前言:我们精心挑选了数篇优质排水设计论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
1.关于水表设置。长期以来,单元住宅水表一般设于室内厨房或卫生间等用水集中处,对于用水点较多且分散的住宅,有时一户内设多个水表。但水表设于户内而引发的诸多问题日益引起人们的重视,即入户抄表扰乱人们的正常生活及可能导致的入户抢劫,使住宅私密性及安全性得不到保障;管理人员抄表不易且抄表劳动强度大;个别用户偷水而使水表用水量与实际不符而管理部门无法制止及处罚等。由于这些问题的产生,水表出户已成为必然的选择。新修订的国家规范(建筑给水排水设计规范》GB50015——2003第3.4.17条规定:住宅的分户水表宜相对集中读数,且宜设置于户外;对设在室内的水表,宜采用远传水表或IC卡水表等智能化水表。水表出户一般有以下几种方式:
a.分户水表集中设于室外水表井内:这种方式常用于多层单元式住宅中。一般一个单元设一个集中水表井,分户水管沿室内管井引入户内,自来水公司直接对用户负责。新型给水管材——减路式单管(内)多路供水管的面市解决了多根给水管同时敷设给工程及用户带来的不便,也使这种计量方式成为一种节能且人性化的优秀设计。
b.水表设于楼梯休息平台处。给水立管设于平台处,每户设一水表箱;将水表箱嵌入休息平台两侧墙体中。其优点为:分户支管短,较节约管材,管道水头损失也较小,缺点是:水表分散设置,抄表人员劳动强度较大;通常室内消火栓箱也明设于休息平台处,因而使本来就拥挤的休息平台更为局促,给住户通行带来不便。
c.水表每层集中设于水表间内,分户水表整齐靠于墙面。其优点同方式b相同,缺点是:分户管道必须沿公共走道楼板下引入室内,因而走道内要求设吊顶。
d.将传统的普通机械式水表改换为远传水表或IC卡智能型水表。远传水表计算准确且无需抄表,此卡表需用户预存入一定数额水费,将充值后的IC卡插入水表的读码器中即可用水。由于远传水表和IC卡表价格相对昂贵且在技术上仍存在一定问题,因而在实际工程中尚未得到广泛应用。
以上几种水表出户方式,各有其优缺点,具体在工程实际设计中采用何种方式,应由设计入员根据住宅的性质、档次及当地行业管理部门的要求确定。
2.给水支管布置与敷设。由于新建住宅中一厨两卫已很普遍,有的住宅甚至配有一厨三卫、一厨四卫,且厨房、卫生间、阳台各用水点位置均较分散,分户支管至用水点间管道一般敷设在本层垫层内,垫层内给水管外径不超过25mm;交房时应在敷设给水管道的位置做上明显的标记,以免装修时破坏给水管道。
2排水管道敷设:
《住宅设计规范》GB500155—2003第4.3.8条规定;住宅卫生间的卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户。规范虽然有此规定,但在现实住宅设计中,真正能做到这一点的尚不多。于是在日常生活中,经常出现上下层住户因排水管道漏水而导致的各种纠纷、影响邻里关系。为解决这一难题,以下提出一些做法以期解决此问题。
1.厨房排水管道设置。厨房内不设地漏,洗涤池排水支管直接在本户的楼板上接入排水立管。由于厨房地面一般已很少用水冲洗,少量的溅水用抹布就可完成地面的清洁,厨房内地漏的设置已无实际意义,反而事得其反:由于地漏长时间无水补充,水封内存水蒸发后臭气由地漏进入厨房内。因此可采取取消厨房地漏的设计避免地漏排水支管进入下层户内空间。
2.卫生间排水管道设置。为了不使卫生间污水横管进入下层户内空间,排水管道的敷设一般采用以下几种方式:
a.卫生间地面楼板下沉,污水横管设于本层下沉板以上的户内。这种方式对排水管道的施工较为方便,但检修管道则十分不易。这就要求在实际施工过程中,严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理,卫生间内所有给排水管道应经严格试压住水试验后方可暗封管道等以尽量避免本层卫生器具漏水影响下层用户。
b.采用侧排方式。卫生间采用后出水式座便器,侧排地漏,将浴盆或淋浴房垫高,各卫生器具排水横支管沿卫生间地面墙脚处引至夹墙。器具存水弯、排水横管设于本层垫层内。采用这种方法,可避免出现下沉式积水的状况,但应注意与建筑专业密切配合。
3室内消火栓系统:
室内消火栓箱的设置:对于单元式住宅来说,由于平面位置限制,消火栓一般只能明设于楼梯休息平台,根据《建筑设计防火规范》》GB50016-2006第8.3.1第5条的规定:超过7层的住宅应设置室内消火栓系统,,当确有困难时,可只设置干式消防竖管和不带消火栓箱的DN65的室内消火栓……消防竖管的直径不应小于。DN65.因此多层住宅消火栓可只留栓口,不必设箱及水枪、水龙带等,以节省楼梯休息平台的实际空间。
4小结
住宅给排水系统的设计日益受到用户的重视,工程设计人员应本着技术、安全、经济性原则,在实践中力求创新,寻找最佳的给排水设计方案,适应住宅设计发展的新要求,满足人们不断提高的生活水平要求。
关键词:选矿厂水量平衡生产废水污泥处理高位水池循环水泵站
近年来随着我国经济的蓬勃发展,玻璃行业发展迅速,作为玻璃主要原材料的石英砂的需求量也越来越越大,我院在设计玻璃厂的同时,也设计了不少石英砂选矿厂。
选矿厂一般为湿式作业,以水为介质分离矿石和尾矿,水的消耗量很大,大约每吨入选原矿的耗水指标达5~15m3,因此,给排水系统的设计对于选矿厂的建设至关重要,它不但直接影响选别效果和经济效益,也与环保密切相关。现结合本人在选矿厂设计过程中的一些经验与体会谈谈选矿厂给排水设计中几个共同关心的问题。
1关于水量平衡
随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定:选矿厂水的循环率≥90%,排放水的悬浮物含量:一级标准≤70mg/L,二级标准≤300mg/L,且将对污水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选矿厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。
在选矿厂采取厂内浓缩的小循环方式用于选别作业,一般都可以满足水的循环率和污水排放水质要求;在厂地较充足的选矿厂可以采取厂外设尾矿库的大循环方式,亦能取得合格回水,也可以实现较高的水循环率和污水合格排放的目标。现在,我们在大部分选矿厂采取前者。有些厂矿尾矿水澄清性能很差,采取添加适当助凝剂促使其澄清,也能满足回水和排放要求。目前,国内相当数量管理良好的选矿厂已达到上述要求,大多数选矿厂也具备了完善的条件。本人认为采用小循环时,在雨水较充裕的地区,如能把雨水收集起来用于补充循环水不足并替代生产新水;采用大循环时当尾矿库澄清条件良好且有地面径流补给时,利用回水补充循环水不足并替代生产新水,可以减少新水的补给,甚至可以实现生产新水的零补给,当管理进一步完善时,也可以实现生产废水的零排放。
目前,我们设计的选矿厂生产水量平衡图一般如图1所示。按该图实施一般可确保较高循环水率和最低的排污量。
但是在具体实施过程并非都尽人意,存在着一些实际困难,也产生一些问题。
选矿工艺为确保选别指标或担心堵塞设备给水口,有时要求在选别作业尤其是精选段采用新水,从而使水量平衡的编制产生困难,循环水不能充分利用,新水消耗量增加,水循环率无法达到指标,溢流水大量排放。实际上,这种问题是可以采取措施排除的。
选矿厂循环水由于存在着溢流排放的可能,故循环水悬浮物的控制不仅要满足选别作业使用标准,还要从环保角度考虑以排放水体的标准进行控制。如以300mg/L为处理标准,水中悬浮物的数量级为万分之三,而选别指标品位的精度为百分之几或千分之几,加之残留于精矿中的循环水是极少的,故循环水悬浮物对选别指标产生的影响可以忽略。有资料记载:采用悬浮物为2000mg/L的循环水进行生产性试验考核,选别指标与使用新水无明显改变,足见影响甚微。但是,水中的大颗粒悬浮物和漂浮物应当清除,以避免对弱磁选机的多孔卸料给水管和强磁机的筛板造成堵塞。故当采用无过滤处理的生产新水和循环水作为给水水源时,应当在给水主管上增设过滤器以清除大粒径物质。
在选矿厂的实际生产中常常会出现设备实际给、排水量与设计的相差甚远;主要原因在于编制选别矿浆流程和水量平衡的过程时,未仔细考查选别设备的实际受水能力和排水能力,或者是操作上的失误,使水量平衡不能按预定指标实现,尤其在试生产阶段容易发生此类问题。在实际生产中,可能会出现选别设备给水能力不足,达不到预定的作业浓度或卸料水量不足等情况,原因在于选别设备是按某种定型工况生产的系列产品,在一般给水压力下,给水的水量和排出的浆量可变范围较小,不经调节或不经改造,给排水流量与矿浆流程指标不能吻合,以致出现选别作业要求的给水量大大高于实际可能给入量的矛盾,造成给水管管口卡壳;反之,如控制不当,给水量过大,作业浓度降低,也会影响选别指标和水量的平衡。本人认为,选矿工艺和给排水设计应密切配合,校验工艺设备的给排水能力,同时在生产操作时,应按预定的作业浓度调节给水阀门。给排水设计时在设备给水管上增设流量计,以监控给水量,可以收到较好的效果。
2选矿厂生产废水的处理
选矿厂生产废水水质以挟带悬浮物或部分药剂为主要特征,其中悬浮物主要为矿粉和脉石废渣等无机固体物,采取重力分离处理方法一般可以满足回用和排放要求,故在一般选矿厂多利用尾矿浓缩池处理废水,既解决了尾矿浓缩和节能输送的目的,又解决了废水(含尾矿水)的回收利用的需要,普遍选用普通浓缩池,实践证明这是合理可行的。对于某些选矿厂尾矿水澄清性能很差,还需要采用高效浓缩机、加药浓缩或送尾矿库澄清方法处理,必须慎重决策。本人认为采取加药处理尾矿和废水决非良策,因为选矿厂的尾矿和废水混合液的浓度相对较高,且波动较大,固相物的表比面积大,药剂消耗量大且不易掌握随机变化的用药量,过多或过少的药剂对悬浮物的凝聚和絮凝都不利;还需增设药剂制备、投加和混合反应设施,人力物力消耗增加,运行成本和基建投资均大幅提高;故条件允许时,不如扩大浓缩池澄清面积采取自然澄清浓缩为宜。当用地无法解决或颗粒集合沉降速度过慢,低于0.2~0.3m/h时,才适宜考虑加药澄清或放弃浓缩处理方案。
当然,选矿生产废水的具体处理方案,应经试验获取可靠资料,通过技术经济比较确定。
采用尾矿浓缩池处理尾矿和生产废水的做法虽已沿用了多年,以前废水的收集一般限于选矿主厂房和脱水库,随着水的循环率和废水排放要求的提高,本人认为可将各车间的除尘废水、冲洗废水以及厂区溢流废水收集一并纳入尾矿浓缩池中处理回用;并将设备冷却的较干净回水收集后送入循环水池加以复用。
污泥处理
浓缩池处理尾矿时所产生的污泥,一般是含有大量水分的粒状或絮状物质的疏松结构,体积较大,因此在污泥处理时主要是要降低其含水率。
目前,我们设计污泥处理的方法,一般有自然干化,机械脱水等方法。
利用自然干化场使污泥自然干化是污泥脱水中最经济的方法,他是用于气候比较干燥,占地不紧张,以及环境条件允许的地区。
