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【论文摘要】:文章重点讨论了经济房建设过程中给排水工程的技术问题,具体分析给水工程与排水系统的设计。对并现阶段人们越来越关心的节水技术进行了简单的分析研讨。
1.给水工程设计
1.1给水工程的注意事项:
(1)给水供应系统没有固定的形式,设计时应根据用户的要求,结合室外给水系统的实际情况经技术经济比较或采用综合评判法确定供水方式。
(2)高层住宅内为解决上部供水不足增设了增压设备,目前常采用调节水箱和变频供水设备加压供水,加压设备为全自动系统以减少运行管理费用。
(3)住宅内生活用热水多采用电浴热水器、太阳能热水器及锅炉集中供热等方式供给。电加热系统和太阳能热水器供应系统在住宅设计中较多采用,所以在设计时仅在给水管上预留安装热水供应设施的接口,或每户设计独立的热水管道系统由住房自行解决热源[1]。
1.2给水设计的关键因素:
(1)适当增设单体建筑户外控制阀门:传统的住宅给水设计是在每一根立管的底层出地面处设切断阀门,而经济房户外小区内则是一个建筑楼群组共用一个地下控制阀门。
(2)适当增设单体建筑户体控制阀门:立管底部的给水阀门不可少,其目的主要是为了当底层住户发现下水管堵塞引起地面冒水时,可以及时关闭给水总阀,减少排污量。
(3)注意室外阀门的安装型式:室外安装的阀门大部分都是口径为Dg75以上的截止阀或闸板问或蝶阀,一般均是法兰安装,而且有国家标准图。需要注意的一个问题是,这些装于地下的阀门一旦损坏时如何更换。
(4)给水管道压力超过0.3~0.4MPa且管径≤20mm及管路较长时,管道会产生啸叫和振动,这主要由高速水流动力与管道系统产生共振所致。综合防治措施有适当加大管径、采用曲挠橡胶接头、支架与管道接触处加橡胶垫以及加装减压阀等。但注意减压阀本身也有噪音,要经反复调试,使噪音减至最小[2]。
2.排水系统的设计
2.1排水工程的注意事项:
(1)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。
(2)底层卫生器具的排水管道不接到排水立管上为好,应单独排出。对满足不了上述要求的排水支管,应以单独的排出管排到室外检查井。
(3)住宅设计中不仅设计雨水系统,同时还设计室调冷凝水管收集每户安设空调板上的冷凝水,这样不仅使建筑物外墙美观,而且避免了空调冷凝水随意流放,影响楼下行人。
(4)地漏是排水管道系统中一个重要附件,功能是排除地面积水,设置在经常有水溅落的卫生器具附近地面(如浴盆、洗脸盆、小便盆、小便器、洗涤盆等)、地面有水需要排除的场所(如淋浴间、水泵房)或地面需要清洗的场所,住宅可用作洗衣机排水口,设计选用高水封防臭地漏[3]。
2.2排水工程的关键因素:
(1)地漏与存水弯的配合:规范上没有规定排水地漏一定要设存水弯,但这确实能影响用户的使用。全国通用给水排水标准图集上将带水封的圆形钟罩式地漏分为了甲、乙、丙、丁四种,虽然标准图上对存水部分的高度都作了具体规定,但都有一个存水量小,水封易因水的蒸发而被破坏的毛病。且往往制造和安装时还达不到设计的要求。
(2)室内排水管最小管径:一般讲,污水池、小便器(槽)等器具的排出管最小管径为DN32~50,而含有粪便污水的最小管径为DN100。通过观察后认为这各种规定只适用于楼面排水,而不适用于地面排水。原因如下:DN32-50的管径较小,容易堵塞,且不易疏通(疏通器在其内不易拐弯)。
(3)对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。对住宅建筑底层设架空层、商场或商铺的情况,上部排水立管必须在底层进行转换,以不影响底层的使用功能。
(4)排水管道噪音问题。排水管的水流呈不充盈和重力流状态,噪音难免,且受管道材质影响。试验资料表明,DN100管道流量为2.7L/s时铸铁管噪音值为46.5dB,PVC-U管噪音值为58dB,故在要求安静的高档房间内(睡房除外),宜选用柔性连接铸铁管。新产品芯层发泡隔音PSP管,隔音效果好,价格略贵,也可选用。
3.节水技术
针对不同功能的建筑可采用不同的节水对策和技术:在经济房建设中,应改进马桶的冲洗方式,减少冲洗水量,加强水的循环利用。
(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%[4]。
(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%[5]。
(4)在住宅中,由于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]。
4.结束语
经济住宅建筑的给排水管道系统看似简单,但确与我们的生活息息相关,关系到了人民的生命安全、身心健康,应引起设计人员高度重视。要正确的选择系统的形式、节水且噪音低的卫生设备、合适的管材及附件,以满足人们对居室内环境的要求。
在新世纪,建筑给排水将担负新的历史重任,面临新的挑战。建筑给排水将更突出以人为本的原则,并将重点调整到民用建筑与工业建筑并重,公共建筑与居住建筑并重,冷水供应与热水供应并重,供水的水量、水压与水质并重等方向上来,走上全面、均衡、务实、安全的发展之路。
参考文献
[1]盛培基.给排水工程设计中的节能问题应引起重视[J].江西能源,2007,(3).
