蓝色屋顶设计

有效的雨水控制

控制流量的屋顶排水系统允许暂时滞留雨水,释放它比传统系统更慢。

可持续城市排水

我们的蓝色屋顶设计解决方案在人口密集的城市地区防止洪水,那里的雨水经常与排水沟中的污染物混合。

改善水资源

我们的解决方案包括收集雨水并储存起来供将来使用,包括灌溉和补充自来水。

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蓝色的屋顶技术

纽约的雨

天台羁留的概念

屋顶系统用于控制雨水径流,在城市环境中尤其有用,因为城市环境中的建筑物占地面积覆盖了大部分地块。有两种类型:可以蓄水的蓝色屋顶和可以蓄水的绿色屋顶。

屋顶拘留是蓝色屋顶技术的核心。这是一个相对简单的概念,可形成屋顶雨水控制流系统。水不是通过排水沟和落水管从屋顶流出,而是临时储存或在表面形成池塘,然后缓慢释放,以便逐渐排出。但精心设计的设计至关重要。

在城市地区,屋顶拘留的最大好处在于街道和车道不可避免地被洪水淹没以及地下室的下水道堵塞所带来的风险,所有这些都被最小化或至少降低了。

蓝色屋顶集会可以追溯到2008年,直到最近,他们才开始在主流屋顶设计上做出标记。在过去十年中,纽约市环境保护局(DEP)通过积极的测试和试点项目在实施这项技术方面发挥了关键作用。

我们在纽约工程师事务所经验丰富的MEP工程师团队已经接受了这项技术,设计出了高效和可持续的蓝色屋顶。我们提供高效的设计,不仅以可持续的方式处理过量的雨水,还能解决暴雨期间污水被冲进溪流、河流和湖泊等问题。此外,我们设计了绿色屋顶,就像蓝色屋顶一样,可以留住雨水,但不是释放雨水,水被保留在屋顶的土壤中,或者被植物的根吸收,或者通过蒸发蒸腾转移。如今,蓝色屋顶技术已经得到纽约市的批准,蓝色屋顶的设计和施工指南也包含在由DEP和纽约市建筑部门开发的雨水管理系统的详细指南中。

纽约市建议业主聘请一名持照专业人员负责屋顶系统施工规范要求的进度和特殊检查。我们的服务包括这个功能。

蓝色屋顶的工作原理

平屋顶为蓝色屋顶设计

蓝色屋顶被认为是一种低成本的滞水方案,其设计带有限制屋顶排水口水流的堰。屋顶上可滞留和储存的水量取决于屋顶的结构承载能力和施工规范中包含的规范。然而,一条安全的经验法则是,积水深度不应超过2到4英寸,在排水或转移到水箱或雨桶之前,积水不应停留超过24小时。

这些水不是通过排水沟或落水管从屋顶流到地下排水沟或联合下水道,而是在填满或蓄积到预定深度后,通过特别设计的控制流量的屋顶排水沟以规定的最大速率释放出来。

设计用于屋顶滞留的蓝色屋顶,除了基本屋顶系统的防水功能外,还需要安装防水膜。

蓝色屋顶必须保持清洁,没有树叶和其他可能堵塞下水道的碎片。在冬天,应该把屋顶上的积雪清除掉,特别是如果预报下雨,以避免超载而损坏屋顶的可能性。通常不需要其他维护。

唯一可能出现的问题是:

  1. 系统排水太慢,导致过量水积聚,或绕过控制流量屋顶排水管。
  2. 系统排水过快,超过设计释放率。

持照专业人员将确定这些问题的原因。

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蓝色屋顶的设计考虑

平顶房

合适的建筑物及屋顶类型

屋顶系统,包括蓝色屋顶,有效地控制了各种场地的径流,但场地、建筑和屋顶设计的适用性是至关重要的。

一般来说,蓝色屋顶最适合于屋顶平坦或略微倾斜的房屋,它们非常适合占地面积大、覆盖全部或大部分地块(通常为90-100%面积)的建筑。当非屋顶面积明显大于10%时,我们发现地下和屋顶系统的组合有时更有效。

蓝色屋顶系统最好安装在没有树木的地方,以避免树叶堵塞排水沟并可能导致过度积水。

坡度对蓝色屋顶设计有显著影响。理想情况下,屋顶应该是平的,没有任何坡度。如果坡度超过2%,可滞留和储存的水量将受到限制。坡度越大,屋顶排水沟的积水和荷载也越深。绿色屋顶可以稍微陡峭一些,限制为5%。

此外,蓝色屋顶设计中使用的屋顶材料起着重要作用,必须谨慎选择。

防水

蓝色屋顶的防水设计

除了平屋顶或接近平屋顶的常规防水系统和隔热外,蓝色屋顶设计还包括二次防水膜。车顶总成顶部可能需要压载物。如果是这样,屋顶设计将指定其深度和孔隙度。

选择用于隔热、防水和其他屋顶材料的材料应具有较长的预期寿命。此外,由于蓝色屋顶将涉及储水,因此被视为“湿系统”,因此必须与制造商确认其保修涵盖该预期用途。

蓝色屋顶常用的防水膜系统包括:

  • 高质量的改性沥青屋面(MBR),包括两层或两层以上,最大限度地减少裂缝的脆弱性。
  • 单层屋顶防水。
  • 喷涂聚氨酯泡沫(SPF)屋面,将隔热层与防水膜结合在一起。耐用无缝,这是一个昂贵的选择。
  • 液体应用的屋顶,包括聚合物改性和聚氨酯基沥青产品。这需要一个单独的保温层。它们是自愈的,耐用的,持久的,但也很贵