机械脱水与自然干化相比较,其特点是脱水效果好,效率高,不受气候影响,占地面积小;适合目前选矿一般厂占地比较紧张,环境要求高的使用条件,被广泛采用。
常用的脱水机械有真空过滤脱水机、离心脱水机、带式压滤机和板筐式压滤机。这些机械脱水设备各有其不同的适用条件,选择时应根据处理规模、运行费用、运行经验、污泥出路等方面的实际情况经比较后选择确定。
尾矿污泥经机械脱水后形成的泥饼的处理是选矿厂生产废水处理的继续。常见一些选矿厂泥饼出来后不加处理,堆积如山,经晒干后,一有大风吹来,沙尘飞舞,环境极差。其实尾矿泥饼可用来制砖,做建筑材料的掺合料,做井下充填料得胶结材料等。只是目前实际利用的效果不是很好,所以泥饼的利用可以作为一个课题做一些深入的研究。
4高位水池(箱、塔)的设置
循环水系统是否要设高位水池(或水塔),应当通过对循环水系统用水户情况及循环水加压设施配置情况的具体分析,才可能有个正确的决策。循环水系统供给对象一般为选别作业用水,给水量比较稳定,当选矿厂供电安全可靠,循环水泵的工作台数与选矿系列一致时,且可不设循环水高位水池,设备用水由水泵直供;选别系列多于循环水泵工作台数、循环水泵采取按流量调速运行操作时,也可以不设高位水池;高位水池的设置不但增加投资,且因循环水水质系非净水类,在高位水池中产生沉积,清理工作将非常麻烦,尽可能省去这个环节是有益的。当选矿系列较多,而循环水泵无调速装置,设立高位水池有利于节省电耗,但高位水池容积宜小不宜大。在某些选矿厂,选别作业中某些设备对水压水量要求比较严格,设立专用高位水池稳压也是必要的;例如我们通常在设屋顶水箱为水力分机提供稳压水;设水塔为受阻沉降机提供稳压水。此外,某些厂矿循环水系统担负冲洗水任务,设高位水池存一次冲洗水量也是一种选择,不过更合理的方式是在循环水泵房设置专用冲洗加压泵,冲洗用水存于循环水池而不是高位水池中。
5改善循环水泵站工况的建议
5.1安装调速装置
循环水系统担负着选矿厂主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一但系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力偶合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。
5.2循环水池的设计
选矿厂循环水池的容积如何确定,有关规范和手册均未做出明确规定和给出计算方法。如参照一般给排水泵站吸水井确定的方法,其有效容积仅为最大一台水泵5min流量,则吸水池容积往往偏小,在投产时或停泵再启动后出现循环水池抽空断水情况,依靠新水来补水远不能满足要求,从而使生产运行无法维持。选矿厂循环水系统的特点是流量大,流程远,在一般无高位贮水池时,系统调节能力全依赖于循环水池。本人认为,正确的确定吸水池容积,应掌握循环水加压进入选别作业再返回环水池所经历的流程和设施,测算流程系统的总容量,估计系统中各种设备容器从空到充水溢流可能经历的时间和流量,依此确定吸水池容积。循环水送入系统后水池接近低水位时返回的循环水已进入吸水池补水,不致造成抽空断水,且当选别系列减少时,系统中多余循环水可存于吸水池中,而不致造成过多溢流排放。可见系统容量的不同循环水池的容积亦不相同。现在,我院的常规做法是参照玻璃厂的经验,循环水池的容积一般取30分钟~2小时的系统循环水量,具体大小根据场地情况确定,实际使用效果不错。此外,考虑到环水挟带少量悬浮物的特征,循环水池应定期清理,为了使清理期循环水系统正常供水,建议循环水池至少分为两格,底部加连通阀门,正常生产时连通阀门打开,清理期间关闭连通阀门,分格进行清理,并维持环水系统正常运行。
5结语
给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是选矿厂维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。
参考文献
1.《选矿设计手册》冶金工业出版社
2.《尾矿设施设计》冶金工业出版社
3.《给水排水设计手册》第5册中国建筑工业出版社
4.《给水排水设计手册》第6册中国建筑工业出版社
关键词:煤矿给排水循环冷却水污水处理给排水设计
AnApproachtoSomeQuestionsinWaterSupplyandDrainageDesignforcoalmines
AbstrAct:ThecurrentsituationofwatersupplyAnddrainageincoalminesandexistingproblemsareanalyzed.problemsexistinginthedesignofwatersupplyanddrainageforcoalminesaswellasthewayforwardforimprovementarestudiedintheaspectsofselectionofwatersupplysourceswatersupplyinmines,treatmentofcirculatingcoolingwaterforminingindustrialsitesandofwastewaterfromcoalmines,etc.Discussionsaremadeonrationalutilizationoftheeffluentwaterresourcesinminesandrationaldispositionofwatersupplyanddrainagesystemsandcirculatingwatersystems,withaconclusionmadethatfeasiblesolutionsforthetreatmentofcoalminewastewatermustbeselectedincombinationwithpractice.
Keywords:coalminewatersupplyanddrainage;circulatingcoolingwater;wastewatertreatment;watersupplyanddrainagedesign
煤矿给水设计的基本任务是满足矿井建设生产对水量、水压和水质的要求。主要包括矿井工业广场的生产、生活及消防用水;各类工业设备的冷却循环用水;矿井住宅区的生活及消防用水;矿井井下给水。
煤矿排水设计的基本任务是将矿井工业广场及居住区产生的各类生产废水、生活污水及雨水有组织的、符合环境保护要求排入地面水体。
煤矿给排水设计与城市给排水设计相比较有许多相似之处但又有其特殊性。一方面生产生活需要大量用水,另一方面煤矿开采又大大破坏地下水资源。在煤矿建设过程中,怎样才能符合市场经济规律,进行商业化、城市化给排水设计,怎样合理利用水资源,保护地面水环境,是煤矿给排水设计工作者必须重视的问题。本文结合多年从事煤矿设计的实践,对煤矿建设给排水设计存在的若干问题提出自己的看法。
1给水设计
1.1水源的选择
目前大多数矿井工业场地及居住区供水以取水源井地下水为主要供水水源、矿井水净化后回用作为辅助供水水源。
1.1.1存在问题
以上供水方式存在下列问题:
①为保证矿井生产、生活用水,必须建许多水源井,以淮南矿区为例,潘三、谢桥煤矿均建有10多座水源井,这些水源井的泵房及设备投入大,且每座水源井还得征地保护。水源井输水管路较长。另外水源井取水能耗高,以淮南地区为例,一般成井深度超过80m,需要15~22KW的深井泵将地下水提升送至工业场地及居住区水池。
②工业场地及居住区供水设施分散,重复建设较多。特别是工业场地矿井水供水为非饮用水系统与水源井供水系统必须分开设置,连管道亦单独建设。因此,供水系统投资较高。
③矿井水利用率低,水资源浪费严重。
1.1.2解决办法
因此,在进行煤矿给水设计时应解放思想,打破惯用的供水模式,充分利用矿井排水资源,在矿井工业场地建一座集中式的净化水厂,将矿井排水处理为生活饮用水,负责向矿井工业场地和居住区供水。以安徽省两淮地区的矿井排水为例,矿井排水中除悬浮物和细菌外,其余理化及毒理指标都符合生活饮用水的标准。大多数矿井排水经处理后全部回用足以保证矿井工业场地和居住区的生产、生活用水。部分水量充足的矿井满足自己用水外还有富余,净化水厂可在收取一定的水增容费和管网建设费后,向附近居民供水。矿井水净化处理流程如图2所示。
1.1.3采用净化水的优势
采取净化矿井水供水模式的优点主要有:
①充分利用了地下水资源,由于气候条件、地理、地质环境不同,我国水资源的时空分布极不均匀。煤矿建设一方面大量矿井排水污染环境;另一方面由于地下水资源被破坏导致矿区供水严重短缺;矿井水净化回用,大大减少地下水的开采量,避免水资源紧缺矛盾,有利于矿井周围工农业的进一步发展,因而环境和社会效益显著。
②大大减少了煤矿给排水设施重复建设,节省大量建设资金。矿井水充分回用,工业场地的供水管网、给水构筑物及设备单一化,投资大大节省;同时减少了新建水源井、输水管路、道路、征地费用以及若干年后由于煤矿开采引起地表沉降而导致的水源井、输水管路及道路的重建费用;减少了矿井排水的处理费用[2]。
③管理、运行费用降低;
④供水成本降低。
1.2井下供水设计问题探讨
随着采掘工艺的机械化,自动化程度的提高,为满足生产安全和防尘的要求,煤矿井下供水的范围越趋广泛,其主要供水对象归纳起来有:采掘工艺防尘用水、生产用水、消防用水。对于井下各用水点用水设备的用水量及水压要求,在煤矿设计规范中已有规定,本文不再赘述,下面主要就井下消防洒水设计存在的问题作一些探讨。
1.2.1水源选择
目前大多数矿井设计中都将地面生产生活供水水源作为井下供水水源。由地面用管道将水引至井下,采用集中供水方式。其优点为水质可以保证,不需增加管理人员,对于用立井及斜井开发的矿井,井下水压较大,能满足采掘设备以及洒水器的水压要求,一般不需加压。缺点是井筒内管道长,部分矿井垂直向下高达1000m,井底大巷水压过大,使用不安全,特别对井筒深、井巷长者尤甚。其实,井下供水水源还有其他方案可供选择:如利用井下深部底板水源、利用井下排水。
①利用井下深部底板水源。若井底大巷内底板下有较好的含水层,可采取向下钻水源孔取水,借用地下水的承压水头满足井下采掘设备、洒水器及消防用水的水压要求。采取深部底板钻孔分散供水的优点:井下供水管道短,不耗电,节能,管道承压低,使用安全。缺点是必须做较多的水文地质工作,因为并非在井下所有地点打钻孔均可取到水。
②利用井下排水。当井下排水量较大,而且大部分为疏干底板水时,由于水量大,水较清,可在井下建水仓,稍作沉淀后,用泵送至井下供水管网。
综上所述,我们在进行矿井井下供水设计时,应认真分析水文地质资料,视各矿井的实际情况因地制宜。当井下有疏干水或底板含水层近且水量大时,宜优先选择井下疏干水或井下钻孔取水做水源。当井下水质很差或不具备取水条件时,应从地面供水。?
