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室外给排水设计包含的方面很多,例如车棚的消防设备,居民区整体供水线路,屋顶、天台、阳台排水设置,检查井设置,室外景观喷水系统设计等等,其中与建筑物本身给水排水设计关系最大的应该是屋顶、天台、阳台的给排水设置。在降雨多或相对集中的地域,如果没有合理设计阳台、屋顶的雨水排放,雨水排放不够及时很有可能会出现积水,与之配合的地漏设置不当不仅会导致屋顶渗水出现应力集中点而严重有损建筑强度,而且积水日久还容易滋生蚊虫、蟑螂等害虫,无益于环境的美观和居民的健康。因此,在设计中,要对排水管道进行合理设计,并选择新型管道器材防止传统金属器材因为腐蚀或重量原因造成的维修问题。另外,随着空调设备的普及,冷却器蒸发水和冷凝水的处理也成了一个问题,按照有关法规,应当采取间接排水方式,目前主要是排放到道路或绿化带,但这并非长久之计,长久来看对道路或者绿化带存在一定的影响,这方面的排水仍然需要一个合适的设计。此外针对景观而言,目前部分新概念建筑本着绿色生态的理念,在建筑周围及其内设计了很多植被、水景景观,为保证合理循环、美观实用,这部分给排水系统一般会将新水与部分循环水一起使用,同时在管材选择和地漏设置上考虑防腐蚀、防漏、承重等性能。
2室内给排水设计常见问题
室内给排水设计作为主要部分,设计的方面很多,对人们生活的影响也最大。我们在实际生活中也经常会遇到与给排水设计相关的问题,例如下水道堵了、水压不足、水管破裂引起漏水、卫生间管道上返异味、水表跑快了跑慢了、邻居的噪音随排水管传播等等,都是给排水设计中需要解决的问题。(1)管道敷设的问题,居民居住单元内部的管道敷设不仅要考虑施工方便、维修便利与否的问题,还要考虑美观实用、材质问题等;管道暴露在外施工和维修都比较方便,但影响美观,同时容易受到外界温度等的影响,对此的解决方法目前多采用的是在装修时将管道用轻质材料隐藏起来的方式;管道设置在墙内管道井内解决了温度和美观的问题,但是在建筑面积一定的情况下回导致实际使用面积的减小,在施工和维修上的难度也会随之加大。(2)水表和其他仪器表盘,主要的问题是设置地点。以前传统的居民楼在建筑时对此考虑不多,一般直接将水表设置在住户家中,在厨房或卫生间等用水集中的小单元,这也给工作人员查水表造成一定的不便;目前也有建筑在此设计上有所改进,比如采用水表集中于楼梯间或者与用电卡相同的预储值型用水卡等方法,有效解决了管理不便的问题,同时也减少住户偷水现象的发生,但是智能化设备较高的造价使得在施工成本上会有所增加,同时管道本身加长也会增加施工维修的难度、增加出现问题的概率以及中途管道水流失量,因此目前还没有一个普适的设计,需要设计人员根据具体情况选择最优化的设计方案。(3)针对给水排水系统造成的室内污染问题,主要是废气污染、噪音污染、水质二次污染等问题。废气污染一般采用地漏水封的方式隔绝管道内的有害气体的方法,切忌偷工减料的情况发生;排水管噪音不仅包括管道内流水的声音,还包括通过管道传播的邻里间的噪声,这要求在设计中尽量采用新型降噪材料,同时将排水管设置在厨房等远离卧室的地方;同样,水质的二次污染问题也与建筑材料有关,同时减少储水水箱的体积,防止因为循环不充分或者循环时间过长造成污染的情况发生。总之,室内给水排水设计作为给排水系统的主要部分,由于建筑的特点,需要综合考虑施工难度、维修难度、室内美观、材料、造价、安全实用等因素,从而设计一个最优方案。
3消防系统给排水设计常见问题
