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室外給排水設計包含的方面很多,例如車棚的消防設備,居民區整體供水線路,屋頂、天臺、陽臺排水設置,檢查井設置,室外景觀噴水系統設計等等,其中與建筑物本身給水排水設計關系最大的應該是屋頂、天臺、陽臺的給排水設置。在降雨多或相對集中的地域,如果沒有合理設計陽臺、屋頂的雨水排放,雨水排放不夠及時很有可能會出現積水,與之配合的地漏設置不當不僅會導致屋頂滲水出現應力集中點而嚴重有損建筑強度,而且積水日久還容易滋生蚊蟲、蟑螂等害蟲,無益于環境的美觀和居民的健康。因此,在設計中,要對排水管道進行合理設計,并選擇新型管道器材防止傳統金屬器材因為腐蝕或重量原因造成的維修問題。另外,隨著空調設備的普及,冷卻器蒸發水和冷凝水的處理也成了一個問題,按照有關法規,應當采取間接排水方式,目前主要是排放到道路或綠化帶,但這并非長久之計,長久來看對道路或者綠化帶存在一定的影響,這方面的排水仍然需要一個合適的設計。此外針對景觀而言,目前部分新概念建筑本著綠色生態的理念,在建筑周圍及其內設計了很多植被、水景景觀,為保證合理循環、美觀實用,這部分給排水系統一般會將新水與部分循環水一起使用,同時在管材選擇和地漏設置上考慮防腐蝕、防漏、承重等性能。
2室內給排水設計常見問題
室內給排水設計作為主要部分,設計的方面很多,對人們生活的影響也最大。我們在實際生活中也經常會遇到與給排水設計相關的問題,例如下水道堵了、水壓不足、水管破裂引起漏水、衛生間管道上返異味、水表跑快了跑慢了、鄰居的噪音隨排水管傳播等等,都是給排水設計中需要解決的問題。(1)管道敷設的問題,居民居住單元內部的管道敷設不僅要考慮施工方便、維修便利與否的問題,還要考慮美觀實用、材質問題等;管道暴露在外施工和維修都比較方便,但影響美觀,同時容易受到外界溫度等的影響,對此的解決方法目前多采用的是在裝修時將管道用輕質材料隱藏起來的方式;管道設置在墻內管道井內解決了溫度和美觀的問題,但是在建筑面積一定的情況下回導致實際使用面積的減小,在施工和維修上的難度也會隨之加大。(2)水表和其他儀器表盤,主要的問題是設置地點。以前傳統的居民樓在建筑時對此考慮不多,一般直接將水表設置在住戶家中,在廚房或衛生間等用水集中的小單元,這也給工作人員查水表造成一定的不便;目前也有建筑在此設計上有所改進,比如采用水表集中于樓梯間或者與用電卡相同的預儲值型用水卡等方法,有效解決了管理不便的問題,同時也減少住戶偷水現象的發生,但是智能化設備較高的造價使得在施工成本上會有所增加,同時管道本身加長也會增加施工維修的難度、增加出現問題的概率以及中途管道水流失量,因此目前還沒有一個普適的設計,需要設計人員根據具體情況選擇最優化的設計方案。(3)針對給水排水系統造成的室內污染問題,主要是廢氣污染、噪音污染、水質二次污染等問題。廢氣污染一般采用地漏水封的方式隔絕管道內的有害氣體的方法,切忌偷工減料的情況發生;排水管噪音不僅包括管道內流水的聲音,還包括通過管道傳播的鄰里間的噪聲,這要求在設計中盡量采用新型降噪材料,同時將排水管設置在廚房等遠離臥室的地方;同樣,水質的二次污染問題也與建筑材料有關,同時減少儲水水箱的體積,防止因為循環不充分或者循環時間過長造成污染的情況發生。總之,室內給水排水設計作為給排水系統的主要部分,由于建筑的特點,需要綜合考慮施工難度、維修難度、室內美觀、材料、造價、安全實用等因素,從而設計一個最優方案。
3消防系統給排水設計常見問題