1.2.2井下防尘洒水及其自动化问题
井下防尘洒水主要为消除岩尘及煤尘,尽量使井下风流中的岩尘浓度控制在2mg/m3以下,煤尘浓度控制在10mg/m3以下,保证煤矿生产安全及工人身体健康。但实际情况是许多矿井井下煤尘浓度超标,而防尘洒水设备却闲置不用,分析其原因,有生产管理与思想认识不足,不够重视问题,亦有设计不能使洒水器自动化工作,管理不便的问题。由于井下运输中煤流不均匀,尤其是装车点或翻笼都是间歇工作的,洒水器时开时停,人工操作不方便也不及时。无煤时也洒水,导致水到处漫流或影响皮带运行等。结果是工人干脆不开洒水器。设计上可采取下列措施达到洒水器自动启闭:在洒水器前管道上加电磁阀及在煤流控制点设置光感器。当有煤流通过或矿车到达装车点及罐笼,光线被挡,光电器作用打开电磁阀,洒水器喷水,反之立即关闭。这样不但方便管理,又节约用水,更主要保证生产安全。因此,在井下防尘洒水的系统设计时,应力求实现自动化。
1.2.3井下给水管道防腐及管材选择
井下管道防腐一直是井下供水设计的难题,由于井下环境条件较差,空气湿度大,管道极易腐蚀。而且因为承压较高,往往使用无缝钢管或镀锌钢管。目前,民用建筑用来取代镀锌钢管的pp-R管,其公称压力已达2.5mpa,该管不存在防腐问题,在以后的井下供水设计中,当管道工作压力不大于1.6mpa时,可做一些试用研究工作。
1.3工业广场循环冷却水系统设计
由于煤矿通风、瓦斯抽放、井下灭火的需要,在矿井工业广场一般建有空压机站、瓦斯抽放站及制氮站。而空压机、瓦斯抽排机、制氮机等设备均需用水冷却。因需水量较大,采用循环冷却水。其供水流程如图3所示。
1.3.1循环水系统重复设置问题
目前大多数矿井循环水设计均采用空压机站、制氮站、瓦斯抽放站等各自配套循环冷却水系统。采用这种分散设置存在以下弊端:
①冷却循环水系统的水池、泵房等构筑物及水泵、冷却塔、软化水等设备重复建设,占地大,投资高;
②冷却水池、冷却设备布置在被冷却设备车间附近,导致车间卫生环境较差;
③分散设置能耗高,运行费用高;
④操作、管理人员较多,且技术力量分散。空压机站、制氮站、瓦斯抽放站对冷却用水的水质要求均为软化水,冷却进水温度均要求小于35℃,设备出水温度39~42℃。因此,矿井建设设计应综合考虑,在矿井工业场地适当位置设计一座循环水中心站,通过管道向各被冷却设备供水,设备冷却出水通过管道自流至循环水中心站。这样设置不但可克服上述分散设置的许多缺点,而且设备的维修、更换对生产影响小;节能降耗明显;便于对循环供水出现的技术问题组织力量攻关[3]。
1.3.2冷却设备的合理配置问题
从已投入运行的循环冷却水系统的使用效果来看,循环冷却水设备与被冷却设备配置不合理,导致冷却效果不佳或节能效果很差,以淮南煤矿的潘三、谢桥矿井空压机站循环冷却水系统配置为例,空压机站一般有3~5台空压机,根据井下通风情况,可合理调节空压机启闭台数,而循环水系统水泵配置采用一台冷水泵、一台热水泵、一台互为备用泵。冷、热水泵流量按空压机组最大通风时所需冷却水量选型,这样配置的结果,不论空压机组开启几台,冷却水泵均按最大流量在运行,而且空压机开启台数转换频繁时,冷却水量调节只能靠频繁调节冷、热水泵出口管道阀门的开启度,很难控制,有时导致空压机冒水现象,为便于调节,又不得不在出水管上增加旁路回水。这种运行方式对水泵使用寿命影响大,能耗高。因此,在循环水系统设计时,一定要根据被冷却设备运行时需水量的变化情况合理配置冷却设备,如冷、热水泵、冷却塔、软化水装置的台数及流量搭配等。若从节能的角度出发,还可以考虑在循环水系统的冷、热水泵上增加变频调节功能,使流量调节随被冷却设备需水量变化更合理。虽然增加变频调节功能一次性投资有所增大,但4~5a的节能费用就可收回增加的投资[4]。
2煤矿排水设计存在问题
煤矿排水设计的难点是生活污水处理设计,煤炭系统新建矿井非常重视环保建设,并投入了大量的环保建设资金。煤炭设计部门也对生活污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。如淮南地区,潘二矿的生物曝气工艺、潘三矿的生物转盘工艺、谢桥矿的表面曝气工艺、新集矿的氧化沟工艺。但从投入使用的实际效果及资金利用率来看均不理想。下面对煤矿生活污水处理作一些分析与探讨。
2.1煤矿生活污水处理设施重复建设现象普遍
目前部分煤矿矿井工业场地和居住区各建一座污水处理厂,这样两处征地,重复建设,投资大大增加,运行能耗高,管理费用高,技术力量分散,吨水处理成本高。一般来说,矿井工业场地和居住区相距不是很远,合建一座污水处理厂更合理,考虑从居住区向工业场地排水,管道埋设太深,可在中间设置污水提升泵站,或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。采取合建方式,不但可节省投资,更主要可大大降低运行成本。
2.2污水处理设计参数选择不合理
进行煤矿生活污水处理厂设计时,对污水中污染物指标BOD5、CODCr、SS取值,不是按实测,也不是用类比,而是套用城市生活污水污染物指标为设计依据,以BOD5为例,城市生活污水为200mg/L,而实际煤矿BOD5值一般只有70~80mg/L。由于生活污水中有机物含量太低,致使原来设计的不少活性污泥法处理工艺,在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质,而被“饿死”、分解、矿化,形不成活性污泥。为此不少处理厂停止了回流活性污泥,保持了原来设计中的曝气环节,使原来的设计失去了核心环节--活性污泥及其工艺过程,变成了简单的一级强化处理。即使氧化沟污水处理工艺,也存在同样的问题,往往设计流程中的回流活性污泥回流不起来,致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池;原设计中的不少配套设施成为多余,如消泡池、污泥集中处理池和污泥晾晒场等,造成了大量资金的浪费[5]。
山西古交矿区的许多矿井采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水,效果很好。此工艺的特点是能适应矿区低浓度、变化大的污水,同时投资省,操作维护也比活性污泥法简单。它的原理是利用固体滤料表面所形成的生物膜净化废水。可利用的滤料是多种多样的,如炉渣、玻璃钢或塑料蜂窝状材料、半软性纤维球等[6]。
因此,在进行煤矿污水设计时,一定要分析进水污染物指标,选择适用性强、耐冲击负荷高的污水处理方案,提交环境保护部门专家组审查后确定最终处理工艺。
3结语
总之,煤矿建设的水资源化,煤矿给水系统,循环水系统的合理配置,煤矿污水治理与环境保护等问题,值得煤矿给排水设计工作者深入研究与探讨。
参考文献:
[1]B.A.高尔什可夫(苏).煤炭工业企业废水的净化及利用[m].山西:山西科学教育出版社,1987.
[2]石振华,李传尧.城市地下水工程与管理手册[m].北京中国建筑工业出版社,1993.
[3]严煦世.给水工程(第三版)[m].北京:中国建筑工业出版社,1995.
[4]陈培康,裘本昌.给水净化新工艺[m].北京学术书刊出版社,1990.
其一:《建规》中屋顶消防水箱的设置问题
随着消防问题越来越受到重视,建筑给排水中的消防问题也同时受到了同行们的关注,消防设计规范作为设计人员必须遵守的法律条文,也让设计人员开始更多的学习和思考,本人最近在网易给排水在线消防板块担任了版主,通过和广大同行网友的交流,发现了很多规范上面的语焉不详之处,通过讨论也难以得出明确的结论,有些问题值得拿出来与各位同行商榷,希望能够和大家交流,得到大家批评和指正,同时能够引起规范编制组各位专家的注意,在以后的规范编制修改中考虑到这些问题。
本人认为,《规范》的编制里面有个平衡性的把握问题,太粗了不易于具体的操作执行中的把握,太细了又难免有些地方不能照顾到方方面面,让一些具体有困难的设计难于真正贯彻。因为规范的条文是用来直接在设计中体现的,所以应该具有可操作性,应该十分明确,如果有些地方不能明确的,如规范修订中各方具有争议的,建议就应该提高到上一层做出上面一层应该保证到的,而不应语焉不详、含糊其辞的列出一条,这样最让设计者和审图、消防审查人员和各方人员难于把握,造成各方理解产生歧义,首先是设计人员在方案阶段就无从把握,举个例子,今天我这样认为,做好方案,消防审查某个人员认为可行,过两天时施工图做好了,审查人员换了个人,对某条规范的理解不一样,施工图的工作变化就大了,这样的事情经常发生,造成很大的浪费,非常不利于大家的工作,造成各方之间的矛盾,同时也给某些腐败环节提供机会。违反了规范编制的初衷。
现打算将平时设计中的一些问题理出,与大家一起分析探讨。限于篇幅,打算分几篇文章逐段论述,本次仅讨论一点,关于屋顶水箱设置的问题:
《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001版),以下简称《建规》“第8.6.3条设置常高压给水系统的建筑物,如能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水量和水压时,可不设消防水箱。
设置临时高压给水系统的建筑物,应设消防水箱或气压水罐、水塔,应符合下列要求:
一、应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱;
二、室内消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱),应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量不超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过12m3时,仍可采用12m3;当室内消防用水量超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过18m3,仍可采用18m3。
1、在以上两条中首先有关于临时高压和常高压的定义问题,临时高压大家都知道,而常高压规范在条文解释中所述的“即设有高位水池或区域高压给水系统”中的区域高压给水系统,由于没有明确的界定,所以在实际设计中难于把握,首先说区域概念的范围难于把握,到底多大才算是区域,是几栋楼还是一个小区还是几个小区抑或是一片厂区,均不得而知,所以在平时的设计中只有高位水池可以得到大家的一致认可,而区域高压的理解有很多异议,窃认为其实在满足了二级负荷的前提下,如果消防设备齐全,有独立的两路水源供水,或是一路水源但是有含室内室外消防水量的消防水池,平时有专人值班的消防泵房或是消防控制中心,即可以认为是常高压系统,因为即使消防作为重中之重,它的可靠性把握,也有一个“度”的问题,因为任何安全保险都不是绝对的,因为即使是规范定义的常高压高位水池,也有检修维护和清洗的时间。
以上是本人粗浅的看法,并不认为一定正确,但是还是认为如果无法明确那么不如不写出,至少不会造成大家在这上面费尽思量,仍然找不出统一的认识。
2、再者就是“室内消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱),应储存10min的消防用水量”,这里十分钟的消防水量我们认为应该包括喷淋等其他消防设备的用水量,然而按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2005(以下简称《喷规》)“10.3.1采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统,应设高位消防水箱,其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水,应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”这里面说的“系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”到底是指最不利点一个喷头的水量还是同10.3.2中“最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量”,还是最不利处整个保护面积里面10分钟的用水量,这个问题无论在《建规》还是《喷规》或是即将出版的《建规》送审稿中均没有一个明确的说法。
举个例子,如果一栋带地下停车库的多层综合楼,有喷淋系统,采用中危Ⅱ级的喷淋强度计算,喷淋水量按照最不利点的保护面积来计算,假如水量是30l/s,具体根据喷头布置的疏密及选用管径的大小有些差异,假如室内消火栓系统水量是10ls/,如果喷淋按照整个保护面积30l/s的流量计算10分钟的水量已经是18立方了,那么由于“当室内消防用水量超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过18m3,仍可采用18m3”无需再计算其他水量即可选取18m3水箱了,如果按照“最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量”计算那么4只喷头的水量应该在5l/s左右,即水箱需要在消火栓用水量10×10×60=6m3和下加上5×10×60=3m3的水量,为9m3,与前面所述18m3有很大的差异。
我们平时设计中认为因为少有水箱能够满足喷淋要求水头的,所以都是需要设增压系统的,所以罐里有十分钟的水量,水箱就不考虑了,但是我们注意到《喷规》10.3.2条说的“不设高位消防水箱的建筑,系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积,应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。”那么其中的话严格理解是不设消防水箱时气压供水设备的有效水容积,应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量采用,然而即使采用了气压供水供水设备,在有水箱时水箱是否还应该考虑喷淋储水量,如果我们以规范字面意思理解,还是需要。
不禁要问,这是规范的原意吗?如果不是,那说明规范在这条条文的陈述上存在漏洞。
其一:《建规》中屋顶消防水箱的设置问题
随着消防问题越来越受到重视,建筑给排水中的消防问题也同时受到了同行们的关注,消防设计规范作为设计人员必须遵守的法律条文,也让设计人员开始更多的学习和思考,本人最近在网易给排水在线消防板块担任了版主,通过和广大同行网友的交流,发现了很多规范上面的语焉不详之处,通过讨论也难以得出明确的结论,有些问题值得拿出来与各位同行商榷,希望能够和大家交流,得到大家批评和指正,同时能够引起规范编制组各位专家的注意,在以后的规范编制修改中考虑到这些问题。
本人认为,《规范》的编制里面有个平衡性的把握问题,太粗了不易于具体的操作执行中的把握,太细了又难免有些地方不能照顾到方方面面,让一些具体有困难的设计难于真正贯彻。因为规范的条文是用来直接在设计中体现的,所以应该具有可操作性,应该十分明确,如果有些地方不能明确的,如规范修订中各方具有争议的,建议就应该提高到上一层做出上面一层应该保证到的,而不应语焉不详、含糊其辞的列出一条,这样最让设计者和审图、消防审查人员和各方人员难于把握,造成各方理解产生歧义,首先是设计人员在方案阶段就无从把握,举个例子,今天我这样认为,做好方案,消防审查某个人员认为可行,过两天时施工图做好了,审查人员换了个人,对某条规范的理解不一样,施工图的工作变化就大了,这样的事情经常发生,造成很大的浪费,非常不利于大家的工作,造成各方之间的矛盾,同时也给某些腐败环节提供机会。违反了规范编制的初衷。
现打算将平时设计中的一些问题理出,与大家一起分析探讨。限于篇幅,打算分几篇文章逐段论述,本次仅讨论一点,关于屋顶水箱设置的问题:
《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001版),以下简称《建规》“第8.6.3条设置常高压给水系统的建筑物,如能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水量和水压时,可不设消防水箱。
设置临时高压给水系统的建筑物,应设消防水箱或气压水罐、水塔,应符合下列要求:
一、应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱;
二、室内消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱),应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量不超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过12m3时,仍可采用12m3;当室内消防用水量超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过18m3,仍可采用18m3。