消防系统作为给排水系统设计必要的一个部分,一直以来容易被设计人员所忽视。对于给排水系统而言,消防系统可能出现的设计问题包括消火栓的布置、消防给水管网的设计以及涉及到住户小单元的自喷系统的设计问题等。与住户室内给排水系统不同,消火栓、消防给水管网本身在设计上必须强调实用性,因此在设计时必须结合建筑高度等信息经过正确的计算确定,严格按照《GB50016-2006建筑设计防火规范》的相关规定,消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定,且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m,建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m,确定水枪充实水柱长度、保护半径等值,同时需要经过严格的压力试验确保在设计压力下能够顺利工作,并确保无泄漏。作为保护生命财产安全的设备,在设计中务必谨慎,不可马虎。自喷系统本身是在单个住户单元内的消防设备,同时与烟雾或温度等传感器、警铃等相连接,又与天花板吊顶等设备直接相关,在设计中需要与其他布置联合考虑,同时要保证一定的灵敏度和可操作性,当然,与其他消防设备相同,自喷系统的设计也需要满足消防需要,保证其喷水灭火效果。
4结语
1.1合理限定配水点的水压
由于超压出流造成的“隐形”水量浪费并未引起人们的足够重视。因此在我国现行的《建筑给排水设计规范》中虽对给水配件和入户支管的最大压力做出了一定的限制规定,但这只是从防止给水承压过高会导致损坏的角度考虑的,并未从防止超压出流角度考虑。因此压力要求过于宽松,对限制超压出流基本没有作用。所以应根据建筑给水系统超压出流实际情况,对给水系统的压力作出合理限定。
1.2采取减压措施
在给水系统中合理配置减压装置是将水压控制在限值要求内,减少限压出流技术保障。
1.2.1减压阀。减压阀是一种很好的减压装置。可分为比例式和直接动作型。前者是根据面积的比值来确定减压的比例,后者可以根据事先设定的压力减压,当用水端停止用水时,也可以控制住被减压的管内水压不升高,既能实现动减压也能实现静减压。
1.2.2减压孔板和节流塞。减压孔板相对于减压阀来说,系统比较简单,投资较少,管理方便。一些单位的实践表明,节水效果相当明显。节流塞的作用及优缺点与减压板基本相同,适用于在小管径及配件中安装使用。
1.2.3采用节水龙头。有实验表明,陶瓷阀节水龙头和普通铸铁水龙头在全开状态下。前者的出流量小于后者的出流量,即在同一压力下,节水龙头具有良好的节水效果,节水量在20%~30%之间,静压越高普通水龙头出水量越大的地方,节水龙头的节水量也越大。因此应在建筑中(尤其在水压超标的配水点)安装使用节水水龙头可以减少水量浪费。
2减少热水系统的无效冷水量
随着人们生活水平的提高和建筑功能的完善,建筑热水供应已逐渐成为建筑供水不可缺少的组成部分。据调查各种热水供应系统。大多存在着严重的水量浪费现象,比如:我们家在开启热水配置装置后,也就是浪费的水量,无效冷水的产生原因是多方面的,应想办法从建筑热水系统的各个环节抓起,减少无效冷水的排放。也可以有意识的将这部分收集起来用于厕所的冲洗。
2.1选用支管或立管循环方式
热水系统的循环方式直接决定了无效冷水是否存在及冷水量的相对大小,目前我国现行的《建筑给排水设计规范》中提出了三种热水循环方式:干管循环—立管循环—支管循环。同时允许热水供应系统较小使用要求不高的定时供应系统。有调查表明支管循环方式最节水,立管循环方式的节水量虽比支管循环少,但投资回收期较短,具有明显的经济优势。而干管循环方式无论从节水角度还是从工程成本回收的角度看均无优势。无循环系统会产生大量的无效冷水量,不符合节水要求,同时也给人们的使用带来不便。综合上述分析并结合我国国情新建建筑热水系统不应在采取干管循环和无循环方式,而应根据建筑物的具体情况选用支管循环或立管循环。
2.2对现有的无循环热水供应系统进行限期改造
目前,我国绝大部分公共浴室采用的是无循环定时热水供应系统,每天洗澡前要排出大量的无效冷水。由于无循环系统管线较简单,故改造工程投资少,收效快,较易实施。
