浅议小高层住宅给排水设计【文献综述】 6页

'毕业设计文献综述建筑环境与设备工程浅议小高层住宅给排水设计前言建筑给排水是随着建筑业的发展而兴起的一门应用科学，在市场经济、知识经济的大潮中，建筑给排水不仅要完成其本身固有的基本功能，还要向人们提供舒适、卫生、安全的生活和生产环境。其中，人性化的服务、节水与开源、舒适与安全以及给排水的整合管理问题是目前人们普遍关注的热点问题，也代表者建筑给排水的发展趋势。特别是在市场经济的浪潮中，我们要在有限的面积里，在空间上力求土地使用效率的最大化。于是，这就要求我们选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水、排水方式，给我们给排水设计工作带来了新的挑战。正文1建筑给排水设计的发展历程我国建筑给排水自1949年建国以来，经历了三个发展阶段[1]：1.1房屋卫生技术设备阶段即初创阶段自1949年至1964《室内给水排水和热水供应设计规范》开始试行时为止。其主要标志是我国开始设置给水排水专业，房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程。第一代通过专业培养的建筑给排水专业技术人员走上工作岗位，开始形成自己的专业队伍。1.2室内给排水阶段即反思阶段自1964年至1986年《建筑给水排水设计规范》被审批通过时为止。其主要标志是通过工程实践，对以往机械搬用国外经验并造成失误进行了认真总结和反思，进而形成和确立有我国特色的建筑给排水技术体系。1.3建筑给排水阶段即发展阶段自1986年至今。1986年以来，随着建筑业的发展，建筑给排水专业迅速发展，已成为给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分。在发展阶段，专业队伍上已具备积累了一定经验并经过专业培训的设计、施工、安装管理人员；技术上积累了以前的实践经验、借鉴了国外的新技术，专业技术有了明显的突破和发展，其中消防给水系统在建筑给排水中的发展尤为突出；组织上成立了全国建筑给排水工程标准技术委员会和中国土木学会给排水学会建筑给水排水委员会。 近年来，学术活动踊跃，并加强了国际间的技术交流。2建筑给排水设计的基本思路2.1给水系统1）系统设计要为每幢住宅做一个独立的给水系统，采用：蓄水池→水泵→水箱→减压阀→用水点供水方式。此为高层住宅供水较节地、节能、又便于管理的方案。它既能满足市政基础设施滞后于住宅建设快速发展带来的弊端，避免对市政给水管网造成冲击；又能解决《高层民用建筑设计防火规范》中对消防前期贮水量的要求。各幢住宅楼合用蓄水池，水池设于地下车库。单栋设独立水泵，具有独立、灵活、便于管理及利于销售的优势。水箱供水的客观存在是解决高层建筑给水系统节能问题的有效途径之一。至于水质“二次污染”问题，除设计中应考虑合理确定水箱容积，合理布置水箱位置，为物业管理、水箱清洗、维护创造必要的条件外，建立良好的维护、管理制度是避免水箱水质“二次污染”问题的重要保障。2）给水系统的BA设计小区内每栋单体均设有水池、水箱、水泵，数量多。如用传统的管理方式务必造成人力、资源的浪费，给管理带来很多不便，一般设计中采用BA系统对各个水池、水箱、水泵的运行状态、故障状态等进行监视、控制。BA系统中的自动抄表系统解决了人工抄表带来的诸多不便，更好地为住户服务。给水系统的BA设计主要是通过液位、压力、流量等讯号对加压泵、水池、水箱运行状态进行监视、控制。具体控制方式如下：a.分户水表通过BA系统采用远传计量方式，按月集中计量、计费、打印收据通知单和报表，并为住户提供适时咨询。b.屋顶水箱溢流、超高报警，水位过低报警。c.生活加压泵运行状态监视及故障报警。d.地下水池、屋顶水箱定期开列清洗、保养清单。e.生活加压泵定期开列保养工作清单。2.2热水系统住宅楼热水由各自煤气热水器提供。公共建筑热水由集中热水供应系统提供。1）公共建筑加热设备的选择加热设备是热水供应系统的核心，由于热源充足故采用了半即热式汽水热交换器。它具有体积小、占地小、自控精确、浮动盘管、自动除垢、自动过冷、热水出水快、防止“军团菌”产生等优点。2）热水系统的BA设计热水系统的BA设计主要是通过压力、温度讯号实现对热交换器、热水循环泵的启停、故障、热水温度的监视控制，具体实施如下：a.热交换器出口温度显示及超温报警。b.热水循环泵运行状态监视及故障报警。c.热交换器定期开列保养工作清单。d.热水循环泵定期开列保养工作清单。 2.3分质供水系统实施管道分质供水，即一套管网输送自来水用于洗涤，绿化等居民杂用，另设一套管网将自来水深度处理后得到的优质饮用水输送到居民家中专供饮用。