1、在以上两条中首先有关于临时高压和常高压的定义问题,临时高压大家都知道,而常高压规范在条文解释中所述的“即设有高位水池或区域高压给水系统”中的区域高压给水系统,由于没有明确的界定,所以在实际设计中难于把握,首先说区域概念的范围难于把握,到底多大才算是区域,是几栋楼还是一个小区还是几个小区抑或是一片厂区,均不得而知,所以在平时的设计中只有高位水池可以得到大家的一致认可,而区域高压的理解有很多异议,窃认为其实在满足了二级负荷的前提下,如果消防设备齐全,有独立的两路水源供水,或是一路水源但是有含室内室外消防水量的消防水池,平时有专人值班的消防泵房或是消防控制中心,即可以认为是常高压系统,因为即使消防作为重中之重,它的可靠性把握,也有一个“度”的问题,因为任何安全保险都不是绝对的,因为即使是规范定义的常高压高位水池,也有检修维护和清洗的时间。
以上是本人粗浅的看法,并不认为一定正确,但是还是认为如果无法明确那么不如不写出,至少不会造成大家在这上面费尽思量,仍然找不出统一的认识。
2、再者就是“室内消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱),应储存10min的消防用水量”,这里十分钟的消防水量我们认为应该包括喷淋等其他消防设备的用水量,然而按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2005(以下简称《喷规》)“10.3.1采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统,应设高位消防水箱,其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水,应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”这里面说的“系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”到底是指最不利点一个喷头的水量还是同10.3.2中“最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量”,还是最不利处整个保护面积里面10分钟的用水量,这个问题无论在《建规》还是《喷规》或是即将出版的《建规》送审稿中均没有一个明确的说法。
举个例子,如果一栋带地下停车库的多层综合楼,有喷淋系统,采用中危Ⅱ级的喷淋强度计算,喷淋水量按照最不利点的保护面积来计算,假如水量是30l/s,具体根据喷头布置的疏密及选用管径的大小有些差异,假如室内消火栓系统水量是10ls/,如果喷淋按照整个保护面积30l/s的流量计算10分钟的水量已经是18立方了,那么由于“当室内消防用水量超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过18m3,仍可采用18m3”无需再计算其他水量即可选取18m3水箱了,如果按照“最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量”计算那么4只喷头的水量应该在5l/s左右,即水箱需要在消火栓用水量10×10×60=6m3和下加上5×10×60=3m3的水量,为9m3,与前面所述18m3有很大的差异。
我们平时设计中认为因为少有水箱能够满足喷淋要求水头的,所以都是需要设增压系统的,所以罐里有十分钟的水量,水箱就不考虑了,但是我们注意到《喷规》10.3.2条说的“不设高位消防水箱的建筑,系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积,应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。”那么其中的话严格理解是不设消防水箱时气压供水设备的有效水容积,应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量采用,然而即使采用了气压供水供水设备,在有水箱时水箱是否还应该考虑喷淋储水量,如果我们以规范字面意思理解,还是需要。
不禁要问,这是规范的原意吗?如果不是,那说明规范在这条条文的陈述上存在漏洞。
万邦都市花园位于上海市浦东花木地区龙阳路与白杨路交汇处。基地呈长方形布置,总用地面积为19.7 hm2,总建筑面积为39.5 hm2.该地块分六期建设,现在一期工程已竣工,二期工程正在建设之中。一期二期工程主要以小高层为主,还有少量的多层及高层住宅。为了配合该小区优雅舒适的居住环境,给排水设计采用了一些新的设计思想和新的管材及设备。具体介绍如下。
1管材选用
1.1给水系统
给水系统一期时,业主提出给水管明装,所以设计选用给水用PVC-U管。二期时,业主提出给水管暗装,热水管布置到位,每户均设有饮用水。故给水管选用钢塑复合管,热水管选用薄壁铜管,饮用水管选用PP-R管材。钢塑复合管是用去除内毛刺的热镀锌钢管和卫生级PVC-U管复合而成。它集PVC-U管耐腐蚀性,内壁光滑及镀锌钢管刚性好的优点于一体,无论是管材还是管件,都非常安全可靠,价格又适中。小口径的薄壁铜管价格不高,配套的连接方法、管件均十分安全可靠,是目前应用较好的热水管材。PP-R管卫生、无毒属绿色建材,特别适用于纯净饮用水管道系统。
1.2排水系统
排水系统一期选用PVC-U管及专用透气立管,二期选用硬聚氯乙烯螺旋管。一期二期的房型厨卫面积比较紧凑,一期排水采用PVC-U管及专用透气管,从现场安装效果来看,空间显得比较紧张,所以二期设计采用PVC-U螺旋消音管,它与DRF/X管件配合组成单立管排水系统。它的特点是:消音三通把横支管流来的污水从圆周的切线方向导流进入立管,形成旋转水流,避免了进入水流与立管及立管水流的碰撞。在管内壁螺旋肋的导流作用下,使污水贴立管内壁继续保持螺旋状下落,在立管中央形成畅通的空气柱,从而大大降低了管道系统的噪音。这种排水结构提高了管道的通气性,增加了排水能力。采用螺旋消音排水立管,不需另设专用通气管,既节省了管材,又提高了空间利用率。DRF/X管件采用丝扣挤压胶圈密封接口,水密性好,而且该管件上设有伸缩节,既节省了管件,又便于安装和维修。此外,该管件水流方向的下段设有防止水逆流的止水带,可以防止污水倒流。
2供水方式
本工程一期二期主要以小高层为主,另有少量的多层及高层住宅,市政管网的压力不能满足供水要求。因此多层及小高层住宅给水系统竖向分为两个区,地下1层~2层由市政管网直接供水,3层~11层由生活泵房的变频调速恒压给水设备供水。高层(18层)给水系统竖向分为两个区,低区(地下1层~9层)由屋顶水箱经减压阀减压后供水,高区(10层~18层)由屋顶水箱供水。本工程是以小高层为主的居住小区,若每栋小高层住宅设一座独立的水泵房,显然不太合理。在与浦东自来水公司的协商下,设计采用每一个组团设一座集中泵房。这样既减少了设备用房,又节省了设备投资,降低了造价。
3卫生间降板
卫生间结构降板在深圳等南方地区使用比较普遍,这种方法使卫生间顶部的空间得到释放,使住户在装修时重新布置卫生间成为可能,而且维修排水支管时,不会影响下层住户的正常生活,给物业管理带来很大的方便。但这种方法目前在上海地区使用不是很普遍。本工程顶层大多为跃层住宅,许多卧室的上面设有卫生间,本设计采用卫生间的结构板降低 300 mm的办法,让卫生器具的水平排水管道均埋设在后浇的轻质混凝土填层中,使卧室上空既卫生又美观。
4远传式水表
不进户抄表是目前住宅建设的主流,主要有以下三种方法:
(1)把水表设在户外或楼梯间内。
这种方法室内给水管线较长,遇到有些房型楼梯间公共面积比较小的情况,嵌墙表根本就无法安装,所以有很大的局限性。
(2)IC卡水表。
这种方法使水作为商品实现了先付费再使用的消费原则,避免了用户与管理部门之间因水费而造成的矛盾。
(3)远传式水表
通过网络布线在管理中心收集数据,用户可以通过市内电话网与自来水公司的营业收费及其管理部门建立通讯联系。而自来水公司通过市内电话可随时调取用户用水量信息,自动结帐,打印及查询。该专用表具除了具有提供远传所需的信号外,另保留原有的读表数值显示,居民如对远传数据有疑义的话,可以与表具读数值进行核对。这种方式管理方便,布置灵活,但投资较大。经业主认可,本工程设计采用远传式水表。
5消火栓给水系统设计
本工程主要是以十一二层的小高层为主,一层架空用于管道转换或设零星的商业网点。其消火栓给水系统设计套用现行《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95),一般如下设计:室内消防给水系统应与生活给水系统分开独立设置。当采用临时高压给水系统时,应设不小于6 m3的高位消防水箱。设临时加压泵房,每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮。
当最不利点消火栓静水压力低于0.07 MPa时,设消火栓稳压泵。为保证消防水不作它用,应单独设消防水池或采用液位控制消防水量。
按上述设计,势必造成室外管位紧张,给设计和施工带来很大的难度,而且增加了投资,影响房地产商的开发利润。
本工程经与自来水公司和消防局的协商,在集中泵房内分别设独立的生活泵和消防泵,出泵管合并,入户前再分开,生活管上装紧急关闭阀后与室内生活管网连通,消防管直接与室内消防管网连通。由于生活用水采用变频调速恒压给水设备,所以为满足初期火灾时的消防用水量,屋顶设消防水箱。考虑到生活与消防的室外管网是合并的,而屋顶的消防水箱利用率低,很容易污染生活用水,所以每个消防水箱的放空管都接至一层地面,作为室外的绿化浇洒用水。
本工程的消火栓系统设计使我感到,消防有关规范对小高层住宅群没有专门的,针对性的规定,这给设计带来了很大的难度。此外,规范应紧跟时代的发展和科技的进步。各个主管部门也应从全局的利益出发,允许采用现代科学技术,使小高层住宅消火栓给水系统的设计更为科学和合理。
关键词:住宅建筑;给排水设计;水表;管道敷设
随着国民经济的发展,人民生活水平的不断提高,对住宅条件的要求也越来越高。住宅条件的改善不单表现在面积的扩大,更重要的是功能的转变。要实现这种功能的转变,在一定程度上则取决于厨房、卫生间的给水排水设计。现根据工程设计实践,结合国家规范要求,谈谈现代住宅建筑给水排水系统设计中的一些成功做法。
1水表的设置方式
现代住宅要求厨房、卫生间使用的水、电、气应做到三表计量出户。“三表出户”的目的是便于计量、减少打扰。为此,新的建筑给水排水设计规范第3.4.17条规定:住宅的分户水表宜相对集中读数,且宜设置于户外;对设在户内的水表宜采用远传水表或IC卡水表等智能水表。在实际工程中,水表有以下几种设置方式:
设置在室外的水表箱内
这种方式常用于多层单元式住宅中,分户水管沿室内管井或建筑外墙引入户内,相应水表集中在外墙的水表箱内,此种方式在南方一些地区应用很普遍。水表的位置根据供水方式可在底层也可在屋顶层。建议给水管道入户后加设一个控制阀门,以便于住宅户内的管道维修,户外水表箱应加锁,由小区管理人员统一管理。
设置在楼梯间处的水表间内
对高层及超高层住宅或建筑外立面有特殊要求的住宅,给水立管及水表间均设在楼梯间或走道外,由水表间至各户的给水横干管敷设在楼板下面,此种设置方式的缺点是管道的使用量增加较多,给施工和管理都增加了难度。
采用IC卡(或TM卡)智能型水表,水表设置在厨房或卫生间内
此种水表应用先进科技,居民可持卡至售水处购买任意数量的“水”,然后将卡插入水表中即可打开阀门供水。此卡具有记忆、累积、报警、断水等功能(TM卡智能更高些)。
采用智能抄表系统(即电子远传水表)
对于高标准住宅小区,开发商一般采用自动计量系统,对水、电、气三表实现全自动化收费管理。智能抄表系统是通过在水表上加装辅助装置,用导线将用水量信号传输至户外的信号收集器完成的。
2给水管的敷设及材质选用
给水管的敷设
目前,新建住宅中一厨两卫已很普遍,有的住宅甚至配有一厨三卫、一厨四卫,且厨房、卫生间、阳台各用水点位置均较分散。分户支管至用水点间管道如沿室内楼板下吊设,必然要求设室内吊顶,管外壁还应有防结露措施,给住户装修带来不便,毕竟不是所有住户都想设吊顶。《建筑给水排水设计规范》第3.5.18条规定,给水支管宜敷设在楼(地)面的找平层或沿墙敷设在管槽内,敷设在找平层或管槽内的给水支管外径不宜大于25mm。实际上,如果将接往两个或两个以上用水点给水支管串接在一起,其支管外径均会超过25mm。因此,为了满足规范的要求,给水支管入户后即接入分水器,分水器暗设于厨房或卫生间墙体内,通过分水器后接往各用水点支管管外径均可控制在25mm以下。但应注意:设于找平层内给水支管施工完毕后,应在其位置做上明显的标记,以免住户装修时破坏给水管道。
给水及热水管道材质的选用
由于镀锌钢管存在着与水中杂质发生化学反应,产生“红水”、“黑水”等问题,影响水质。目前,广泛采用新型建筑给水塑料管而淘汰镀锌钢管。铜管仍是高档住宅的首选,但价格高。一般在热水系统中采用带保温套的紫铜管、聚丁烯管(PB管)、铝塑复合管(PEX-AL-PEX)、PEX管、PPR管等。UPVC管和PE-AL-PE管适用于冷水供水系统。
3排水管道敷设及材质选用
《住宅设计规范》第6.16条规定:住宅的污水排水横管宜设于本层套内。,虽然规范有此规定,但在笔者所了解的大部分住宅设计中,由于存在各种问题,真正能做到这一点的尚不多见。于是在日常生活中,经常出现上下层住户因排水管道漏水而导致的各种纠纷、影响邻里关系。作为工程设计人员,应在设计时努力解决这一问题。在此,笔者提出一些做法以探讨解决问题的办法。厨房排水管道设置
厨房洗涤池排水支管可直接在楼板上接入排水立管,建议厨房内不设地漏。现代生活中厨房地面一般已很少用水冲洗,少量的溅水用抹布就可完成地面的清洁,厨房地漏由于长时间无水补充,水封内存水蒸发后臭气反由地漏进入室内。同时,取消地漏还可避免地漏排水支管进入下层户内空间。
卫生间排水管道设置
为了不使卫生间污水横管进入下层户内空间,排水管道的敷设一般采用以下几种方式:
卫生间地面楼板下沉,污水横管设于下沉室内。这种方式对排水管道的施工较为方便,但检修管道则十分不易。在实际工程使用过程中,经常发生下层住户靠卫生间处楼板及侧墙发生渗漏现象。由于无法查找出漏水的原因,上层住户只能将整个卫生间地面凿开重新翻修,凿开后才发现下沉室内积满水,积水经侧墙渗入下层。分析产生积水的主要原因有:卫生间地面防水未处理好,地面水渗透入下沉室;部分给排水管道漏水进入下沉室。针对以上原因采取的措施有:严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理;卫生间内所有给排水管道应经严格试压住水试验后方可暗封管道,建议在下沉室侧面设置侧排地漏,以排除可能出现的积水。
采用侧排方式。卫生间采用后出水式座便器,侧排地漏,将浴盆或淋浴房垫高,各卫生器具排水横支管沿卫生间地面墙脚处引至外墙。器具存水弯、排水横管及立管均设于建筑外墙处。采用这种方法,可避免出现下沉式积水的状况,但应注意几点:首先,尽可能将洁具特别是座便器设于靠外墙处;其次应与建筑专业密切配合。由于排水横管及立管均设于外墙,不可避免影响到建筑外观,因而在建筑方案设计阶段,给排水专业人员就应介入,将卫生间布置于建筑凹槽处,尽量降低对建筑立面的负面影响。
在北方严寒和寒冷地区的气候条件下,住宅厨房、卫生间的排水立管应分别设置。加侧排地漏,北方地区因安装困难可适当加大管井,排水管道不得穿越卧室,排水立管采用普通塑料排水管时,不应布置在靠近与卧室相邻的内墙;当必须靠近与卧室相邻的内墙时,应采用橡胶密封圈柔性接口机制的排水铸铁管、双臂芯层发泡塑料排水管、内螺旋消音塑料排水管等有消声措施的管材。
排水管道的材质选用
根据建设部的规定,目前新建多层住宅均使用UPVC塑料排水管,室内UPVC排水管的类型有普通UPVC实壁管、UPVC芯层发泡管(PSP管)、UPVC螺旋消音管三种。普通UPVC实壁管噪音较大,而同等壁厚的UPVC芯层发泡排水管比UPVC实壁管重量轻约20%-30%左右,同时它又具有隔热隔音的效果,特别适合于建筑排水,可显著地降低流水噪音,大有取代UPVC实壁排水管的趋势。UPVC螺旋消音管不仅可以降低噪音,而且与其它同管径排水管相比排水能力大大提高。不仅可作为高层建筑的排水管,而且还不用设专用通气立管。因此,要根据安全、经济、环境等因素综合考虑,合理选择排水管。
参考文献
[1]李宏燕.谈现代住宅给排水设计理论[J].内蒙古科技与经济,2004,(17).
