建筑給水排水存在的問題研究論文

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摘要：針對建筑給水排水工程設(shè)計和實踐中幾個問題進行了討論分析，并提出了解決方法。包括生飲水系統(tǒng)，屋頂水箱的設(shè)計要求，建筑物空氣加濕系統(tǒng)的節(jié)水，排水立管系統(tǒng)的等級劃分以及地漏應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生飲水屋頂水箱結(jié)露加濕節(jié)水通氣立管地漏

隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對建筑給水排水工程的設(shè)計和器具設(shè)備的設(shè)置提出了更高的要求。下文是作者就建筑給水排水工程設(shè)計的幾個問題所做的分析并提出的解決方法。謹供同仁參考，不妥之處請批評指正。

1生飲水系統(tǒng)

為適應(yīng)國際標準和與國際接軌，國內(nèi)一些高級賓館先后上了生飲水系統(tǒng)。但是目前國內(nèi)還沒有一個統(tǒng)一的生飲水水質(zhì)標準，與之相接近的是《飲用天然礦泉水》(GB8537-87)瓶裝水水質(zhì)標準。這個標準除微量元素外，其物理感官指標和微生物指標與《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-85)相同。因生活飲用水為流動水而瓶裝水為靜止水，顯然我國的瓶裝水水質(zhì)標準太低(GB17323和GB17324瓶裝飲用純凈水及衛(wèi)生標準已公布，從1999年1月1日起實施，編者注)。比較而言國內(nèi)的純水瓶裝水的企業(yè)標準都很高，一般物理感官指標和微生物指標都為零，基本與國際生活飲用水水質(zhì)指標接軌。

建筑物內(nèi)的生飲水以城市自來水為水源，不考慮毒理學、有機物、致突物質(zhì)等的處理，一般可僅考慮物理感官指標和微生物指標。水中的懸浮物是細菌和病毒的載體，發(fā)達國家的飲用水標準濁度為零，而我國生活飲用水標準為3度。1度指1L蒸餾水中含1mgSiO2。在實驗室用電鏡檢測，0.2mg/L的水中含有幾十萬個顆粒，最大顆粒直徑為1～5μm。細菌的直徑為0.3～10μm，病毒的直徑為0.001～0.050μm，可見3度的自來水中仍含有不少的雜質(zhì)及細菌和病毒。

美國對過濾去除細菌和病毒作過大量研究：河水經(jīng)過自然沉淀和慢砂濾，可去除水中99%的細菌，冬季低溫時可能下降到94.1%～97.3%；混凝過濾可得到97%以上的除菌效果。過濾對病毒的去除率有ROBECK報道：濾速為1.3～4.1mm/s時，原水中加入的脊髓灰質(zhì)炎Ⅰ型病毒不經(jīng)沉淀，去除率為1%～50%；微絮凝過濾去除率為90%～99%；混凝沉淀過濾去除率為99%。城市自來水廠的混凝沉淀過濾消毒可滅絕大多數(shù)種類的細菌，但仍有極少數(shù)懸浮物、細菌和病毒存在。生飲水水處理的目的就是進一步去除自來水中懸浮物、細菌、病毒和未去除的雜質(zhì)。

生飲水的水處理工藝為：一級砂濾+二至三級膜過濾+紫外線和O3聯(lián)合消毒。城市自來水經(jīng)上述水處理工藝處理后基本可達到物理感官指標和微生物指標為零或有5%的浮動(與國家生活飲用水標準比)。如若要處理有機物和致突物質(zhì)就要在砂濾后加活性炭過濾。砂濾主要起保護作用，其粒徑為0.4mm～0.8mm，濾速為3m/h～6m/h；最后一級膜過濾為0.20μm～0.45μm的膜。這符合國家《醫(yī)藥生產(chǎn)管理規(guī)范》對注射用水的要求。

建筑物內(nèi)生飲水系統(tǒng)的供水管網(wǎng)應(yīng)采用循環(huán)給水系統(tǒng)，管網(wǎng)流速不低于0.6m/s，以防滋生微生物。回水應(yīng)進行0.20μm～0.45μm的膜過濾及紫外線和O3聯(lián)合消毒，進一步除去管網(wǎng)中雜物和微生物，才能再一次進入供水管網(wǎng)。新建供水管網(wǎng)應(yīng)消毒和沖洗后才能應(yīng)用，且一個季度或者半年消毒一次，消毒劑和消毒方法應(yīng)符合國家《醫(yī)藥生產(chǎn)管理規(guī)范》。生飲水的供水管和設(shè)備應(yīng)采用食品型不銹鋼管和食品型不銹鋼，管道采用管卡連接，設(shè)備不應(yīng)有死角，以便于管道和設(shè)備清洗。

