建筑给排水设计中的若干问题探讨

　　摘要：针对给排水工程设计中的消防给水箱设置位置不当、生活给水系统节能、排水通气管设置不合理等问题进行了探讨，并给出了科学合理的解决方案，可供相关人员参考。
　　关键词：室内给排水；消防水箱；给水水压；排水通气管；热水管保温
　　笔者根据多年的理论与实践经验，就建筑物室内给水、排水、消防方面存在的一些问题作一些探讨。
　　一、消防水箱设置不合理的问题
　　建筑设计防火规范明确规定：设置临时高压给水系统的建筑物应设置消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)重力自流的消防水箱应设置在建筑的最高部位。工程实践中发现存在以下问题。
　　1、有多个建筑物的小区，仅在一个建筑物屋顶设置高位消防水箱，该建筑物的建筑高度最高，但由于小区地形变化，导致建筑物室外地坪高程变化，使该建筑物屋顶并不是小区最高点。这样设置的共用高位消防水箱，即使消防水箱的容积能满足扑救初期火灾的需要，亦不符合规范要求。在这种情况下，应与建筑规划专业人员仔细计算小区的最高点，不以某个建筑物本身高度为标准，而以小区建筑物最高屋顶为设置水箱的依据。
　　2、工程实践中大量存在屋顶生活消防合用水箱的现象，这存在不少弊病：一般合用水箱的生活用水不到全部水箱容积的50％，使得水的更新周期>24h，水中余氯不足，降低了生活用水水质。再者消防管网试水过程中，由于阀门关闭不严，使得消防管网中有水渗入水箱中，导致水质污染。基于以上原因，生活、消防水箱应分开设置。
　　二、生活给水系统节能问题
　　建筑给排水设计规范明确规定：居住小区的给水系统，应尽量利用城市市政给水管网的水压直接供水。当市政给水管网的水压、水量不足时，应设置贮水调节和加压装置。住宅建筑规范亦明确规定：生活给水系统应充分利用城镇给水管网的水压直接供水。
　　实际工程中，高层建筑给水系统分压设置、水压利用等情况较好，而在多层建筑中则建筑给水水压情况不尽如人意。
　　1、未利用市政水压，直接采用水泵加压供水。这种情况多发生在小区所在市政管网水压偏低的地区。以某住宅小区为例，该小区以六层住宅楼为主，层高为3m，则1～6层所需水压分别为100、120、160、200、240、280kPa。市政给水压力为170kPa，市政管网至该楼给水接入口水头损失为10kPa，故市政管网水压能满足三层以内给水水压要求。而开发商未认真考虑市政管网水压利用问题，采用水泵加压直接供水方式，造成能源的很大浪费，如果按1—3层直接利用市政水压供水，4—6层采用市政加压供水方案，则l一3层供水水压由280kPa下降至160kPa，节能效果十分显著。
　　2、室内水压过高，大大降低了管材及卫生器具的寿命。这种情况在高层多层混合小区比较常见。未仔细考虑小区内建筑物的分区给水情况，仅简单地将供水水泵机组设计为高压区泵组及低压区泵组，更有甚者仅采用一种型号的主泵供水。对此，即使采用变频调速水泵机组，仍造成大量电能浪费，使多层建筑物室内水压过高。这种情况下，应将多层建筑及高层建筑的低区(1—7层)作为一个系统设置独立的水泵及管网，且应考虑多层建筑室内给水系统的减压问题，统筹考虑小区的供水方案。
　　3、室内水压偏低，影响住户正常使用。这种情况主要因为未认真考虑供水部门的供水情况，致使在夏季或用水高峰时常出现顶层住户水压不足的情况，不能保证住户室内给水系统的正常使用。对该种情况应采取给水增压措施。