[2]周炳成.住宅给水排水设计探讨[J].攀枝花学院学报,2006,(05).
1浅埋暗挖施工技术
严格依据设计的要求来设置导轨安装的坡度,材料一般选择钢质的,并且刚性和强度应该符合相关的要求,保证能够顺利的施工;在选择顶铁的时候,也需要将刚性和强度充分的纳入考虑范围,还需要对顶力的需求充分考虑,在安装轴线的时候,可以水平管道,也可以对称管道;同时,保证顶铁和导轨之间能够比较顺畅的接触,没有出现一些阻滞问题,这样就可以避免出现一些传力受力不平衡的现象,同时,还可以对力度均匀的分散开来。在顶进作业时,施工人员需要尽量缩短在顶铁上面的停留时间,施工人员还需要定期经常地对顶铁进行观察,保证处于正常的状态;可以将缓冲材料衬垫在导轨和顶铁之间,这样可以实现摩擦减小的目的;保证千斤顶与管道中心是垂直对称的关系,可以在支架上进行固定;同时,要并联千斤顶的油路,将一系列的控制系统配备上去。完成了油泵、千斤顶、换向阀等安装工作之外,可以调试整个系统,在保证没有出现泄露情况的基础上,按照同样的速度来控制每一个千斤顶的推进,在刚开始的时候,应该采取缓慢的速度,等到各个配件成功的磨合之后,就可以采用正常的速度。在推进的过程中,如果发现油压温度突然升高,那么就需要立即停止,并且对问题进行仔细的分析和研究,采取一系列的措施来进行解决。在退回千斤顶活塞时,也需要控制速度,不能够过快。
2顶管和盾构后背墙施工
在进行顶管工作井施工时,要根据顶管机的设计要求确定曲平面尺寸,当深度符合顶管机操作要求后进行施工。由于管道材料的不同,施工需要注意的事项也不相同,当管材为混凝土管时,洞权的最低处要和底板相距600mm,当管材为钢管时,要预留一定的作业高度。在确定工作井的平面尺寸时,要综合考虑盾构安装拆除、施工车架、土方运输、材料运输、设备布置等各种因素,只有保证工作井的平面尺寸符合相关要求,才能为市政排水管道的施工质量提供保障。在进行后背墙施工时,后背墙的结构强度、刚度必须符合顶管、盾构最大允许顶力的要求,在施工过程中要确保后背墙平面平整坚实,并要和掘进轴线相垂直,这样能保证作用力的良好传递。在正式施工前,施工人员要对后背土体的允许抗力进行计算,如果计算结果不符合相关规定,要根据实际情况对后背土体进行加固;当后背墙为装配式时,可以采用方木、型钢、钢板等进行组装,后背墙的底部可以在工作坑底500mm出进行安装,在组装后背墙时,要保证组装构件规格一致,紧紧的固定在一起,后背土体避免和后背墙之间有空隙时,要采用砂石料进行填充。采用无原土当作后背墙时,要就地取材,后背墙的结构要稳定可靠、方便拆除;当后背为顶进完成的管道时,需要顶进管道的最大允许顶力要小于顶进完成管道的外壁摩擦力。盾构法施工:盾构是一种集地下掘进和衬砌为一体的施工设备,主要包括三个组成部分,分别是切削环、支承环和衬砌环。
3工作井洞口施工
在进行工作井洞口施工时,预留出的进洞口、出洞口位置要符合设计要求,当工作井洞口土层不稳定时,要根据实际情况对洞口土体进行加固、改良,然后对洞口土体的强度、渗水状况等进行检查,确保洞口土体有良好的稳定性。在设置临时封门时,要考虑到土层变形和施工安全等因素,设置的封门要容易拆除,在拆除封门时,要尽量减少对洞门土体的影响。
4顶进施工
顶进施工过程中要满足相关的设计要求,顶铁和导轨的接触要通畅,这样可以保证受力平衡。在进行顶进作业时,施工人员不能在顶铁上过多停留,同时施工人员要每隔一段时间对顶铁的状况进行观察,确保顶铁不会出现异常状况,千斤顶要和管道的中心垂线对称,千斤顶的油路要并联在一起,并设置进油、回油控制系统。千斤顶的顶进速度要保持一致,刚开始顶进时,要保证各个接触配件缓慢运行,当各配件磨合成功后,按照正常速度进行顶进,在顶进过程中如果出现油压温度突然升高的现象,要立刻停止施工,并对异常现象进行分析、处理,从而为施工安全提供保障。
5质量验收
检验质量验收的内容比较复杂,要对施工的原材料、半成品、成品质量等进行严格的检查,同时还要对产品的质量合格证、出厂检验证等进行详细的检查,在施工过程中,要保证混凝土结构的强度符合相关规定,同时要保证工作井的强度、尺寸等满足设计要求。
二结束语
关键词:住宅建筑;给排水设计;水表;管道敷设
随着国民经济的发展,人民生活水平的不断提高,对住宅条件的要求也越来越高。住宅条件的改善不单表现在面积的扩大,更重要的是功能的转变。要实现这种功能的转变,在一定程度上则取决于厨房、卫生间的给水排水设计。现根据工程设计实践,结合国家规范要求,谈谈现代住宅建筑给水排水系统设计中的一些成功做法。
1水表的设置方式
现代住宅要求厨房、卫生间使用的水、电、气应做到三表计量出户。“三表出户”的目的是便于计量、减少打扰。为此,新的建筑给水排水设计规范第3.4.17条规定:住宅的分户水表宜相对集中读数,且宜设置于户外;对设在户内的水表宜采用远传水表或IC卡水表等智能水表。在实际工程中,水表有以下几种设置方式:
设置在室外的水表箱内
这种方式常用于多层单元式住宅中,分户水管沿室内管井或建筑外墙引入户内,相应水表集中在外墙的水表箱内,此种方式在南方一些地区应用很普遍。水表的位置根据供水方式可在底层也可在屋顶层。建议给水管道入户后加设一个控制阀门,以便于住宅户内的管道维修,户外水表箱应加锁,由小区管理人员统一管理。
设置在楼梯间处的水表间内
对高层及超高层住宅或建筑外立面有特殊要求的住宅,给水立管及水表间均设在楼梯间或走道外,由水表间至各户的给水横干管敷设在楼板下面,此种设置方式的缺点是管道的使用量增加较多,给施工和管理都增加了难度。
采用IC卡(或TM卡)智能型水表,水表设置在厨房或卫生间内
此种水表应用先进科技,居民可持卡至售水处购买任意数量的“水”,然后将卡插入水表中即可打开阀门供水。此卡具有记忆、累积、报警、断水等功能(TM卡智能更高些)。
采用智能抄表系统(即电子远传水表)
对于高标准住宅小区,开发商一般采用自动计量系统,对水、电、气三表实现全自动化收费管理。智能抄表系统是通过在水表上加装辅助装置,用导线将用水量信号传输至户外的信号收集器完成的。
2给水管的敷设及材质选用
给水管的敷设
目前,新建住宅中一厨两卫已很普遍,有的住宅甚至配有一厨三卫、一厨四卫,且厨房、卫生间、阳台各用水点位置均较分散。分户支管至用水点间管道如沿室内楼板下吊设,必然要求设室内吊顶,管外壁还应有防结露措施,给住户装修带来不便,毕竟不是所有住户都想设吊顶。《建筑给水排水设计规范》第3.5.18条规定,给水支管宜敷设在楼(地)面的找平层或沿墙敷设在管槽内,敷设在找平层或管槽内的给水支管外径不宜大于25mm。实际上,如果将接往两个或两个以上用水点给水支管串接在一起,其支管外径均会超过25mm。因此,为了满足规范的要求,给水支管入户后即接入分水器,分水器暗设于厨房或卫生间墙体内,通过分水器后接往各用水点支管管外径均可控制在25mm以下。但应注意:设于找平层内给水支管施工完毕后,应在其位置做上明显的标记,以免住户装修时破坏给水管道。
给水及热水管道材质的选用
由于镀锌钢管存在着与水中杂质发生化学反应,产生“红水”、“黑水”等问题,影响水质。目前,广泛采用新型建筑给水塑料管而淘汰镀锌钢管。铜管仍是高档住宅的首选,但价格高。一般在热水系统中采用带保温套的紫铜管、聚丁烯管(PB管)、铝塑复合管(PEX-AL-PEX)、PEX管、PPR管等。UPVC管和PE-AL-PE管适用于冷水供水系统。
3排水管道敷设及材质选用
《住宅设计规范》第6.16条规定:住宅的污水排水横管宜设于本层套内。,虽然规范有此规定,但在笔者所了解的大部分住宅设计中,由于存在各种问题,真正能做到这一点的尚不多见。于是在日常生活中,经常出现上下层住户因排水管道漏水而导致的各种纠纷、影响邻里关系。作为工程设计人员,应在设计时努力解决这一问题。在此,笔者提出一些做法以探讨解决问题的办法。
厨房排水管道设置
厨房洗涤池排水支管可直接在楼板上接入排水立管,建议厨房内不设地漏。现代生活中厨房地面一般已很少用水冲洗,少量的溅水用抹布就可完成地面的清洁,厨房地漏由于长时间无水补充,水封内存水蒸发后臭气反由地漏进入室内。同时,取消地漏还可避免地漏排水支管进入下层户内空间。
卫生间排水管道设置
为了不使卫生间污水横管进入下层户内空间,排水管道的敷设一般采用以下几种方式:
卫生间地面楼板下沉,污水横管设于下沉室内。这种方式对排水管道的施工较为方便,但检修管道则十分不易。在实际工程使用过程中,经常发生下层住户靠卫生间处楼板及侧墙发生渗漏现象。由于无法查找出漏水的原因,上层住户只能将整个卫生间地面凿开重新翻修,凿开后才发现下沉室内积满水,积水经侧墙渗入下层。分析产生积水的主要原因有:卫生间地面防水未处理好,地面水渗透入下沉室;部分给排水管道漏水进入下沉室。针对以上原因采取的措施有:严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理;卫生间内所有给排水管道应经严格试压住水试验后方可暗封管道,建议在下沉室侧面设置侧排地漏,以排除可能出现的积水。
采用侧排方式。卫生间采用后出水式座便器,侧排地漏,将浴盆或淋浴房垫高,各卫生器具排水横支管沿卫生间地面墙脚处引至外墙。器具存水弯、排水横管及立管均设于建筑外墙处。采用这种方法,可避免出现下沉式积水的状况,但应注意几点:首先,尽可能将洁具特别是座便器设于靠外墙处;其次应与建筑专业密切配合。由于排水横管及立管均设于外墙,不可避免影响到建筑外观,因而在建筑方案设计阶段,给排水专业人员就应介入,将卫生间布置于建筑凹槽处,尽量降低对建筑立面的负面影响。
在北方严寒和寒冷地区的气候条件下,住宅厨房、卫生间的排水立管应分别设置。加侧排地漏,北方地区因安装困难可适当加大管井,排水管道不得穿越卧室,排水立管采用普通塑料排水管时,不应布置在靠近与卧室相邻的内墙;当必须靠近与卧室相邻的内墙时,应采用橡胶密封圈柔性接口机制的排水铸铁管、双臂芯层发泡塑料排水管、内螺旋消音塑料排水管等有消声措施的管材。
排水管道的材质选用
根据建设部的规定,目前新建多层住宅均使用UPVC塑料排水管,室内UPVC排水管的类型有普通UPVC实壁管、UPVC芯层发泡管(PSP管)、UPVC螺旋消音管三种。普通UPVC实壁管噪音较大,而同等壁厚的UPVC芯层发泡排水管比UPVC实壁管重量轻约20%-30%左右,同时它又具有隔热隔音的效果,特别适合于建筑排水,可显著地降低流水噪音,大有取代UPVC实壁排水管的趋势。UPVC螺旋消音管不仅可以降低噪音,而且与其它同管径排水管相比排水能力大大提高。不仅可作为高层建筑的排水管,而且还不用设专用通气立管。因此,要根据安全、经济、环境等因素综合考虑,合理选择排水管。
参考文献
[1]李宏燕.谈现代住宅给排水设计理论[J].内蒙古科技与经济,2004,(17).