消防系統作為給排水系統設計必要的一個部分,一直以來容易被設計人員所忽視。對于給排水系統而言,消防系統可能出現的設計問題包括消火栓的布置、消防給水管網的設計以及涉及到住戶小單元的自噴系統的設計問題等。與住戶室內給排水系統不同,消火栓、消防給水管網本身在設計上必須強調實用性,因此在設計時必須結合建筑高度等信息經過正確的計算確定,嚴格按照《GB50016-2006建筑設計防火規范》的相關規定,消火栓的水槍充實水柱應通過水力計算確定,且建筑高度不超過100m的高層建筑不應小于10m,建筑高度超過100m的高層建筑不應小于13m,確定水槍充實水柱長度、保護半徑等值,同時需要經過嚴格的壓力試驗確保在設計壓力下能夠順利工作,并確保無泄漏。作為保護生命財產安全的設備,在設計中務必謹慎,不可馬虎。自噴系統本身是在單個住戶單元內的消防設備,同時與煙霧或溫度等傳感器、警鈴等相連接,又與天花板吊頂等設備直接相關,在設計中需要與其他布置聯合考慮,同時要保證一定的靈敏度和可操作性,當然,與其他消防設備相同,自噴系統的設計也需要滿足消防需要,保證其噴水滅火效果。
4結語
針對不同功能的建筑可采用不同的節水對策和技術:在住宅和辦公樓中應改進馬桶的沖洗方式,減少沖洗水量;在賓館、飯店中,應考慮沐浴污水的處理及回用。
1減少馬桶沖洗水量
目前,我國普遍采用沖水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根據建設部的規定,全部使用沖水量≤9L的馬桶,則住宅可節水4%,賓館、飯店可節水3%,辦公樓可節水11%。目前美國及歐洲已經普遍使用6L的馬桶,假如到2001年我國實現全部馬桶采用6L沖洗水,則住宅可節水14%,賓館、飯店可節水4%,辦公樓可節水27%。
2廚房、沐浴、盥洗的節水
廚房的洗滌盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龍頭若采用充氣水嘴,可節水且不減小水柱的直徑。
3真空節水技術
為了保證衛生潔具及下水道的沖洗效果,可將真空技術運用于排水工程,用空氣代替大部分水,依靠真空負壓產生的高速氣水混合物,快速將潔具內的污水、污物沖吸干凈,達到節約用水、排走污濁空氣的效果。一套完整的真空排水系統包括:帶真空閥和特制吸水裝置的潔具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制設備及管道等。真空泵在排水管道內產生40~50kPa的負壓,將污水抽吸到收集容器內,再由污水泵將收集的污水排到市政下水道。在各類建筑中采用真空技術,平均節水超過40%。若在辦公樓中使用,節水率可超過70%。
4中水處理
在公寓、住宅和賓館中,排放大量的沐浴及盥洗水,應考慮將其經適當處理后供生活雜用及補充冷卻水,主要包括廁所沖洗、園林灌溉和道路保潔等。
推薦的中水處理工藝為:
原水機械格柵毛發過濾器調節池混凝過濾活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋頂水箱專用水管系統(水表)用水點]
在沐浴用水占總用水量50%以上的賓館、公寓、高級住宅等建筑中,可考慮采用中水處理系統,以滿足沖洗廁所、綠化灌溉及補充部分冷卻循環水的水量要求,可節約至少30%的生活用水量。
(劉瑾韓彥彬供稿)
廢水集中處理利于節能降耗
1小型廢水處理站存在的問題
①調查了3座小型廢水處理站,設計處理能力均為500m3/d,但正常運行的實際有機負荷只有設計能力的20%~30%,全年水力滿負荷運行的時間只有1/4,并且都沒有安裝變頻調節裝置,“大馬拉小車”現象普遍存在。
②小型廢水處理站都與生產同步,而正常生產企業每周有兩天休息,因此每次開車時都有4~6h甚至更長時間不能正常運行(生物細菌的活性恢復過程),造成能源的浪費。
③廢水處理效果都比較好,其出水經深度處理后其指標均可達到生活雜用水標準,但多數得不到回用,造成水資源的浪費。
④地下管道的滲漏引起環境污染。
⑤個別企業為追求經濟效益,有偷排廢水現象,引起環境污染。