2屋頂水箱的設(shè)計要求

2.1水箱啟停泵水位

《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GBJ15-87)(以下簡稱《建水規(guī)》)，有關(guān)水箱的設(shè)計為第2.8.1條至2.8.5條，但并沒有規(guī)定屋頂水箱的啟停泵水位。致使水箱出現(xiàn)了調(diào)節(jié)容積太少，有時在最大秒流量時供水不足。

水箱容積應(yīng)有水箱有效調(diào)節(jié)容積和啟停泵容積兩部分。水箱有效調(diào)節(jié)容積應(yīng)為《建水規(guī)》第2.8.1條規(guī)定的：水泵自動啟動時，不小于日用水量的5%。水箱的啟泵容積應(yīng)借用《建水規(guī)》第2.8.8條規(guī)定的氣壓供水設(shè)備的水容積計算公式。

Vx＝C.Qb／（4nmax）(1)

式中

Vx——水箱啟停泵容積，m3；

C——安全系數(shù)，一般取1.5～2；

Qb——水泵出水量，m3/h；

nmax——水泵啟動次數(shù)，取6～8次/h。

Vx僅為日用水量的0.5%～0.7%，為水箱有效調(diào)節(jié)容積的10%左右。

水箱的水位按照水箱有效容積和水泵啟停泵容積設(shè)置比較合理。這樣可避免水泵啟停占用水箱有效容積、不會出現(xiàn)水箱供水的高峰斷水現(xiàn)象。

2.2水箱防結(jié)露保溫

調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，北京有采暖的水箱間幾乎都無防結(jié)露措施。夏季水箱結(jié)露嚴重，造成水箱外壁大面積點蝕和孔蝕，導(dǎo)致水箱的壽命縮短。同時水箱間潮濕，一些不易清掃的地方滋生藻類，使環(huán)境不潔。

3建筑物空氣加濕系統(tǒng)的節(jié)水

空氣的濕度是空氣質(zhì)量的重要參數(shù)，其對人類、食品、蔬菜和電子產(chǎn)品、高檔紡織品的質(zhì)量影響極大。不僅如此，空氣濕度對空氣中細菌的存活率有著決定性的作用。空氣濕度為50%時，大腸桿菌的存活率為5%；空氣濕度為20%時，大腸桿菌的存活率為65%。空氣中細菌的存活率對人類和動物的呼吸道得病率有著極大的作用。濕度過低，電子設(shè)備的機房內(nèi)將產(chǎn)生較強的靜電壓，空氣濕度為20%時靜電壓為1000V，空氣濕度為5%的靜電壓為20000V。這樣高的電壓足以使電子設(shè)備出故障，機房的濕度通常宜在45%～65%之間。隨著生活水平的提高和對電子設(shè)備的維護保養(yǎng)等提出更高的要求，人們對空氣加濕要求達到更高水準。電子行業(yè)和星級賓館的空氣濕度設(shè)計值詳見表1。

表1星級旅游賓館的室內(nèi)濕度的設(shè)計值

房間類型夏季冬季空氣中

含塵量

/mg/m3

空氣溫度相對濕度空氣溫度相對濕度

/℃/%/℃/%

客房一級24≤5524≥50≤0.15

二級25≤6023≥40

三級26≤6522≥30

四級27-21-

餐廳

宴會廳

多功能廳一級23≤6523≥40≤0.25

二級24≤6522≥40

三級25≤6521≥40

四級26-20-

商業(yè)

服務(wù)一級24≤6523≥40≤0.25

二級25≤6521≥40

三級26-20-

四級27-20-

美容理發(fā)室24≤60≤23≥50≤0.25

康樂設(shè)施24≤60≤20≥40≤0.15

據(jù)調(diào)查，北京、上海等大城市的星級賓館和電子業(yè)冬季加濕較為普遍，在北京一些高檔辦公樓亦增設(shè)空氣加濕。空氣加濕有汽化式加濕、蒸汽式加濕、水噴霧式加濕3種方法。汽化式加濕主要為滴下浸透氣化加濕器——水淋在吸水性加濕材料上，通過與空氣對流而蒸發(fā)加濕。這種加濕器給水有效率為30%～70%。蒸汽式加濕器——由蒸汽本身或有能源使水變成蒸汽而加于空氣中，主要有電加熱、蒸汽直接或間接加熱、紅外線等方式。這種加濕耗能大，加濕效果好，加濕器給水有效率為75%～100%。水噴霧式加濕器——加濕器向空氣中直接噴水霧，水霧水滴與空氣交換而給空氣加濕，這種加濕方式有超聲波式和高壓噴霧式兩種。超聲波式加濕器耗能適中，但加濕能力有限，且易產(chǎn)生無機鹽霧——白粉，加濕器給水有效率為80%～100%。高壓水噴霧式加濕器耗能低，但加濕器給水有效率為30%～50%。