2.3减少调温造成的水量浪费
为了减少调温造成的水量浪费,公共浴室应采用单管热水系统,温控装置是控制其水温度关键部件。在生活中我们可以发现现有温控装置是不够灵敏的,洗浴水忽冷忽热。因此应积极开发性能稳定-灵敏度单管水温控制设备。目前,我国建筑双管热水系统冷热水的混合方式大多采用混合龙头式和双阀门调节式,每次开启配水装置时,为获得适宜温度的水都需要反复调节,因此应逐步采用带恒温装置的冷热水混合龙头快速得到符合温度要求的热水,减少由于调温时间过长造成的水量浪费。
3防止二次造成的水量浪费
二次污染事故的发生,使得建筑给水系统不能正常工作,造成用户用水困难,同时受到污染的水将会被排出。对供水系统的清洗处理也需耗费大量的自来水,因此防止建筑给水系统二次污染,对节约用水有着十分重要的意义。
3.1在高层建筑给水中采用变频调速泵供水
水池—水泵—高位水箱加压供水方式是目前高层建筑中使用广泛的供水方式。
3.2新建建筑的生活用水与消防水池分开设置
4建筑给排水中水系统设计
4.1系统选择
中水处理及回用需按市政条件分三种情况考虑:
4.1.1有市政中水管网,有市政排水管网:小区内排水采用污废合流(雨水系统单独考虑),排水经化粪池简单处理后排入市政污水管网。中水系统水源为市政中水。
4.1.2无市政中水管网,有市政排水管网:小区内排水采用污废分流。污水经化粪池处理后排入市政污水管网,废水经小区废水管网收集至小区中水处理站,处理达到回用。中水系统原水为小区回收的杂排水。
4.1.3无市政管网,小区内排水采用污废合流。排水经化粪池处理后经小区污水管网收集至小区污水处理站,处理达到回用标准后回用。中水系统原水为小区内回收的排水.
4.2中水回用范围
合理设计中水回用系统,需要根据小区内用水情况,结合中水供应量,合理确定中水的回用范围。
4.3水量平衡
因原水和中水用水每小时都不是均匀的,而处理设备需在均匀水量符合的条件下运行,水量平衡措施就成了控制资源和能源浪费的关键。
4.3.1储存调节:原水调节池应按中水原水量及处理量的逐时变化曲线求得,中水池-存池应按处理量及中水用水量的逐时变化曲线求算。原水变化曲线及中水用水曲线可根据排水建筑的性质-使用情况参照同地区类似建筑的资料拟定。
4.3.2运行调节:利用信号控制处理设备自动运行,并合理调整运行班次,可有效的调节水量平衡。
4.4处理工艺
由于中水原水多采用优质杂排水,含有较低的有机污染浓度,宜采用以生物接触氧化法为主的快速一段生物处理工艺:原水——格栅——调节池——生物接触氧化——沉淀——过滤——消毒——中水。
结束语:节水最关键的不是建筑节水技术,而是人们的节水意识,人们的用水习惯。据调查,目前这种观念尚未真正有效树立,所以倡导人们将淡水资源当作一种珍惜资源节制使用,呼吁全民节水势在必行。只要采取一项措施或几项措施兼用,其节水效果都将是显著的。坚持开发与节约并举,不节约放在首位。在遵循生态规律、经济规律、社会发展规律等的前提下,在水资源、水环境承载能力范围内,在完善的法律体系框架内,以政府为主导综合运用行政、法律、管理、经济、宣传教育及科技的手段和措施,统一管理,科学配置,不仅能取得显著的经济效益,而且能在一定程度上缓解城市用水供需矛盾,解决高峰期缺水问题。还能减少污水排放量,保护环境,取得较好的社会效益和环境效益,建立节水型的社会。
针对不同功能的建筑可采用不同的节水对策和技术:在住宅和办公楼中应改进马桶的冲洗方式,减少冲洗水量;在宾馆、饭店中,应考虑沐浴污水的处理及回用。
1减少马桶冲洗水量
目前,我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根据建设部的规定,全部使用冲水量≤9L的马桶,则住宅可节水4%,宾馆、饭店可节水3%,办公楼可节水11%。目前美国及欧洲已经普遍使用6L的马桶,假如到2001年我国实现全部马桶采用6L冲洗水,则住宅可节水14%,宾馆、饭店可节水4%,办公楼可节水27%。