2針對小型廢水處理站的節能對策
①在進行廢水處理工藝設計之前應充分收集有關生產廢水的第一手資料,保證設計能力與實際運行負荷相適應,并考慮計算機控制系統在廢水處理中的應用。
②合并小型廢水處理站,使廢水集中處理,有利于減少重復投資,避免社會資源的浪費。
③環境保護部門在對企業進行達標排放管理的同時,應設專門機構對企業提供技術咨詢,使處理后的水能夠得到充分利用,在減少環境污染的同時提高經濟效益。
3廢水集中處理的經濟效益及環境效益
①大量節省建設投資。3座污水處理站的投資總額為300多萬元,如果合并處理投資額約為150萬元,可節省一半投資。
②節省勞動力。每座污水處理站至少有5人,合并處理后最多只需10人,這有利于提高社會效益,促進社會勞動力的合理分配。
③節能效果顯著。可充分利用變頻調節裝置及計算機控制系統使能源得到充分利用,至少可節能50%以上。
④促進處理后水的回用。全年可減少廢水排放量30×104m3,同時可節水30×104m3,CODCr排放量減少15t,從而實現經濟效益和環境效益雙豐收。
環境保護部門在對企業實施監督管理的同時,希望能對廢水處理設施的建設實現宏觀調控并給予技術指導,以避免重復投資,在減少社會資源浪費的同時提高經濟效益和社會效益。
(江蘇省南通新西爾克針織服裝有限公司吳瓊供稿)
取消清水池的總排水管
清水池的排水管有泄空管、溢水管、盲溝排水管和匯集排除上述三條管道中水的總排水管。某水廠有2個容量為5000m3的清水池,施工時根據現場實際情況取消了總排水管,至今已正常使用4年多。原設計總排水管(DN1000)出口在750m以外的莫引渠,建設資金約40多萬元,清水池和各窨井均座落于承載力較大、滲水性良好的卵石層地基上。
1取消總排水管的可行性
①因池壁施工質量合格,很少有滲漏水,就是有少量滲漏水,也可經盲溝排水管、出口窨井底等滲水性良好的卵石層滲入地下。
②清水池運行正常時一般不會發生溢水,即使發生也是短暫的。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,每次排水量也僅有200m3,排水時可以臨時用潛水泵從出口窨井中把水抽到地面澆灌林帶綠地。
④盲溝排水管和泄空管排出水的濁度和細菌學指標可能超標,但水從窨井底下滲,經幾十米厚的卵石層過濾后不會污染地下水。
2采取的相應措施
①盲溝排水管、溢水管、泄空管的出口窨井分別設置且不相互連通,井底不鋪混凝土或水泥砂漿,采用天然卵石以便于水下滲。
②溢水管、出口窨井蓋用有一定強度經防腐處理的木板、竹板等輕質材料制做,以便溢水時漂起。窨井旁可設地面明渠,以利地面排水。
③安裝2套清水池水位儀,并設定上限水位報警,當1套失靈時可由另一套報警。亦可采用自動控制系統來控制清水池上限水位,即當水位達到設定的上限值時,一級泵站部分水泵機組自動停機,減少向清水池的送水量。
(新疆石河子市自來水公司趙偉供稿)
克拉瑪依水廠冬季超越供水的實踐
克拉瑪依的工業和城鎮生活用水主要來自地表水,夏季水廠直接從渠道取水,冬季則從水庫取水,目前4座水廠總的凈化水能力為23×104m3/d。
據調查,冬季水庫表面冰封后,冰下原水水質已優于水廠凈化水。經分析除細菌、大腸菌群超標外,其他指標均達到了生活飲用水的標準。
由于水庫表面結冰后,水庫出水由管道輸送,刮風降塵對冰下原水不會造成污染,因此這時可以考慮采取超越水廠,殺菌后直接供給用戶。
1985年冬季,該市進行了多次、短時間超越水廠供水的試運行,經取樣分析水質完全達標,試驗獲得成功。1986年克拉瑪依開始了冬季(11月下旬至次年3月下旬)水庫表面冰封后庫存水不經水廠凈化、殺菌后直接供給用戶的實踐。