[2]周炳成.住宅给水排水设计探讨[J].攀枝花学院学报,2006,(05).
关键词:排水系统;排水出路;室内排水管道;庭院排水
随着现代人生活质量的提高,对现代建筑给排水的设计质量提出了更高的要求。而给排水专业往往在土建工种基本完成后才着手设计,很大程度上受建筑、结构专业制约,也受电气、暖通专业的影响。给排水设计要在多专业相互制约的条件下高质量完成,就要设计人具备多方面的知识和本领。
一、要有清晰的空间观念,接受设计任务后,不能马上着手设计,而应“上下左右、四面八方“对整个环境作全面了解、熟悉后选择合适合理的位置布管。
二、要对本专业的知识精益求精,才能在复杂环境中随意驾驭。
三、要对建筑、结构、电气、暖通等专业知识有原则了解,才能在处理专业交叉时立足于主动,不被别的专业牵着鼻子走。
四、要抓住大局,重视细节。
一、排水系统
排水系统包括:污水系统、雨水系统、废水系统、循环水系统。化学实验楼设计中,因废水处理方式不同,又可分为有机废水系统、无机废水系统、高浓度废液系统等。
1、雨水排水系统,应该独立自成系统,但是有些设计从节省管材出发,将废水接入雨水立管中,这种设计十分不妥。因为雨水立管常有出口堵塞情况,一旦堵塞,雨水连同废水满入室内,将致严重后果直接危及住户安居生活。
2、在内天沟的屋面雨水排水系统中,一个落水斗的汇水面积,应根据当地暴雨量进行计算,我省一般每根φ100的落水管的汇水面积控制在200m2左右。重要建筑酌情减少。对处于树木茂盛区域的建筑应考虑雨水口常被树叶、垃圾等堵塞的情况,应适当增加落水管,减少汇水面积。同时应注意天沟内是否有被结构梁阻隔,虽然结构反梁有留孔,但应流水孔断面较小,减少了天沟过水断面,也更易堵塞。这些不利因素都不能不估计到。在天沟的两个沉降缝分段内,宜不少于2个以上雨水落水斗与雨水立管,即使一根雨水立管(或雨水口)被堵塞时另一根雨水立管还足以排泄最大雨水量。外檐沟比内檐沟泄排流畅,应尽量说服建筑专业不要做内天沟。
3、室内排水系统,应以就近分散外排为宜,不要过于集中,在管材耗量相差不大的情况下,多设立管,少拉横支管。各立管单独外排,既可以减少排水横管与其他管道、风道、梁、窗碰头,又可以减少出水管堵塞带来的影响。化学实验楼,排水管更宜分散,忌集中,以免互相起化学反应的废水汇集后产生有害气体或发生爆炸、或产生沉淀物堵塞管道。
4、为提高外排水管道标高,及为避免排水管道穿钢筋混凝土地梁带来施工留洞困难,常常底层排水系统与楼层分开,底层单独外排。江浙地区,由于地下水位较高,室外排水管道埋深较浅,且房屋结构基础多为浅基础,为提高室外排水管道标高,保证底层用户安全(特别是底层有地漏时)一般四层以上,底层多为单独外排。
二、排水出路
1、排入城市下水道:首先应详细搜集所设计建筑附近,现有(或规划)城市排水管道的窨井标高与管内底标高的资料,了解从设计建筑排水口至城市排水管道窨井之间是否有隐蔽障碍物,(如:城市给水干管、电缆、行道树等等)。如天台劳动路城市污水管改造工程中,城市污水干管设在该建筑前面的人行道上,且道路中间有一根DN900城市给水干管,污水管无法通过,故不得不设倒虹吸管,才能流至城市污水管。
2、雨水排入天然水体:不仅要了解最高水位、常水位资料,还要了解出水口处河床断面标高。在江浙平原地区,天然水位高,排水管出口想在常水位以上往往是办不到,有时只得在常水位下淹没出流,但应注意出水口与水面的压差应少于进水口至水面的压差,不然会出现倒灌。当然也可以,提高室内、外标高来满足排水需要,但一般代价较大,需与建筑专业联系。大面积住宅区、学校、工业区等,填土数量太多,可结合天然(人工)水塘做调节池,并设泵站提升排水。
三、室内排水管道的布置
立管棗上接排水支管,下接排出管,是室内排水系统的枢纽和中心环节,其位置设置恰当与否,是直接影响排水系统的经济合理和美观。
1、‘扩初“设计中,首先要求建筑、工艺,尽可能将各层卫生设备,靠近在同一根轴线左右,卫生间尽可能上下对应,这样管线既省,又可以减少横支管穿来穿去,影响室内空间美观。
2、立管尽可能设在墙角、不影响室内家俱布置和人的活动的地方。
3、注意立管上部透气管是否有出路:宾馆、办公楼等建筑,顶层往往为大会议室(或大餐厅)等大空间,下面几层的透气管通不出去,露明太难看,可考虑在顶层部分,将透气管立入墙内暗装;亦可结合建筑立面将透气管接出墙外。绝不能将通气管通至平顶内。
如天台杨帆大厦设在门厅下面半地下室的厕所,立管穿门厅有伤大雅,污水管埋在钢筋砼柱内通上去。
4、确定立管下面的排出管方向时,要妥贴考虑室外排水管线的走向、室外化粪池、隔油池、中和池、窨井等构筑物的位置。管线布置以简捷为原则,减少堵塞的机率。立管下部的排出管,应尽量就近分散外排(即以最短的距离排至室外)。有些设计人为减少排出口而过分集中外排的做法不可取,这样一旦总出水管发生堵塞或需维修,将会影响更多的卫生设备使用,也使排水管道在室内支管多,线路长而增加麻烦。
如在天台人民医院病房综合大楼工程中,过分地迁就建筑要求,为使场地主要正面少设窨井、化粪池等,减少对绿化的影响,以至全部室内排水管均向背面排水,结果排水管道在室内盘来、转去、穿梁、过柱、同其他管道交叉,大大地增加了工作量,也多消耗了管材。
5、确定立管的排出管穿基础时,既要计算支管在立管上的搭接高度,注意室外排水管道标高,更要注意基础的结构做法,尽可能使出墙排水管不穿钢筋混凝土地梁,既不影响结构安全,也减少自身设计工作量。如必需穿钢筋混凝土地梁时,应即时向结构提供准确的留洞位置和尺寸,对高层建筑,底层多为单独排出,管道污废分流,在同一个建筑开间内,出墙管会很多,往往使地梁近乎拉空。如遇此类情况,可建议结构在此开间内做中空。对于地表层地基承载能力较高,结构采取浅基础时,出管的位置、标高更需与结构专业取得密切配合。
6、立管穿楼板、屋面,需前期定位,向结构专业提供资料,以便结构预留孔,切忌后期打洞,影响结构强度,“穿基础“、”留洞“问题,是室内给水排水设计中‘常见病‘和“多发病”最多的环节,必须足够重视。
7、立管、支管尽可能不要穿过主要房间。如:卧室、门厅、走廊、医院手术室、天平室、电算室,精密仪器设备要求防潮房间和可能因水引起爆炸或因水而造成严重经济损失的房间,在实在无法避免时,应请建筑包角做管井、吊平顶解决,排水管一般不能穿过沉降缝、烟道、风道等。
8、立管设计中,注意上下层外墙厚度是否一致及基础的断面形式,透视图中标明何处加撘覕字管转弯。如:天台中心菜场工程中底层外墙370厚,二层外墙240厚,设计图中,立管一根直线到底,结果在底层立管靠外墙,而在二层以上立管就靠不了外墙(向内移120毫米),安装完成后发现卫生间太挤,故不得不每层少装一只大便器。
管道在底层穿外墙基础应尽可能用统一标高,以便于施工,也避免施工中搞错,并应注意不要使管道露在室外地坪上面。
9、底层是商店、办公的商住楼、综合楼,上层为住宅时立管无法直下,常需加拉一段横管转向外墙下来,横管多用吊平顶掩盖,但注意第二层的地漏等排水管,不能直接接到立管上,而应该单独拉一根横支管接在转弯后的立管上,以防地漏冒水;或者二层排水管单独排出。
10、储水箱排水管、溢水管、开水炉排水管等均应与废水管间接连接。
11、雨水立管埋在钢筋混凝土柱中,这是现在常碰到的建筑处理手法,要注意与结构联系,对立管和进出口管的布置应选择不影响梁、柱受力,不与受力筋相碰的位置,不然好的愿望会无法实现。如天台宾馆工程原设计雨水立管埋柱内,因布局与上述原则相博,只好把立管移进室内,穿过每层客房,带来永久性遗憾:雨水管噪音影响旅客休息;个别检修孔处渗水使室内潮湿;影响室内美观;影响客房家俱布置。
12、地下室有排水设施时,应做集水井,以水泵提升外排。集水井应做在地下室内,以保证建筑沉陷时,集水井与地下室一起沉降。如集水井建在室外时,则建筑与集水井之间就可能产生不均匀沉降,而使在此处联接的排水管可能折断。由于这根管道埋在建筑物基础下面,一旦折断渗水,修复将非常困难。
13、厕所、盥洗室、浴室等常积水房间,与建筑专业应密切配合做好地面排水坡度和内墙面、地面的防水措施,以达到良好的室内环境。
四、庭院排水设计
1、化粪池位置:对总平面设计建筑密度高,旧城市改造中“见逢插针“的建筑,沿街建筑正面临城市道路,背面余地很少,排水管道与化粪池布置很困难。因此给排水设计一开始就要注意向建筑工种提出给排水管道、化粪池、隔油池等位置,不致使后期设计被动。在施工程序上,化粪池距建筑基础很近时要先施工化粪池。
2、避免”窜流“。排水管特别是进化粪池前的污水管及废水管,按规范是可以如图二接法,在流槽导流”理论“上是可行的。但实际上由于流量大时,水压也较高,污水不能平衡的按流槽导流方向流动,而会形成水跃,造成相邻单元污水互窜,彼此”窜流“极易造成管道堵塞。如将窨井向外移一定距离,即无此弊病。
同理,在室内排水系统中,也应避免上述情况的发生。
3、隔油池:宾馆、饭店、食堂等厨房排出的污水中油脂含量大,隔油池是必不可少的,实地调查,未建隔油池的厨房排水,管道堵塞情况严重,管道壁与窨井积有较厚的油腻垢,DN150排水管极易堵死。故此类厨房,必须设隔油池,室外排水管管径不小于DN200。
4、雨水窨井,在窨井底部设H=300毫米左右的沉砂井是很有必要的,特别在路面标准较低,绿地覆盖条件还不理想的情况下,随雨水带入下水道的泥砂相当多,更显必要。据调查,不设沉砂井或深度不足的窨井,排水管堵塞严重。当然,合理设计还有赖于管理到位,及时清掏沉砂。
5、庭院中观赏水面(即水池)应有溢水口及放空清污管,溢水口的设置便于控制水面标高,防止暴雨时,池水满溢排出。花园中溢水口,应做在暗处,并有格栅,以免游鱼跳走。
6、排水管道穿过树丛应注意管道接口和窨井井壁,防止树根伸至管道或窨井内生长发育,破坏和阻塞管道。
五、标准图使用
给排水设计应尽量使用标准图,选用成套设备,既可大大提高设计速度,又可减少差错,提高设计质量。但在选用标准图时,注意图号、型号及有关“说明“中注明要由”设计决定“的有关事项。为便于施工,减少安装过程中的差错,同一工程设计手法要统一,如:选用管径标准、管材、穿基础标高等。
六、其他
1、封闭式冷却循环系统的出水管上,应设置观察口,观察水流流动况,以显示出水是否通畅。
根据目前的市政条件,每次市政道路积水超过排屋半地下室标高时,道路积水就会通过小区雨水管网倒灌。解决的思路有二个:一是改善市政排水条件,避免道路积水;二是在小区内部解决,在道路积水时切断小区雨水管网和市政管道的连接,避免雨水倒灌,小区雨水需要用动力提升。分析第一个思路,需要市政配套的完善,解决时间需要和城市建设与规划部门沟通和落实,如果在近期一、二年内能解决,小区的排水设施建议按现状不变;其中第二个思路的解决方法有二个,第一个方案是完善排屋地下室的排水设计,低于地面标高的排屋地下室的雨水全部采用动力提升,这个方案的优点是投资小、运行费用小、管理简单,可采用全自动运行,平时只需要做日常的设备维护就可以了;缺点是提升设施的布置太分散,排屋区的雨水管网需要重新规划敷设,而目前小区已入住,室外工程已完工并投入运行,这种分散布置的施工会给小区带来大面积的不便。第二个方案是在小区的雨水排出口上设雨水提升装置。这个方案的优点是施工范围小,不需要改动现有雨水管网系统,对住户的影响相对小一点,缺点是由于自动闸门的价格较高,如采用手动闸门,对运行管理的要求会比较高。