2厨房、沐浴、盥洗的节水
厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。
3真空节水技术
为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果,可将真空技术运用于排水工程,用空气代替大部分水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污水、污物冲吸干净,达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括:带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40~50kPa的负压,将污水抽吸到收集容器内,再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术,平均节水超过40%。若在办公楼中使用,节水率可超过70%。
4中水处理
在公寓、住宅和宾馆中,排放大量的沐浴及盥洗水,应考虑将其经适当处理后供生活杂用及补充冷却水,主要包括厕所冲洗、园林灌溉和道路保洁等。
推荐的中水处理工艺为:
原水机械格栅毛发过滤器调节池混凝过滤活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋顶水箱专用水管系统(水表)用水点]
在沐浴用水占总用水量50%以上的宾馆、公寓、高级住宅等建筑中,可考虑采用中水处理系统,以满足冲洗厕所、绿化灌溉及补充部分冷却循环水的水量要求,可节约至少30%的生活用水量。
(刘瑾韩彦彬供稿)
废水集中处理利于节能降耗
1小型废水处理站存在的问题
①调查了3座小型废水处理站,设计处理能力均为500m3/d,但正常运行的实际有机负荷只有设计能力的20%~30%,全年水力满负荷运行的时间只有1/4,并且都没有安装变频调节装置,“大马拉小车”现象普遍存在。
②小型废水处理站都与生产同步,而正常生产企业每周有两天休息,因此每次开车时都有4~6h甚至更长时间不能正常运行(生物细菌的活性恢复过程),造成能源的浪费。
③废水处理效果都比较好,其出水经深度处理后其指标均可达到生活杂用水标准,但多数得不到回用,造成水资源的浪费。
④地下管道的渗漏引起环境污染。
⑤个别企业为追求经济效益,有偷排废水现象,引起环境污染。
2针对小型废水处理站的节能对策
①在进行废水处理工艺设计之前应充分收集有关生产废水的第一手资料,保证设计能力与实际运行负荷相适应,并考虑计算机控制系统在废水处理中的应用。
②合并小型废水处理站,使废水集中处理,有利于减少重复投资,避免社会资源的浪费。
③环境保护部门在对企业进行达标排放管理的同时,应设专门机构对企业提供技术咨询,使处理后的水能够得到充分利用,在减少环境污染的同时提高经济效益。
3废水集中处理的经济效益及环境效益
①大量节省建设投资。3座污水处理站的投资总额为300多万元,如果合并处理投资额约为150万元,可节省一半投资。
②节省劳动力。每座污水处理站至少有5人,合并处理后最多只需10人,这有利于提高社会效益,促进社会劳动力的合理分配。
③节能效果显著。可充分利用变频调节装置及计算机控制系统使能源得到充分利用,至少可节能50%以上。
④促进处理后水的回用。全年可减少废水排放量30×104m3,同时可节水30×104m3,CODCr排放量减少15t,从而实现经济效益和环境效益双丰收。
环境保护部门在对企业实施监督管理的同时,希望能对废水处理设施的建设实现宏观调控并给予技术指导,以避免重复投资,在减少社会资源浪费的同时提高经济效益和社会效益。