[2]刘中平.住宅给排水设计中几个问题的探讨[J].山西建筑,2007,(27).
建筑的给水设备包括饮水设备、供水设备以及相应的输水管线、阀门、水表等零部件组成。若要确保给水工程质量过关,运作稳定、可靠,并延长设备的使用寿命,则必须保证各设备安装质量过关。为此,在施工过程中需严格按照一定的安装要求进行。首先,对于所安装使用的全部设备需在使用前进行质量核查,确保通过正规渠道购置质量合格的设备。其次,施工前需对零部件进行数量及性能检测,避免出现零件损坏、生锈、腐蚀等现象,对于需转动的部分,应检测其灵活性,不应出现转动阻滞、声音异常等现象。在施工前进行工程设计时,对于不同型号的水泵应进行位置规划,并在泵房中依据一定顺序依次排放,不同机组间的联络管线应尽量最短,并避免过多的管线弯曲,从而为后期的设备检测、维修提供便利。引放管与其他管道之间不应距离过近,且应与排污管彼此平行,引放管与其他管道之间外壁间距应大于1.0m。
2给水系统施工注意事项
在给水系统施工过程中,部分环节在施工过程中容易被忽视,从而给实际使用过程造成隐患。(1)在给水工程主要环节施工结束后,部分施工方为了缩短工期而忽略了给水试压的环节,而是直接进行了设施隐蔽。因此便无法确保给水设备承压能力,造成了后期的渗漏隐患。(2)进行室外的给水系统施工时,必须采取必要的保温及遮光措施,对于管道沉降的区域,还应采取补偿措施。只有这样,才能确保给水设备在室外长期运行而不发生冻裂、渗漏,且在设备发生较大沉降时,管道接口处不会发生裂口现象。(3)对于生活用水的给水设备,应严格选取环保、优质的组成构件,防止给水出现污染,给人们的身体健康造成伤害。(4)阀门、水表的安装位置应进行合理选择,并符合行业要求,优先选择避免曝晒、不易受到污染,且易于后期读值、检修的位置。
3排水系统的设备安装要点
在进行排水系统的设备安装时,首先,排水用的输水管应安置伸缩节,伸缩节的间距依据不同的施工状况而有所区别,若工程设计中未作出特别说明,则间距应控制在4m以内。其次,排水管线敷设完成后,需进行设备的通球试验以确保管线排水畅通,试验时,小球直径应大于管道的2/3。第三,对于排放污水的排水管道,其管道坡度应按照相关要求设定。此外,排水管道通气口应避开建筑风道,安装过程严格遵守施工设计规范。
4排水系统施工注意事项
(1)进行合理的地漏安装,地漏的安装位置应符合设计要求,过高或过低均会影响其功能的发挥,通常情况下,地漏应安置在距地面5-10cm处,其水封深度需大于5cm,方能确保排水系统的臭气不会反冒至地表。此外,地漏安装位置的选取也应符合一定条件,安装点地面应具有一定坡度,坡向地漏。(2)在进行室内排水设计时,坐便器下水口位置的选择应尽量具有较为广泛的适用性,从而可以适于多种坐便器的安装使用。特别是进行家居卫生间排水设计时,坐便器排水口与墙面之间应保持适当的距离,以防影响坐便器安装,同时,设计时还应考虑淋浴设备空间,控制是不同设备排水之间保持一定间距。(3)不应将雨水排水管道与生活用水排水管道混用。这是因为部分地区每到春夏季节时,雨季出现,降水显著增多,特别是遭遇连续暴雨天气时,雨水的排水要求远远高于生活用水排水管道的排放能力,从而会出现排水不畅,大量污水外溢等现象,严重影响人们的正常生产、生活。因此,建筑给排水工程应设有专门的雨水排水管道,保障排水通畅。
5结语
一、课程建设与相关课程紧密结合
《建筑给水排水工程》是一门综合性很强的专业课程,课程内容与水力学、建筑概论、给排水工程CAD制图、工程制图、泵与泵站等多门学科知识紧密结合。以上课程主要用于建筑内部给排水计算、圆管流体计算、给水当量及给排水工程施工设计等内容联系,是本课程的专业基础课,为建筑给排水工程的理论和设计原理奠定基础。建筑给排水课程中泵的选型、设备的选择、管线的绘制以及管道的敷设等均与基础课息息相关。除此之外,还应参考注册设备、公用设备工程师的考试大纲等内容,为今后考取设计行业的执业证书打下基础。另外,在建筑给排水工程教学中宜补充或开设有关防排烟、供热、通风、空调、供电和燃气等设备系统的基本知识,以利于设备专业各管线的相互配合及设计。