经过几个方案的综合比较,本设计方案是在小区内增设四个雨水泵站及四个闸门井,雨水泵站设液位控制和液位报警,平时靠管网重力排水,当暴雨强度超过重现期或道路积水达到排屋地下室标高时,设定为报警水位,关闭闸门井闸门,启动雨水泵转换为动力排水。
2雨水量计算。
根据建设发〔2008〕89号文,查得德清的暴雨强度公式为。雨水量计算公式:Q=ψQF;室外道路重现期:P=2年;室外雨水管道设计降雨历时:t=15-20min;室外综合径流系数ψ=0.65;经计算,重现期都为2年,雨水量详见下列:一期东区:汇水面积为1.78(hm2),降雨历时为16(min),雨水量为284(L/s)。一期西区:汇水面积为1.24(hm2),降雨历时为16(min),雨水量为245(L/s)。二期东区:汇水面积为2.31(hm2),降雨历时为16(min),雨水量为368(L/s)。二期西区:汇水面积为3.08(hm2),降雨历时为20(min),雨水量为450(L/s)。
3工程设计。
根据各区域的设计雨水量,构筑物及排水泵的设计见表1。
4电气设计。
电气设备有动力盘及操作控制盘。控制系统采用全自动控制设定。现场控制柜设“手动-停-自动”控制选择开关;自动时,由液位开关进行控制;手动时,在现场控制柜上进行手动控制;就地时,可在现场按钮箱上进行控制。为减少人员操作,本处理系统可采用远程集中控制。本工程总装机容量为232kW。
5经济技术分析
随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。
2冶金企业循环给水系统的特点
循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。
有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。
3具体设计措施
根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施:
3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。
3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。
3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。
4结语
给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。
参考文献:
[1]钱以明.高层建筑空调.上海:同济太学出版社.
[2]给水排水设计手册.第5册.中国建筑工业出版社.
[3]给水排水设计手册.材料设备续册3.中国建筑工业出版社.
关键字:高层建筑竖向分区耗热量减压阀
前言
华源大厦位于广东省东莞市厚街镇107国道边,地势较平坦,总建筑面积约124100m2,主楼高52层,地面以上高度182.60m,地下室共二层,地下二层为六级人防掩蔽所,平时用作停车场,地下一层主要用作空调机房及水池,裙楼下半地下层用作车库,配电房。首层至六层为裙房,含大堂﹑厨房﹑餐厅﹑宴会厅﹑健身房﹑桑拿房﹑卡拉OK包房﹑会议室等综合配套设施。主楼九至二十三层为办公用房,二十五至五十一层为酒店客房,五十二层为特色餐厅,其中二十四﹑三十九层为避难层及设备用房。
1生活给水系统
1.1,室外给水系统
从107国道市政给水管引入一根DN200给水管,且在旁边嘉华酒店引入一根DN200给水管形成两路供水。市政水压不低于0.20MPa,供水量可满足本工程要求。在本建筑周围设DN200环状给水管,每隔100m左右设一室外地上式消火栓,共设4套,以供火灾时消防车取用。室外给水管采用球墨给水铸铁管,柔性胶圈接口。
1.2,室内给水系统
(1)室内生活、消防给水系统分开设置。
(2)生活给水系统采用并联与串联相结合的给水方式,共分为七个压力分区。一区:(直供区):地下二层至半地下层,由市政管网直供。本区考虑生活水箱,消防水池、中餐厅厨房等用水。二区:首层至八层,由地下一层水泵房内的变频调速给水设备供给。本区考虑中餐包房、卡拉OK房、桑拿等用水。三区:九层至二十层,由设在二十四房避难房的中间水箱供给,九、十层支管减压。本区考虑办公用水。四区:二十一层至二十九层,由屋顶水箱经减少阀减压后供给本区考虑部分办公及部分客房用水。五区:三十层至三十八层,由屋顶水箱经减压阀减压后供给。本区考虑部分客房用水。六区:三十九层至四十六层,由屋顶水箱直接供给。本区考虑部分客房用水。七区:四十七至五十二层,由屋顶水箱经变频调速给水设备加压后供给。本区考虑部分客房及顶层餐厅用水。
(3)地下一层生活水箱有效容积225m3,二十四层避难层中间水箱有效容积30m3,屋顶生活水箱有效容积80m3。
(4)给水深度处理为改善水质,市政自来水进入地下室先经过石英砂压力过滤器处理后进入生活用水箱,以去除自来水中的杂质。
(5)消毒设备选择为防止生活用水二次污染,采用H2000-30型高效复合二氧化氯发生器一台,用于生活给水消毒。
(6)管材及阀门生活给水管采用铜管,阀门采用铜闸阀及铜截止阀。
2生活热水系统
热水系统的供应对象为各客房卫生间的洗浴热水、桑拿淋浴用水、办公部分及公共部分的卫生热水。为保证用水水压的稳定与平衡,热水系统的压力分区与冷水系统完全相同。为使每个压力分区的热水系统能自成系统地独立运行,水加热器按压力分区分组设置,在减压分区的水加热器前(冷水侧)设减压阀。所有压力分区的管网图式均为上行下给式机械全循环方式。水加热器的热媒采用蒸汽。
(1)耗热量计算
采用卫生器具和其热水用水量定额计算法计算。厨房用热水温度要求较高处,采用局部电加热。
同时使用系数取0.7,热水温度40°C,冷水计算温度10°C(地面水),浴缸1小时用水
量按300升计。
(2)管材及阀门
热水管采用铜管,阀门采用铜闸阀及铜截止阀。
(3)饮用水
酒店客房免费提供瓶装优质矿泉水,办公层提供桶装水。故本项目不做管道直饮水系统。
3消火栓给水系统
室外消防管网采用低压制,呈环状设置,共设四个地上式室外消火栓。室内消防系统共设8套地上式水泵接合器,其中接消火栓系统6套,接自动喷水系统2套。室内消火栓系统用水量40l/s,火灾延续时间3小时。室内消火栓给水管网成环状布置。竖向分为四个个区,每个区最低层消火栓口的静水压力不大于0.80MPa。消火栓口的出水压力大于0.50MPa时,采用减压稳压消火栓。Ⅰ区:地下二层~八层Ⅱ区:九层~二十四层Ⅲ区:二十五层~三十七层Ⅳ区:四十层~五十二层Ⅰ、Ⅱ区为低区,设一组消防泵供水;Ⅲ、Ⅳ区高区,另设一组消防泵供水。Ⅰ、Ⅱ区和Ⅲ、Ⅳ区之间分别设置减压阀减压。
在地下一层设置消防水池。消防水池有效容积532m3,分为两格。在52层屋顶设消防水箱,有效容积18m3。地下一层消防水泵房内设置消火栓加压泵,高低区消防主泵均为三台,两用一备。发生火灾时先启动一台消防泵,当供水压力不能满足要求时再启动第二台消防泵。在屋顶设备房设消防专用气压供水设备,以保证最高几层消防管网的压力。各层消火栓设置保证防护面积内任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达,充实水柱为13m。
4自动喷水灭火系统
本建筑的公共活动用房、走道、厨房、餐厅、客房、办公室、库房、地下车库以及面积大于5m2的卫生间等处均设置自动喷水灭火系统;自动喷水灭火系统按中危险等级设计,其中车库、厨房等按中危Ⅱ级,其它场所按中危Ⅰ级设计。中危Ⅰ级的设计流量为20.8l/s,中危Ⅱ级的设计流量为27.7l/s。自动喷水灭火系统竖向分为高、低两个区;高低区各设两台喷淋泵供水,水泵为一用一备。高区:二十四层~五十二层低区:地下二层~二十三层自动喷水灭火系统接屋顶消防水箱,在屋顶设备房设稳压装置,喷淋系统低区设消防水泵接合器。
5其他灭火系统
5.1,气体灭火系统
发电机房、锅炉房采用高压CO2气体灭火系统灭火,设计与施工应委托专业消防工程公司完成。
5.2,灭火器的配置
本建筑火灾危险等级除中餐厅厨房为严重危险级外,其它场所大部分为中危险级。主要火灾种类为A类火灾,厨房及地下车库为A、B类火灾,电气设备用房为带电类火灾。按《建筑灭
火器配置设计规范》GBJ140-90(1997年版)要求,在本建筑内的公共场所、走道、宴会厅、厨房、地下车库、机电设备用房等处均设置手提式干粉或二氧化碳灭火器,在地下车库增设推车型泡沫灭火器。
6排水系统
6.1,生活排水系统
市政排水系统采用雨、污分流制。故室外排水采用雨、污分流制。
(1)地下室污水无法自流排出室外,采用潜污泵抽升排出。
(2)消防电梯机坑设容积不小于2m3的集水井,排水泵的流量取大于10L/s。
(3)厨房及餐厅污水单独排至裙楼半地下层的污水处理间。
(4)主楼卫生间采用粪、污立管及专用通气管的三管制排水方式。并在每个客房卫生间设器具通气支管以改善排水条件,降低噪声。粪便污水经化粪池预处理后与生活污水一起排入市政污水管网。
(5)餐厅厨房含油污水必须进行预处理后,方能排入市政下水道。
关键词:住宅建筑给排水系统消防系统
1、工程概况
方北新村座落于石家庄市裕华路与体育大街的交叉口东南角,主要由3栋18层建筑、4栋26层建筑组成和两个地下车库组成(设备用房设在两侧,地下车库的二层),其中18层建筑为带地下室的纯住宅,26层建筑地上一、二层为商场,三层以上为住宅。建筑的地下二层为二等人员掩蔽所。整个设计内容包括给水系统、热力系统、排水系统、消防系统、自助喷淋系统和雨水系统。
2、给水消防系统
2.1生活给水系统
整个小区的给水管道均采用港塑复合管,管道井设在楼梯间内,水表后的管道埋地敷设在垫层内,管道为PP-R管,采用了变频设备的给水方式,即由水泵房内的搪瓷钢板水箱->变频给水设备->各建筑单体的用水点。整个小区给水竖向分为四个区,地下二层~地下一层由市政管网直接供水,1~8层为低区,9~17层为中区,18~26层为高区,分别由泵房内的变频调运设备供水。整个小区集中设一座水泵房。
2.2生活热水系统
热水管道系统和冷水管道系统分区设置,管材相同。低区热水由小区统一的换热站热水供应系统减压后供给,中区由小区换热站热水系统直接供给,高区由小区换热站高压系统直接供给。为了保持压力平衡,在低区回水管上设置管道泵。
2.3消防给水系统
消防给水系统包括室内消防系统、自助喷水灭火系统、室外消火栓系统。室外消防水源直接接自市政环状供水管网,室内消防水源取自消防水池。
消防房位于两侧地下车库的地下二层,在2#楼的屋顶集中设置消防水箱,储存10分钟的消防水量。
方北新村内的各建筑单体的消火栓系统通过室外埋地的环状消防管网共用消防给水泵,即各建筑单体从室外环网引两根消防管,并在建筑物的竖向成环(自动喷水灭火系统是多个建筑单体共用的位于泵房内的喷淋水泵,在多个单体内分别设置湿式报警阀和水流指示器)。