1987年,新疆克拉瑪依市衛生防疫站對該地區生活飲用水的水質進行了為期一年的調查分析,并向政府提交了正式調查評價報告。報告中用水點水質合格率為100%,認為克拉瑪依地區供水水質全面達標。
新疆石油管理局供水水質檢測中心對1992年—1993年超越水的主要供水點——白堿灘調節水庫的水質進行了檢測分析。
結果表明,水庫表面結冰后,特別是1月—3月,冰下水溫很低,細菌、大腸菌群大量死亡,水庫原水全面達到了生活飲用水標準;而11月上、中旬水庫表面冰層未形成,受刮風和降塵影響,造成濁度超標;11月—12月,水庫水溫>0℃,細菌和大腸菌群超標。在11月上、中旬水庫要經水廠凈化、殺菌后才能供給用戶;11月下旬水庫表面冰封后,庫存原水超越水廠、殺菌后供給用戶,均可全面達標。
新疆石油局供水水質檢測中心每年都對各水庫原水、水廠凈化水、地下水進行多次取樣檢驗,多年監測超越水水質表明,其全面符合國標GB5749—85的生活飲用水衛生標準。新疆克拉瑪依地處北溫帶,寒冷冬季長達4~5個月,利用冬季水庫表面冰封后,水廠不運行,庫存冰下原水經殺菌密閉輸送至用戶,經過10多年的實踐證明是成功的,同時也帶來了可觀的經濟效益。
①據統計,從1986年—2000年,水廠供超越水共1.1×108m3,以1m3水節約成本0.39元計,共節約成本4300萬元。
②使水廠在冬季有充足的維護時間,第一凈化水廠自1978年建成投產以來已運行22年,從未進行過大修,運行狀況良好,節約維修費用。
1.1合理限定配水點的水壓
由于超壓出流造成的“隱形”水量浪費并未引起人們的足夠重視。因此在我國現行的《建筑給排水設計規范》中雖對給水配件和入戶支管的最大壓力做出了一定的限制規定,但這只是從防止給水承壓過高會導致損壞的角度考慮的,并未從防止超壓出流角度考慮。因此壓力要求過于寬松,對限制超壓出流基本沒有作用。所以應根據建筑給水系統超壓出流實際情況,對給水系統的壓力作出合理限定。
1.2采取減壓措施
在給水系統中合理配置減壓裝置是將水壓控制在限值要求內,減少限壓出流技術保障。
1.2.1減壓閥。減壓閥是一種很好的減壓裝置。可分為比例式和直接動作型。前者是根據面積的比值來確定減壓的比例,后者可以根據事先設定的壓力減壓,當用水端停止用水時,也可以控制住被減壓的管內水壓不升高,既能實現動減壓也能實現靜減壓。
1.2.2減壓孔板和節流塞。減壓孔板相對于減壓閥來說,系統比較簡單,投資較少,管理方便。一些單位的實踐表明,節水效果相當明顯。節流塞的作用及優缺點與減壓板基本相同,適用于在小管徑及配件中安裝使用。
1.2.3采用節水龍頭。有實驗表明,陶瓷閥節水龍頭和普通鑄鐵水龍頭在全開狀態下。前者的出流量小于后者的出流量,即在同一壓力下,節水龍頭具有良好的節水效果,節水量在20%~30%之間,靜壓越高普通水龍頭出水量越大的地方,節水龍頭的節水量也越大。因此應在建筑中(尤其在水壓超標的配水點)安裝使用節水水龍頭可以減少水量浪費。
2減少熱水系統的無效冷水量
隨著人們生活水平的提高和建筑功能的完善,建筑熱水供應已逐漸成為建筑供水不可缺少的組成部分。據調查各種熱水供應系統。大多存在著嚴重的水量浪費現象,比如:我們家在開啟熱水配置裝置后,也就是浪費的水量,無效冷水的產生原因是多方面的,應想辦法從建筑熱水系統的各個環節抓起,減少無效冷水的排放。也可以有意識的將這部分收集起來用于廁所的沖洗。
2.1選用支管或立管循環方式
熱水系統的循環方式直接決定了無效冷水是否存在及冷水量的相對大小,目前我國現行的《建筑給排水設計規范》中提出了三種熱水循環方式:干管循環—立管循環—支管循環。同時允許熱水供應系統較小使用要求不高的定時供應系統。有調查表明支管循環方式最節水,立管循環方式的節水量雖比支管循環少,但投資回收期較短,具有明顯的經濟優勢。而干管循環方式無論從節水角度還是從工程成本回收的角度看均無優勢。無循環系統會產生大量的無效冷水量,不符合節水要求,同時也給人們的使用帶來不便。綜合上述分析并結合我國國情新建建筑熱水系統不應在采取干管循環和無循環方式,而應根據建筑物的具體情況選用支管循環或立管循環。