作为蓝色屋顶的先驱,纽约学校建筑管理局(The NYC School Construction Authority)推荐使用热流体涂橡胶沥青、纤维增强的屋顶系统,这种系统被称为保护膜结构。这包括一层覆盖在安装在屋顶结构顶部的防水膜上的绝缘层。本设计中可包括土工织物过滤织物和镇流器。

冷液应用系统也是有效的。

屋顶排水及滞留

蓝色屋顶系统的选型涉及到确定设计中应该包括多少排水管以及每个排水管的释放率。额外的计算包括确定每个屋顶排水沟的流量深度和可用的存储体积。

建筑规范要求屋顶至少有两个排水管道以控制水流,排水面积不超过10,000平方英尺屋顶比这个大。然后用一个公式来确定每个排水管的释放率。根据蓄水池深度和释放速率计算出水流深度。蓄水深度和释放速率也决定了屋顶上使用的堰的数量和是否需要定制。

一般来说,水的蓄积深度和释放速率之间的关系几乎是线性的,以加仑每分钟每英寸为单位。标准排水单元的流量为9.1加仑/分钟/英寸。非标准排水系统可由经depl认可的制造商采购,在这种情况下,我们的持牌专业人员在现场连接建议中提供了规格和额定曲线。

一旦我们选择了可控流量的排水管,我们就会仔细检查屋顶排水管规格的释放率,以确保我们的设计达到所需的释放率。这一点至关重要。我们的MEP工程师还检查为每个屋顶排水管提供的堰的正确数量,以确保所有排水管的总流量等于(或小于)我们设计的屋顶排水系统的释放率。

另一个关键因素是蓝色屋顶的荷载和结构承载力。纽约市的屋顶设计最小活荷载为每平方英尺30磅。只要加上一英寸的雨水,每平方英尺的负荷就会增加大约五磅。

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蓝色屋顶的优点

城市密度的解决方案

在密集的城市地区,所谓的软景观已被坚硬的表面所取代,这导致地表水径流更快、更大量地流入传统排水沟。结果是,当有暴风雨和长时间的降雨时,这些城市地区经常被洪水淹没。

当这种情况发生在像纽约这样拥有联合污水系统的城市时,雨水流入同一个管网,将污水输送到城市污水处理厂。因此,洪水带来了最严重的污染以及地下水来源的污染。

蓝色屋顶设计是一种可持续的城市排水系统(SUDS),非常适合占用整个地块或大部分地块的建筑。地表水在被使用或释放回环境之前被收集和储存,并在必要时进行清洁,而不是强迫雨水直接流入地下排水系统。

雨水收集

蓝色屋顶的设计涉及到雨水的滞留,这提供了将雨水回收和雨水收集纳入系统的机会。所需要做的就是将水收集起来,然后将其输送到蓄水池、水箱或雨桶中。

雨水在美国大多数州都有收获,但在亚利桑那州、科罗拉多州、俄克拉何马州和犹他州却受到严格限制,这些干旱地区的水都是宝贵的资源。在水源最充足的地方,收集的雨水可用于管道、游泳池、花园、消防,甚至用于消费。在农村地区,它可以用来饲养牲畜。

纽约州甚至出版了雨水收集指南这包括与合法采集的水量有关的数据。它还涵盖了雨水收集系统的组成部分,并详细讨论了如何使雨水安全供人类使用。

当蓝色屋顶用作收集雨水的方式时,集水系统的设计必须谨慎。例如,屋顶材料影响水质,坡度影响径流量。传统的屋顶理想情况下,将雨水送入水箱的管道应为金属材质,并具有相当陡峭的坡度。这不适用于平坦的蓝色屋顶设计!

如果您正在考虑从蓝色屋顶收集雨水,经验丰富的MEP工程师可以为您的建筑提供最好的系统。

冷却及消防安全

蓝色屋顶系统通常设计为在屋顶上短时间容纳几英寸的水,通常一次只能容纳几个小时。但是,屋顶上相对少量的积水使其冷却,并有效地保护屋顶膜免受有害的紫外线辐射。

蓝色屋顶系统也有助于调节建筑物的温度,尤其是在使用浅色屋顶材料时。当水被收集并储存在水箱中时,它可以用来减少商业和工业环境中暖通空调(HVAC)系统对机械制冷设备的负荷。

一些蓝色屋顶设计使用储存的水来冷却太阳能电池板,而绿色屋顶设计通常使用水来灌溉。

说到消防安全,蓝色屋顶的设计和其他屋顶设计一样,必须遵守纽约市消防局的消防规范。除了遵守与防火相关的特定设计和施工流程以及其他法规外,还包括消防部门在紧急情况下需要适当的通风和通道。

但当雨水被收集起来,回报就会以水的形式出现,这些水可以随时用于消防。

我们得到的批准

有一个MEP工程项目?和我们说话。

“感谢Jahnavi和团队为HANAC和Corona社区的这一重要项目所做的奉献和辛勤工作。”

John-Napolitano_48x48John Napolitano,HANAC资本项目总监

“事情进展顺利,我想重申,我非常感谢你们团队为今天完成任务所付出的巨大努力!”

Murray-Levi_48x48默里·利瓦伊,MTA建筑事务所的校长

“我们合作的方式,他们克服挑战的方式,以及他们交付产品的方式给我留下了比其他工程师更深刻的印象,我就是其中之一!”

Silviu-Herscher_48x48Silviu Herscher,新学校资本基础设施总监