二、理论与实践相结合
教材多以理论为主,讲述的大多为原理,与实际工程相差太远,因此,在实际教学过程中,多引用一些工程实例,对提高学生的学习兴趣以及教学效果有着很大的帮助。同时也是对教材原理知识的拓展,方便学生记忆和掌握。实践教学环节中,通过构建“社会实践、大学生科研训练、课程调研”等课外实践教学体系。有针对性地走出教室,参观学习水泵房、高层建筑给排水系统、水箱间等建(构)筑物,对整个供排水系统的运行与管理有着全局的认识,并通过运行过程中存在的问题,指引学生发现问题,找出问题,锻炼学生的综合分析以及解决问题的能力,使学生初步掌握以工程实践为出发点,解决问题的方法,从而促进教学效果的提高。多媒体技术的发展使课程教学手段得到很大的改变。在教学中,利用现代化的教学方法可以使理论和实际很好地结合。借助多媒体教室播放照片、录像、动画等,缩短学生的实践认知过程,从而更加有效地加深学生对于课本知识的思考和理解。收集工程实例并精心穿插到各教学章节中,将一些典型工程作为课外作业留给学生,调动学生的积极性,激发其对课程的学习兴趣和参与意识。
三、教学内容与现行规范有机结合
随着社会和技术的进步,新技术以及新设备不断涌现。人民对供水的水量和水质要求也正不断提高,对建筑物的供水安全性以及消防的要求也不断提高。这一切都为建筑给排水工程的设计提过了许多新的要求。例如重新划分了各建筑物的消防用水量,将消防水力计算等内容重新编写了《消火给水及消火栓系统技术规程(GB50974-2014)》,对消防规范的理解更为简洁明了,删除了一些我国目前建设不适用的或与当前发展不协调的有关内容。目前国家规范出来之后,相应的教材很难紧随规范的步伐,及时更新新内容,这要求教师在教学过程中,及时补充新规范中的相关重要内容,使课堂教学与现行规范相统一。在具体教学过程中,可以将新规范的电子版拷贝给学生,并在学校的网络教学平台上,供学生下载预习,另外提供一些典型的网站,供学生下载资料和工程图纸。例如,中国水星、筑龙网、土木工程在线、中国水网、中国给水排水网等。
四、加强实践课程的教学环节
课程设计作为本课程的一个实践性教学环节,对于提高学生实践能力、创新能力以及科学素养具有课堂理论教学不可替代的作用。因此,这要求教师必须严格选题,即充分考虑到设计时间、工程量以及知识的掌握情况等因素,又要统筹课程的知识体系,使学生在有限的时间内既能完成任务又能梳理整个知识体系。通常课程设计时间为一周,一般选择多层的民用建筑(如住宅或学生宿舍)为设计任务。在整个设计工作中,主要培养和锻炼学生查阅资料、掌握规范、方案布置、图纸绘制、水力计算等方面的能力,让学生把理论知识应用到实践过程中去,实现知识的转化。另外在课程设计中,可以鼓励学生在现行规范的要求下,提供多种方案布局以及技术分析,选择最优方案进行设计。在不断提高教学质量的基础上,注重培养学生的自学能力、实践能力和创新能力,培养出适应社会发展的专业人才。
作者:王健康 杨广 汤骅 孙志华 王亚茹 单位:石河子大学水利建筑工程学院 石河子博力工程管理有限公司
参考文献:
[1]李伟英,高乃云,李树平.《建筑给水排水工程》课程教学改革与研究[J].给水排水,2007
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
