植草沟底部设置出水端，出水端处设置拦污网。

9、进一步的，所述植草沟的出水端连接有主输送管道，所述主输送管道上设置水泵；所述主输送管道沿建筑管道井铺设至最高楼层的空中花园，在最高楼层空中花园的入口处设置雨链，雨链的上端与主输送管道连接，下端延伸至空中花园的水景池内。

10、进一步的，各楼层空中花园均设置分支管道，所述分支管道与所述主输送管道连接，分支管道上设置电磁阀；各楼层空中花园的水景池内设置水景布水器，水景布水器与分支管道连接；各楼层空中花园的水景池底部设置回流水管，回流水管与下一层楼的水景池连接；最底层空中花园的回流水管连接末端排水口，末端排水口设置水质监测装置。

11、为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种建筑屋面光伏阵列雨水收集方法，采用如下技术方案：

12、一种建筑屋面光伏阵列雨水收集方法，使用了如第一方面中所述的建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，包括：所述雨水桶的出水端，以及各楼层水景池设置有水质传感器，根据水质传感器检测的雨水水质，确定是否向各楼层水景池供水。

13、进一步的，当降雨开始且水质指标高于停供阈值时，关闭各层水景供水阀并开启溢流通道，将初期雨水导排；当水质满足启供阈值且净化液位满足供水条件后，逐层启动供水。

14、进一步的，当植草沟液位低于预设液位下限值且持续预设时长，停止水景供水；当植草沟液位大于预设液位上限值时，开启溢流并关闭水景供水；当化学需氧量、氨氮和悬浮物任一指标超过停供阈值时，禁止进入水景供水状态。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

16、本发明设置了植草沟、生态滤层、防渗层和溢流管，实现对收集光伏雨水的过滤，提高了水质，同时在出水端以及各楼层水景池设置有水质传感器，根据水质传感器检测的雨水水质，确定是否向各楼层水景池供水，避免了雨水，尤其是收集初期雨水时污染物进入水景的问题，解决了水景污染问题，保障了光伏雨水收集系统在空中花园住宅建筑的推广使用。

1.一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，其特征在于，包括设置在光伏组件阵列下端的雨水汇流槽，与所述雨水汇流槽连接的雨水桶，以及分层设置在所述雨水桶内的植草沟、生态滤层和防渗层；

2.如权利要求1所述的一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，其特征在于，所述雨水汇流槽处设置有导水器。

3.如权利要求1所述的一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，其特征在于，所述植草沟采用u型结构，所述植草沟内种植草本植物；所述植草沟底部从下到上分层铺设防渗层和生态滤层。

4.如权利要求1所述的一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，其特征在于，所述防渗层采用土工膜，所述生态滤层包括从下到上分层设置的碎石层、石英砂层及腐殖土。

5.如权利要求1所述的一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，其特征在于，所述植草沟底部设置出水端，出水端处设置拦污网。

6.如权利要求1所述的一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，其特征在于，所述植草沟的出水端连接有主输送管道，所述主输送管道上设置水泵；所述主输送管道沿建筑管道井铺设至最高楼层的空中花园，在最高楼层空中花园的入口处设置雨链，雨链的上端与主输送管道连接，下端延伸至空中花园的水景池内。

7.如权利要求6所述的一种建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，其特征在于，各楼层空中花园均设置分支管道，所述分支管道与所述主输送管道连接，分支管道上设置电磁阀；各楼层空中花园的水景池内设置水景布水器，水景布水器与分支管道连接；各楼层空中花园的水景池底部设置回流水管，回流水管与下一层楼的水景池连接；最底层空中花园的回流水管连接末端排水口，末端排水口设置水质监测装置。

8.一种建筑屋面光伏阵列雨水收集方法，其特征在于，使用了如权利要求1-7任一项所述的建筑屋面光伏阵列雨水收集系统，包括：所述雨水桶的出水端，以及各楼层水景池设置有水质传感器，根据水质传感器检测的雨水水质，确定是否向各楼层水景池供水。

9.如权利要求8所述的一种建筑屋面光伏阵列雨水收集方法，其特征在于，当降雨开始且水质指标高于停供阈值时，关闭各层水景供水阀并开启溢流通道，将初期雨水导排；当水质满足启供阈值且净化液位满足供水条件后，逐层启动供水。

10.如权利要求8所述的一种建筑屋面光伏阵列雨水收集方法，其特征在于，当植草沟液位低于预设液位下限值且持续预设时长，停止水景供水；当植草沟液位大于预设液位上限值时，开启溢流并关闭水景供水；当化学需氧量、氨氮和悬浮物任一指标超过停供阈值时，禁止进入水景供水状态。