　　4、外界条件变化后，未调整供水方案，引起住户水压水量不足，这也是常忽视的问题，尤其是供水部门由于某种原因导致供水范围内水压降低，或由于建筑物所在小区新增建筑物，导致用水量猛增，而水泵流量恒定，从而引起了水压降低，不能满足住户对水压的要求。
　　5、忽视建筑物内热水管道的保温，该情况多由设计、施工或用户装修擅自拆除所造成，从而最终导致换热站耗热量增加，带来不必要的蒸汽及电能浪费。
　　综上所述，对于供水方案，应结合具体情况具体分析，科学合理地制定出切实可行方案。当外界条件变化后及时调整供水系统。
　　三、排水通气管的设置不当
　　排水通气管的设置是经常被忽视的问题，其设置不当会带来意想不到的问题，具体问题如下：
　　1、笔者审查给排水专业图纸时，发现排水通气系统设计无误，但当仔细对照本工程建筑专业图纸时，则发现了工程隐患。给排水专业施工图中通气管透气帽高出屋面700mm，不小于当地的最大积雪厚度，似乎设计合理。建筑专业设计该工程时采用了坡屋顶造型，在顶层平屋面之上，又增加了一个瓦楞铁材质的斜面，而给排水设计者在设计排水系统时，未仔细对照建筑专业施工图，按照平屋顶考虑通气管设置高度。事实上，排水透气管设置在了斜面装饰内，并未伸出屋面，上述问题在坡屋面工程中大量存在。这样做的后果是：当斜面装饰屋内与室内有孔洞连通时，通过排水透气管会有一些有害污浊气体从排水管道内散逸至室内，影响了住户室内的空气环境质量。正确的作法应该是排水透气管高出与室外直接接触的屋面适当距离，该情况多数是由于工程设计环节不到位造成的。
　　2、在实际工程验收时，发现大量的住宅小区在排水通气管顶端未装设风帽或网罩，这不符合规范。不装设风帽或网罩的后果比通常想象的要严重许多。许多居民的排水系统经常阻塞，后来经物业管理人员仔细分析，发现管道内部局部有硬块，将管道拆开后发现是已硬化的水泥等杂物，管道的实际过水断面尚不及原来的1/3，导致排水管道最大充满度低于设计最大充满度。透气管由于无网罩遮挡，水泥等杂物通过透气管掉进了排水管道，从而造成了排水不畅。该情况多由施工或物业管理不到位造成。
　　3、屋面金属排水管未考虑防雷问题，根据电气专业规范，屋面的金属部件需要与防雷带连为一体。许多给排水专业设计人员在设计时未将金属排水通气管向电气专业说明，从而导致电气专业未考入模型，在1年一遇(2h)设计暴雨条件下进行模型试验。
　　按我国室外排水设计要求，管渠能将小于设计重现期的雨水径流顺利排出而不发生地面漫溢即认为达到了设计标准，且泵排系统的管渠特别是旱流截污的雨水系统长期处于超载工作状态，因此采用控制性节点的积水深度评价现状与系统改造的实施效果。
　　改造方案实施后系统积水现象明显改善，选取偏安全的模式雨型，设置较为不利的初始边界条件，系统仍基本达到了1年一遇的设计标准。部分节点改造之后在设计工况下的积水风险仍然很大，是因为所在位置地面标高明显低于4.0m的平均地面标高造成的。因此，不拟进一步扩大管径，考虑结合城区改造逐步实现低洼地块的地面垫高到规划高程。
　　四、结语
　　排水管网的维护和改造是管网安全、稳定运行的重要保障。准确识别管网瓶颈、实施合理的改造方案，可以有效改善管网运行状态，保证排涝安全。目前国内采用的以推理法为基础的排水系统改造评估方法难以实现科学合理的决策。而基于水力坡度比值的瓶颈管段判定方法，以管网水力模型为工具，考虑排水系统整体水力性能，结合管网的实际运行条件对系统缺陷进行诊断，该法不仅可以有效识别不达标管段位置，而且使得扩建规模有据可依，具有合理性、可操作性等优点，可以有效辅助城市排水系统的改造和优化。
　　
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