饮用水用水标准为5L/（人·天），则每天饮用净水量为11.2m3。分质供水系统流程图如下：自来水→调节水箱→优质饮用水设备→优质饮用水储水箱→变频恒压供水设备→用户→微电解杀菌器（管网水循环杀菌）→优质饮用水储水箱。2.4关于建筑灭火技术1）消火栓给水系统。建筑灭火设计已成为建筑给水排水的重要部分。在消火栓给水系统中更注重扑救初期火灾，系统中常采用稳压泵保持系统的常高压。增设小口径自救式水枪，提供给非消防专业人员使用，以便自救。在分区中可采用减压阀、多出口水泵、稳压阀，以保证消火栓的水压和出水量。为保证灭火设置能及时投入运行，加强了工作泵和备用泵的自动切换装置。2）自动喷水灭火技术。近年来我国确立了以消火栓给水系统为主逐步向自动喷水灭火系统为主过渡的原则。高层、超高层以及大规模工业建筑发展，加强了自动喷水灭火技术的应用。3）气体灭火。气体消防中的卤代烷灭火剂是破坏大气臭氧层的主要原因。我国在卤代烷灭火剂替代物方面做了大量工作，并获得一定进展，以FM200型为代表的卤代烷替代物已开始应用，为最终取消卤代烷灭火剂取得一定经验。目前，气体灭火剂和灭火系统日趋多样化，有FM200、CEA、INERGEN、Trioxide等等，此外还有将水喷雾运用到电气灭火，将泡沫喷水运用到汽车库灭火，扩大了自动喷水灭火系统的应用范围。3小高层建筑给排水设计注意事项3.1小高层建筑给水技术要求及措施静水压力是高层建筑给排水消防系统设计时需要重点考虑的因素，相对普通低层建筑而言，高层建筑给排水消防系统静水压力较大[2]，必然带来以下弊端：需要采用耐高压的管材、附件和配水器材，费用高；启闭龙头、阀门易产生水锤，不但会引起噪音，还可能损坏管道、附件，造成漏水；开启龙头水流喷溅，既浪费水量，又影响使用，同时由于配水龙头前压力过大，水流速度加快，出流量增大，水头损失增加，使设计工况与实际工况不符，不但会产生水流噪音，还将直接影响高层供水的安全可靠性[3]。 因此，为克服静水压力过大而产生的弊端，高层建筑给水系统应采取竖向分区供水，即在建筑的垂直方向按层分段，各段为一区，分别组成各自的给水系统。其基本形式有串联式、减压式、并列式和室外高、低压给水管网直接供水[4]。3.2小高层建筑排水管道布置与敷设管道布置与敷设直接由建筑的排水机制决定，目前排水机制一般有分流制或者合流制。具体选择采取合作排水机制需要考虑技术、经济以及环保三大因素。如果该建筑生产污水废水污染比较严重，则宜与雨水分流排放。排水管道布置主要有以下几点注意事项:排水路线应该最短化；避免穿过变形缝；方便日后的维修管理。排水管道的敷设需要注意以下两点：管道之间、管道与墙之间要有一定的间距，管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞；排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45°弯头或弯曲半径不小于4倍管径的90°弯头。此外，应注意设于吊顶内的排水管道的防漏、检修等措施，更应注意排水立管穿越上层为卫生间层，下层为有吊顶的其它功能房间的楼板处的防水问题[5]。3.3消防给水系统设置高层建筑由于高度大，室外给水管网水压不能满足高压部分消防给水系统的水压要求，因此必须加压。加压供水的方式有水泵——高位水箱、变频调速水泵或气压罐给水。《高规》第7.4.7条规定:“采用高压给水系统时，可不设高位消防水箱。当采用临时高压给水系统时，应设高位消防水箱”[6]，就临时高压给水系统而言，由于变频调速水泵和气压罐都不能满足火灾初期的消防贮水及其它诸多因素，因而通常采用水泵——高位水箱给水方式[7]。当天然水源作为消防水源不能满足消防用水量，市政给水管道、进水管不能满足消防用水量，市政给水管道为枝状或只有一根进水管时，应设消防处水池[8]。当水池总容积〉500M3，应分为2个，以用于检修；当消防栓处压力〉0.5MPa时，应在消防栓处设置减压装置[9]；分区给水的消防给水系统中，因各区消防管道自成系统，在消防车供水压力范围内的各区，应分别设置水泵接合器。在高层建筑消防给水系统中，消防系统地试验、检查，火灾初期消防泵的启动，等都会有可能出现超压现象。[10]这种现象会影响系统的正常供水，为了避免事故，必须避免。因此可以采用多台水泵并联运行，合理的确定分区范围和布置消防管道，设置安全阀或设水泵回流管泄压等措施[11]。4建筑给排水设计展望随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，以及水资源危机的日益严重。