2.2對現有的無循環熱水供應系統進行限期改造
目前,我國絕大部分公共浴室采用的是無循環定時熱水供應系統,每天洗澡前要排出大量的無效冷水。由于無循環系統管線較簡單,故改造工程投資少,收效快,較易實施。
2.3減少調溫造成的水量浪費
為了減少調溫造成的水量浪費,公共浴室應采用單管熱水系統,溫控裝置是控制其水溫度關鍵部件。在生活中我們可以發現現有溫控裝置是不夠靈敏的,洗浴水忽冷忽熱。因此應積極開發性能穩定-靈敏度單管水溫控制設備。目前,我國建筑雙管熱水系統冷熱水的混合方式大多采用混合龍頭式和雙閥門調節式,每次開啟配水裝置時,為獲得適宜溫度的水都需要反復調節,因此應逐步采用帶恒溫裝置的冷熱水混合龍頭快速得到符合溫度要求的熱水,減少由于調溫時間過長造成的水量浪費。
3防止二次造成的水量浪費
二次污染事故的發生,使得建筑給水系統不能正常工作,造成用戶用水困難,同時受到污染的水將會被排出。對供水系統的清洗處理也需耗費大量的自來水,因此防止建筑給水系統二次污染,對節約用水有著十分重要的意義。
3.1在高層建筑給水中采用變頻調速泵供水
水池—水泵—高位水箱加壓供水方式是目前高層建筑中使用廣泛的供水方式。
3.2新建建筑的生活用水與消防水池分開設置
4建筑給排水中水系統設計
4.1系統選擇
中水處理及回用需按市政條件分三種情況考慮:
4.1.1有市政中水管網,有市政排水管網:小區內排水采用污廢合流(雨水系統單獨考慮),排水經化糞池簡單處理后排入市政污水管網。中水系統水源為市政中水。
4.1.2無市政中水管網,有市政排水管網:小區內排水采用污廢分流。污水經化糞池處理后排入市政污水管網,廢水經小區廢水管網收集至小區中水處理站,處理達到回用。中水系統原水為小區回收的雜排水。
4.1.3無市政管網,小區內排水采用污廢合流。排水經化糞池處理后經小區污水管網收集至小區污水處理站,處理達到回用標準后回用。中水系統原水為小區內回收的排水.
4.2中水回用范圍
合理設計中水回用系統,需要根據小區內用水情況,結合中水供應量,合理確定中水的回用范圍。
4.3水量平衡
因原水和中水用水每小時都不是均勻的,而處理設備需在均勻水量符合的條件下運行,水量平衡措施就成了控制資源和能源浪費的關鍵。
4.3.1儲存調節:原水調節池應按中水原水量及處理量的逐時變化曲線求得,中水池-存池應按處理量及中水用水量的逐時變化曲線求算。原水變化曲線及中水用水曲線可根據排水建筑的性質-使用情況參照同地區類似建筑的資料擬定。
4.3.2運行調節:利用信號控制處理設備自動運行,并合理調整運行班次,可有效的調節水量平衡。
4.4處理工藝
由于中水原水多采用優質雜排水,含有較低的有機污染濃度,宜采用以生物接觸氧化法為主的快速一段生物處理工藝:原水——格柵——調節池——生物接觸氧化——沉淀——過濾——消毒——中水。
結束語:節水最關鍵的不是建筑節水技術,而是人們的節水意識,人們的用水習慣。據調查,目前這種觀念尚未真正有效樹立,所以倡導人們將淡水資源當作一種珍惜資源節制使用,呼吁全民節水勢在必行。只要采取一項措施或幾項措施兼用,其節水效果都將是顯著的。堅持開發與節約并舉,不節約放在首位。在遵循生態規律、經濟規律、社會發展規律等的前提下,在水資源、水環境承載能力范圍內,在完善的法律體系框架內,以政府為主導綜合運用行政、法律、管理、經濟、宣傳教育及科技的手段和措施,統一管理,科學配置,不僅能取得顯著的經濟效益,而且能在一定程度上緩解城市用水供需矛盾,解決高峰期缺水問題。還能減少污水排放量,保護環境,取得較好的社會效益和環境效益,建立節水型的社會。