一是给水管道:压力流给水管道对供水可靠性有着较高的要求,比如生产给水管道、高压或临时高压消防水管道等等,都可以将碳钢管应用进来,焊接接口。相较于承插接口的球磨和灰口铸铁管,碳钢管具有更好的可靠性,并且是在原有管道上开口焊接,更加的方便和快捷。比如,循环冷却给水及回水管道,因为石油化工生产装置要求供水足够的可靠,因此在设计规范中明确规定,如果选用的是铸铁管,那么就需要环形布置。生活给水管道对水质有着较高的要求,埋地敷设管道,需要将球磨铸铁管、承插接口应用进来,将橡胶圈或者膨胀水泥作为填料。管道如果采用的是架空敷设方面,那么就需要对施工及使用的方便充分纳入考虑范围,可以将镀锌钢管和螺纹接口应用过来。二是排水管道:通常情况下,将灰口铸铁管应用到重力流排水管道,承插接口,对于橡胶圈以及沥青玛帝脂都是不能够作为填料的。选用灰口铸铁管是因为其具有一系列的优势,它的耐腐蚀性能较好,并且有着较厚的管壁,有着较长的使用年限;在敷设方面,对管道基础方面没有较高的要求,不需要较高的施工费用;相较于混凝土管和钢筋混凝土管,它的漏水可能性较低,并且不会污染到环境。对于重力流排水管道,混凝土管尽量不要采用,这是因为它有着较低的强度,容易破损,混凝土管容易遭到腐蚀,这样不仅会对环境造成污染,整个排水管道都可能会失去作用。它的敷设,对管道基础有着较高的要求,因此,就需要较高的施工费用。
2阀门选型
相较于传统的闸阀,蝶阀具有一系列的优势,它不需要耗费大量的材料,有着较轻的重量和较小的体积和安装尺寸,操作起来较为灵活方便,不需要较高的价格等的,因此,传统的闸阀必将会被蝶阀所取代。但是,通过调查研究发现,如今很多厂商生产的蝶阀大多都存在着产品质量问题,如关闭不严等,这样就增加了生产运行管理和系统检修的难度,因此,笔者建议在如今的一段时间内,依然将传统的闸阀应用过来。对于消防系统,需要将明杆式的闸阀应用过来,这样就可以对闸阀的启闭状态清晰的观察。
3管沟开挖
管沟的开挖需要在那些有着良好地质条件和均匀土质以及有着较低地下水位的地段进行,当管沟深度超过了地下水位,那么就需要结合设计规范中的相关规定,确定是否对管沟边坡进行设置,以及管沟边坡的坡度设置。如果管沟开挖地段有着较差的地质条件和较为松软的土质,有着较高的地下水位,并且富含地下水,或者管沟的开挖是在雨季进行的,那么在设计过程中,就需要对必须要采取的施工措施充分考虑,并且在对概算进行编制时,也需要将增加的施工费用表明出来。施工措施主要包括两个方面,一方面是对管沟边坡的设置坡度进行加大,另外是利用钢板桩来对管沟进行支撑。我们以某化工厂给水排水管道设计为例,因为两个场区位于粉煤灰吹填地段,它的厚度在8米左右,有着较为恶劣的地质条件,粉煤灰土质较为松软,流动性较好,有着较高的地下水位,因此,开挖管沟的过程中,不能够对管沟边坡无限的加大,需要利用钢板桩来支撑管沟。如果没有将这一个施工措施应用到设计中,也没有将增加的施工费用表明于编制的概算中,那么工程投资和工程决算就无法得到有效控制。在管道基础方面,如果管道的敷设地段有着良好的地质条件和均匀的土质,并且有着较低的地下水位,那么不需要做管道基础,只需要进行简单的地基处理即可。地基处理的措施是这样的,夯实原状土,保证其密度在百分之九十五以内,承载力达到了98kpa以上,然后将粒径在10毫米以内的砂砾石应用过来,控制它的厚度为100毫米左右。如果管道敷设地段有着较差的地质条件,属于土质较为松软的流砂或淤泥,有着较高的地下水位,有着丰富的地下水,那么在设计的过程中,就需要对地基处理和管道基础充分考虑,并且将为此增加的施工费用纳入到编制的概算中。地基处理和做管道基础的做法是将流砂或者淤泥清除掉,然后将降水措施应用进来,将管沟积水排除掉,结合现场的具体情况,来对混凝土或者钢筋混凝土带形基础进行制作。如果无法有效的清除掉流砂或者淤泥,那么在采取降水措施之前,就需要对500毫米厚块石和200毫米厚砂砾石进行敷设。如果是对不锈钢管和非金属管进行埋地敷设,不需要采用外防腐措施。对于其他的管道,因为石油化工装置区的地下土壤中含有大量的无机、有机酸、碱盐等,会严重腐蚀到埋地敷设的金属管道,因此,在设计的过程中,就需要对管道外防腐的防腐等级进行不断的提高,这样它的使用年限方可以得到保证。
4结语