居住建筑给排水的设计中对节能的要求也越来越受到重视。4.1推广应用新型节水设备由于镀锌钢管容易生锈，会造成水质污染，长时间闲置后再使用时会有锈水放出导致浪费。同时接头处如果锈蚀也会漏水渗水。如果采用新型管材如铝塑复合管、钢塑复合管、不锈钢管、 铜管、PP-R管、PE管、PVC-U管等就能很好的解决此类浪费问题。在建筑排水系统中，高层排水选用螺旋消声管材可以有效的减少竖向排水时所产生的噪音问题。住宅楼室内排水水平转换管及转换后管道采用具有良好的抗振柔性连接的铸铁管道系统，与传统的塑、钢产品相比，具有坚固、耐用、耐高温、低噪音、抗腐蚀、防火等功能。在建筑室外排水系统中，能够采用聚乙烯塑钢缠绕排水管，与传统的排水排污管道如混凝土管、陶瓷管等在诸多方面有优势。其作为一种新型钢塑复合重力自流管道产品，由钢塑复合的异型带材经螺旋缠绕焊接制成，其内壁光滑平整，具有高强度。该种管材具有耐腐蚀、密封性好、质量轻、安装简便、寿命长、可再生利用等优点。其采用不锈钢箍连接与电热熔带连接两种连接方式，简单可靠，达到零泄漏[12]。4.2中水道技术的应用淡水资源危机是一个世界性的问题。节水便是缓解这一问题较现实的办法，而污水回用便是一条有效的节水途径。采用建筑中水系统，使污水处理后回用，有着双重意义，即可节水又能减少污染。因此，建筑中水系统成为建筑给排水的一个发展趋势[13]。作为居住建筑的中水水源可分为：A)不含厨厕排水，以雨水、洗浴水为主的优质杂排水；B)为含厨房排水的杂排水；C)杂排水与厕所排水。我国以A，B居多。居住建筑的中水可用作：冲洗厕所、消防用水、洗车用水、清扫及绿化用水。对于我国的居住建筑，中水的处理工艺一般以物化处理为主，其流程通常为：原水→格栅→调节池→混凝→过滤→消毒→中水。改善中水的处理工艺，尽量降低中水系统的造价和成本，防止中水对设备、管道的腐蚀和结垢等等问题为居住建筑的给排水设计提出了新的要求和课题。4.3二次供水设备选择传统建筑物给水系统多采用水泵－水箱供水方式，该种方式在用水低谷时往往远远偏离设计工况，而设备不能满足尽快调节用水高峰和低谷时水量迅速变化特点，并且其中水质很容易遭受污染。为了解决以上问题，变频调速设备应运而生，并且该种设备从上世纪90年代以来得到迅猛发展，其工作原理是采用变频器来改变电机的供电频率，使用过程中根据用水量的大小实现对水泵的无极调速和循环软启动[14]。该类设备能满足用水低谷时的高效率，近年来变频供水设备已经从最初的恒压变量供水发展到变压变量、变频气压供水等方式。该类系统不仅能实现随时可以根据用水量调整供水量，并且可以实现在用水低谷时或用水量不及单台水泵最大流量的1/5时应设置小流量泵进行自动切换，而当低谷用水量为断续的小流量时应设置适合于断续供水的压力供水装置。总结 高层建筑给排水设计对建筑功能的正常使用具有重要的意义，因此设计人员需要对其高度重视，在实际工作中不断积累设计经验，吸收先进的设计理念，积极探索，推动高层建筑给排水技术的不断发展。参考文献[1]吴军.我国建筑给排水发展趋势[J].建筑技术，2010，NO.9:143-144.[2]黄丽娜.刍议高层建筑给排水设计注意事项[J].科技创新导报，2010，NO.10:45-45.[3]王增长.建筑给水排水工程(第五版)[M].北京:中国建筑工业出版社，2005.8:58-61.[4]李亚锋，蒋白懿，姜湘山.高层建筑给水排水工程[M].北京:化学工业出版社，2004.[5]尹纲领.高层建筑给排水设计应注意的几个问题[J].山东建筑工程学院学报，1996，11(3):63-65.[6]张智.给排水工程专业毕业设计指南[M].北京:中国水利水电出版社，2001.[7]魏福森.高层建筑高位水箱设计研讨[J].重庆建筑大学学报，1998，20(5):1-4.[8]邢丽贞.市政管道施工技术[M].北京:化学工业出版社，2004.[9]刘亚坤.水力学[M].北京:中国水利水电出版社，2008.[10]王学谦，岳庚吉.建筑消防百问[M].北京中国建筑工业出版社，2001.[11]黄文艺.消防及安全防范设备安装工程知识问答[M].北京:机械工业出版社，2006，1.[12]付海强.建筑给排水节能环保措施探讨[A].“节能·减排·新能源”科技信息速递之节能与环保技术论坛.2010，1(229):1-2.[13]李省华.居住建筑给排水设计的回顾与展望[J].湖南大学学报，2000，4(2):94-96.[14]吴军.我国建筑给排水发展趋势[J].建筑技术，2010，NO.9:143-144.'