(江苏省南通新西尔克针织服装有限公司吴琼供稿)
取消清水池的总排水管
清水池的排水管有泄空管、溢水管、盲沟排水管和汇集排除上述三条管道中水的总排水管。某水厂有2个容量为5000m3的清水池,施工时根据现场实际情况取消了总排水管,至今已正常使用4年多。原设计总排水管(DN1000)出口在750m以外的莫引渠,建设资金约40多万元,清水池和各窨井均座落于承载力较大、渗水性良好的卵石层地基上。
1取消总排水管的可行性
①因池壁施工质量合格,很少有渗漏水,就是有少量渗漏水,也可经盲沟排水管、出口窨井底等渗水性良好的卵石层渗入地下。
②清水池运行正常时一般不会发生溢水,即使发生也是短暂的。溢水管上口高于池壁外窨井口3.2m,溢出的水可以由窨井口及地面明渠排除。
③清水池通常3年才清洗一次,每次排水量也仅有200m3,排水时可以临时用潜水泵从出口窨井中把水抽到地面浇灌林带绿地。
④盲沟排水管和泄空管排出水的浊度和细菌学指标可能超标,但水从窨井底下渗,经几十米厚的卵石层过滤后不会污染地下水。
2采取的相应措施
①盲沟排水管、溢水管、泄空管的出口窨井分别设置且不相互连通,井底不铺混凝土或水泥砂浆,采用天然卵石以便于水下渗。
②溢水管、出口窨井盖用有一定强度经防腐处理的木板、竹板等轻质材料制做,以便溢水时漂起。窨井旁可设地面明渠,以利地面排水。
③安装2套清水池水位仪,并设定上限水位报警,当1套失灵时可由另一套报警。亦可采用自动控制系统来控制清水池上限水位,即当水位达到设定的上限值时,一级泵站部分水泵机组自动停机,减少向清水池的送水量。
(新疆石河子市自来水公司赵伟供稿)
克拉玛依水厂冬季超越供水的实践
克拉玛依的工业和城镇生活用水主要来自地表水,夏季水厂直接从渠道取水,冬季则从水库取水,目前4座水厂总的净化水能力为23×104m3/d。
据调查,冬季水库表面冰封后,冰下原水水质已优于水厂净化水。经分析除细菌、大肠菌群超标外,其他指标均达到了生活饮用水的标准。
由于水库表面结冰后,水库出水由管道输送,刮风降尘对冰下原水不会造成污染,因此这时可以考虑采取超越水厂,杀菌后直接供给用户。
1985年冬季,该市进行了多次、短时间超越水厂供水的试运行,经取样分析水质完全达标,试验获得成功。1986年克拉玛依开始了冬季(11月下旬至次年3月下旬)水库表面冰封后库存水不经水厂净化、杀菌后直接供给用户的实践。
1987年,新疆克拉玛依市卫生防疫站对该地区生活饮用水的水质进行了为期一年的调查分析,并向政府提交了正式调查评价报告。报告中用水点水质合格率为100%,认为克拉玛依地区供水水质全面达标。
新疆石油管理局供水水质检测中心对1992年—1993年超越水的主要供水点——白碱滩调节水库的水质进行了检测分析。
结果表明,水库表面结冰后,特别是1月—3月,冰下水温很低,细菌、大肠菌群大量死亡,水库原水全面达到了生活饮用水标准;而11月上、中旬水库表面冰层未形成,受刮风和降尘影响,造成浊度超标;11月—12月,水库水温>0℃,细菌和大肠菌群超标。在11月上、中旬水库要经水厂净化、杀菌后才能供给用户;11月下旬水库表面冰封后,库存原水超越水厂、杀菌后供给用户,均可全面达标。
新疆石油局供水水质检测中心每年都对各水库原水、水厂净化水、地下水进行多次取样检验,多年监测超越水水质表明,其全面符合国标GB5749—85的生活饮用水卫生标准。新疆克拉玛依地处北温带,寒冷冬季长达4~5个月,利用冬季水库表面冰封后,水厂不运行,库存冰下原水经杀菌密闭输送至用户,经过10多年的实践证明是成功的,同时也带来了可观的经济效益。
①据统计,从1986年—2000年,水厂供超越水共1.1×108m3,以1m3水节约成本0.39元计,共节约成本4300万元。
②使水厂在冬季有充足的维护时间,第一净化水厂自1978年建成投产以来已运行22年,从未进行过大修,运行状况良好,节约维修费用。