整个小区消火栓系统分为高低两个区,地下二层(一层)至13蹭为低区,14~26层为高区,高低区的消火栓用水分别接自室外消防水泵房内的高低区消火栓泵。火灾初期10分钟的水量由位于2#楼顶的消防水箱(V=18m3)供给,其余用水接自水泵房内的消防水池(400m3)。
整个小区各建筑单体分别在室外高低区消火栓管网上设置室外地下式水泵器1套,以满足消防供水的要求。
2.4自动喷水灭火系统
根据《自动喷水灭火系统设计规范》,地下车库及地上商业部分设置湿式自动喷水灭火系统,按照自喷用水最大的一座建筑确定,最大的用水量按中危险II级确定,喷水强度为8L/min.m2,作用面积为160m2,喷头工作压力为0.1MPa,火灾延续时间为1小时。
自动喷水灭火系统由贮水池,自动喷水泵、自动喷水管网、屋顶消防水箱(位于2#楼顶)组成。
自动喷水系统与消火栓系统共用消防水箱。
每个建筑单体分别设置湿式报警阀,每个防火分区分别设置水流指示器,在各单体建筑室外的喷淋管网上分别设置地下式水泵接合器1套。
3、排水系统
室内排水系统采用污废合流,地下层污水及消防电梯井内排水集水坑,再由潜污泵抛升至室外污水管网,每一个集水坑设两台潜污泵,互为泵用。地上部分的污水经管道收集于后,排至室外污水管网。地上一二层单独排出。
排水立管采用新型的特殊单立管内螺旋消音排水管道,取消了专用通气立管,节约了面积,减少了噪音。
屋面雨水采用外排水系统。
4、人防设计
1#、4#楼的地下二层为二等人员掩蔽所,战时每人用水量:饮用水3L/d,生活用水4l/d.贮水时间:饮用水15天,生活用水7天。在每个防护单元内分别设置生活用水箱和饮用水箱。生活用水采用气压给水装置供应。
防空地下室排水管道管材采用钢管,给水管道采用镀锌钢管。
5、设计总结
(1)、方北新村为一个典型的高层建筑的组团,应综合考虑整个小区的给水系统,消防给水系统。
(2)、整个小区采用一个集中的泵房,给水系统共设置三套变频给水系统,整个小区消防消防系统采用高、低区两套设备,共用一个消防水箱,设置在最高建筑的屋顶。不足之处为未能有效的利用市政压力,造成了能源的一定浪费,但因为户外的管道井狭小,如果充分利用市政压力,则住宅的用水需要分为四个区,管道井要相应加大,管材投资也要相应增加,所以综合造价比较,各个区均采用了变频调速恒压设备供水,并保证了各个区用户的稳定供水。
主要参考文献:
1、《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)
关键词:综合管沟覆土厚度建筑小区
0前言
小区给排水的设计既要与大市政给排水管衔接好,又要与建筑单体进户管衔接好,同时要处理好一期和二期工程的设计深度。可以参考的设计规范有《室外给水设计规范》、《室外排水设计规范》、《居住小区给水排水设计规范》、《城市工程管线综合规划规范》等,在设计中要准确运用规范,知道其适用条件。笔者完成了此次广州大学城中大教学区室外给排水工程的规划、初步设计、施工图设计一系列工作,对小区给排水的设计程序比较了解,现和广大读者交流一下小区给排水的设计经验,以期共同提高。
1工程概况
广州大学城西邻洛溪岛、北邻生物岛、东邻长州岛。与琶州岛举目相望,规划研究范围43.3km2。距广州中心约17km,距市桥约13km,距广州新城约17km。
2001年,广州市编制完成了《广州市城市总体发展战略规划》,规划确定东、南部为中心城区发展的主要方向。确定中心城空间布局的基本取向为:北优、南拓、西进、东联。
广州大学城是广州市南拓轴上的重要节点,是广州信息港的重要组成部分,是华南地区高级人才培养基地、科学研究和交流的中心,是以知识经济和信息技术为主导的新型技术产业基地之一,是学、研、产一体化发展的面向21世纪的信息化生态型城市新功能区。
广州大学城的设计共分为五个组团,中山大学属于第一组团,而中山大学的设计又分为教学区和生活区两个区。教学区室外给排水的设计主要是室外给排水管道和附件的设计,其中给水管线4条(两条生活、两条消防),排水管线2条。生活管线从大市政给水管网上引入,消防管线从图书管的小区消防加压泵房中引出,为保证供水安全性,给水管线均沿教学区环路环状布置。污水管网收集教学区污水后分散排入大市政污水管网,雨水经雨水管网就近排入教学区内水体。此次设计积极响应了广州大学城“一流的规划、一流的设计、一流的建设、一流的质量”的建设要求。
2管线综合
随着社会经济的发展及人民生活水平的提高,城市道路下的市政管线也日益复杂。为减少道路二次开挖现象,维持人们的正常日常生活,避免人力、物力的浪费,在专业管线设计前要宏观控制好市政管线。
国外及国内某些城市利用综合管沟来解决这一难题。这种做法对交通特别繁忙、不允许随时开挖及地下空间特别狭小路段尤其有利,但是综合管沟也有弊端:一次性投资大,各管线的主管单位不同而很难协调,管沟内部的通风、防火、排水等问题很难妥善处理且其断面尺寸也很难预测。鉴于以上问题及结合南方城市的特点,作者认为在一般道路下可不设管沟,而是通过合理安排管位、合理控制管线标高、性质类同管线做成小管沟等方法来解决这一问题。
2.1道路上管位布置
教学区内主环路宽16m,只有车行道和人行道,无快、慢车道之分,在道路两边为绿化带。根据《城市工程管线综合规划规范》(GB50289—98)(以下简称《规范》)规定,此道路只需在单侧配管,管位布置如图1所示。
图1中大教学区道路管位布置
由于雨、污水管管径较大且埋深较深,故将其布置于车行道下。给水管管径小、埋深浅且是压力管道,检修频率高,一般设于人行道下,因此在两边人行道上分别设置两条给水管且靠近道路中心线一侧。电力、电信管分设在两侧人行道远离道路中心线一侧。
2.2管线高程控制
合理安排好各管线平面位置后还应合理控制各管线高程。一般来说,从上至下管线顺序依次为电力管(沟)、电讯管(沟)、煤气管、给水管、热力管、雨水管、污水管。此次设计电力管(沟)一般深为1.2m左右,电讯管沟深为1.3m,将煤气管控制在1.4m左右,给水管覆土控制在1.0m左右,而将雨、污水管起点覆土控制在1.5m左右,在高程上使各管线基本相互错开。若管线在高程上相碰,则遵守“压力管让重力管、小管径让大管径、支管让干管”的原则。
2.3管线间距控制
《规范》规定,一般市政管线之间的最小垂直净距为0.15m,个别管线如电力管沟与其他管线最小垂直净距为0.50m,这在实际工程操作时很难做到。一般管线净距>0时即可施工,《上海市排水管道通用图》在排水管道之间净距大于零且小于管道基础厚度的情况下采用管道混凝土方包加固,因此在市政管线综合规划时,除电力管线同热力及燃气管交叉时最小垂直净距争取控制在0.5m外,其他管线综合规划时的管线最小垂直净距>0即可。此次设计中有部分管线很难避开则做成交叉井形式,将污水管线直接穿过交叉井,而雨水管线在井中断开(见图2)。
图2雨、污水管交叉井的做法
对于小管径压力管线与重力管线交叉无法避开时,可采用4个45°弯头绕开(见图3)。
图3压、重力管交叉时的做法
若该压力管为给水管且从重力管上方走行而覆土厚度不够时,可从排水管下方走,但给水管须做钢套管以免水质污染。
3管材选用
国内近几年对管道的质量要求越来越严,对管材及配件技术的发展相当重视,并投入大量的资金进行开发和研究工作。而管道本体材料对管内水质的二次污染影响很大,管材选择是技术经济比较的结果,对于水中碳酸钙(镁)的结垢,水中溶解性铁离子氧化对管道的腐蚀、结垢,以及一些生物性的堵塞等状态,往往是选择管材另一方面重要因素。而埋地管道长年累月承受输送液体内压、泥土及地面荷载的外压、高温变化引起的拉伸应力以及地基的不均匀沉降等产生的综合应力,还要承受水锤冲击力,因此管材首先应有足够强度。
目前在我国许多省市如大连、上海、广东、福建、湖北、湖南等地建设部门已通知禁止给排水管道采用镀锌管和排水铸铁管,推广使用UPVC硬聚氯乙烯给水管和UPVC塑料排水管。各种管材特性如下:
预应力钢筋砼管
此管的管径基本都在Φ300mm以上,大多数都用于大流量的排水工程中。特点是价格较其它材料的大口径管要低,而强度较高。在一般水质情况下不需防腐,但弯头、三通等配件的生产仍是空白。
聚乙烯管(PE)
PE管材以密度区分,有低密度聚乙烯管(LDPE)、中密度聚乙烯管(MPVC)、高密度聚乙烯管(HDPE)。
LDPE管材的柔性、伸长率、耐冲击性能较好,耐化学稳定性和抗高频绝缘性能良好,主要用于农田排灌。HDPE管具有较高的强度及刚度,MDPE管还具有良好的柔性和抗蠕变性能。
铝塑复合管(PAP)
铝塑复合管是通过挤出成型工艺而制造出的新型复合管材,它由聚乙烯层(或交联聚乙烯)——胶粘剂层——铝层——胶粘剂层—聚乙烯层(或交联聚乙烯)五层结构构成。其中铝层分搭接焊、对接焊成型工艺。
孔网钢带塑料复合管
它类同铝塑复合管,只是以多孔钢带焊接卷管替代薄铝带焊接卷管,它是以高密度聚乙烯为基体,以冲孔后的冷轧钢带焊接而成的网状钢管为增强体,经挤出成型连续复合而成,内外壁塑料通过金属骨架上的孔形成一体。这种管材具有三层结构,塑料与金属在管壁内相互包容,可避免塑料与金属骨架的分离与剥落。管道连接可采用套管件电熔焊连接,也可用胶圈管件快装连接,它具有钢管的机械强度,又具有塑料管的耐腐蚀性,可适用于DN≤200mm的配水管道及室内冷水主立管道上使用。
镀锌钢管衬塑复合管
镀锌钢管衬塑有两种方式,一种是内喷衬聚乙烯,另一种是热镀锌钢管内经特殊过盈级配合工艺,复合挤压聚乙烯、聚丙烯管,目前国内均有此两种方式的产品,前种衬涂层不易粘牢,不易衬匀,容易分层;后一种方式效果较好,而管件釆取内喷衬聚乙烯。
管材组装也有两种方式,一种是通常壁厚的热镀锌钢管及管件,内挤压聚乙烯管或喷衬聚乙烯层后,仍套丝连接,价格较贵;另一种是薄壁热镀锌钢管及管件,内经特殊过盈级配合工艺,复合挤压聚乙烯管或喷衬聚乙烯层,管材不套丝,采用快速接头工艺,管道装拆快捷,价格低廉,综合价格类同镀锌钢管,有良好的适用前景,但管外壁及管端面的防腐问题没有根本解决。
此次广州大学城建设指挥部要求大学城的设计以经济、适用为主,而教学区内埋地生活给水管管径较小,消防给水管承受水压较大,雨水管管径比较大。综合比较上述管材的特性后,室外给排水选用管材分别为:
生活给水管采用孔网钢带塑料复合管
消防给水管采用内涂塑热镀锌钢管
污水管采用高品质的HDPE管
雨水管当DN≤400时采用高品质的HDPE管,DN>400时采用承插式钢筋砼管
后经过专家组评审认为管材选用比较经济、合理,故作为施工用管材。
4HDPE管的施工
室外排水塑料管环刚度不应小于8KN/m2。HDPE排水管敷设应在回填土夯实后重新开挖进行,管沟底铺100mm厚中砂垫层(也可用石粉代替,下同),平整及夯实后才放管,管两侧应回填中砂至管面平,不得留有空隙,管面上回填土不允许夹杂尖硬物。当管道敷设在道路下且覆土厚≥0.5m,除两侧回填中砂外,管面还应先回填不少于100mm厚中砂,然后回填无尖硬物的原土,且分层夯实(每层不大于0.15m)。