由于受能源條件的限制和超聲波加濕器產(chǎn)生白粉的限制，國內(nèi)用滴下浸透式加濕器和高壓水噴霧式加濕器的居多。由于這兩種加濕器的給水有效利用率低，從而造成水的大量浪費。如一棟5萬m2的辦公樓，設(shè)計加濕有效用水量為0.78m3/h，而加濕用水量為2.6m3/h，則浪費水量為1.82m3/h。若一天按10h的計，則每日浪費水量為18.2m3；一個月按22天計，浪費的水量達400.4m3。因此冬季建筑物和工廠加濕用水的節(jié)水是城市節(jié)水的新途徑。

空氣加濕的排放水為優(yōu)質(zhì)雜排水，與新鮮自來水相比僅含鹽量略有增加。這部分排水應(yīng)首先考慮二次利用或進入中水站再生利用，在沒有上述條件的情況下考慮自我循環(huán)利用。循環(huán)利用應(yīng)首先考慮消毒滅菌，以便保證空氣質(zhì)量。

4排水系統(tǒng)

建筑物排水立管和地漏的設(shè)置，對室內(nèi)衛(wèi)生水平特別是衛(wèi)生間的空氣質(zhì)量起著決定性的作用。目前國內(nèi)《建水規(guī)》中排水立管的設(shè)置要求主要是依據(jù)排水量來決定的，沒有引入室內(nèi)衛(wèi)生質(zhì)量等級這一設(shè)計參數(shù)。建筑物盡管等級很高，但衛(wèi)生間仍為單立管排水，致使臭味不斷，很不相稱。

4.1排水立管系統(tǒng)等級

排水立管系統(tǒng)的等級一般可分為單立管系統(tǒng)、雙立管系統(tǒng)(輔助通氣立管)、環(huán)形通氣立管系統(tǒng)(專用通氣立管)、器具通氣立管系統(tǒng)4個等級。根據(jù)《建水規(guī)》，后3種立管系統(tǒng)排水能力相同且大于單立管系統(tǒng)，而破壞水封的可能性逐級降低。亦即從單立管系統(tǒng)到器具通氣立管系統(tǒng)，衛(wèi)生間空氣質(zhì)量依次更好。盡管《室內(nèi)給水排水工程》教科書中提出，衛(wèi)生標準較高的排水系統(tǒng)，如高級旅游賓館，應(yīng)設(shè)置器具通氣立管。但《建水規(guī)》中沒有相應(yīng)的條文，致使國內(nèi)排水立管系統(tǒng)多為單立管或雙立管系統(tǒng)，且有不少高層住宅還用單立管系統(tǒng)，造成很多無外窗的衛(wèi)生間空氣質(zhì)量低劣。為此建議：建筑物應(yīng)根據(jù)其不同的等級和衛(wèi)生間的位置而設(shè)置不同級別的排水立管。

排水立管不僅有輸送排放污廢水的功能，還有排放廢氣和保護器具水封的功能，兩者不能偏廢。水封的破壞造成立管中的廢氣從器具進入衛(wèi)生間，使衛(wèi)生間空氣質(zhì)量下降。雙立管系統(tǒng)雖平衡了立管內(nèi)的壓力，不致因立管壓力波動而造成水封被破壞。但仍無助于橫管內(nèi)壓力的平衡。我們知道排水橫管的水流為沖激流，沖激流引起橫管內(nèi)管道壓力的變化，對器具的水封有著抽吸和回壓的作用，同樣可引起水封的破壞。環(huán)形通氣立管系統(tǒng)不僅能解決立管內(nèi)的壓力波動，而且能解決橫管沖激流抽吸和回壓對橫管單頭器具水封的破壞。器具通氣立管系統(tǒng)不僅能解決立管內(nèi)的壓力波動，而且能完全解決橫管沖激流抽吸和回壓對器具水封的破壞。表2為4種排水立管系統(tǒng)的比較表。

表24種排水立管系統(tǒng)比較表

名稱單立管

排水系統(tǒng)雙立管

排水系統(tǒng)環(huán)行通氣立管

排水系統(tǒng)器具通氣立管

排水系統(tǒng)

圖式

優(yōu)缺點投資最少

節(jié)省面積最大

排水能力低

水封易破壞

衛(wèi)生間空氣質(zhì)量差投資適中

占地面積適中

排水能力大

水封較不易破壞

衛(wèi)生間空氣質(zhì)量較好投資稍大

占地面積適中

排水能力大

水封不易破壞

衛(wèi)生間空氣質(zhì)量好投資最大

占地面積大

排水能力大

水封難破壞

衛(wèi)生間空氣質(zhì)量最好

環(huán)境條件有外窗多層無外窗多層，有外窗高層，高級公寓賓館無外窗高層，1～3星級賓館，封閉廠房4、5星級賓館，封閉廠房

鑒于我國的實際情況和未來國人對室內(nèi)衛(wèi)生質(zhì)量的要求，建議排水立管的設(shè)置按表2中的環(huán)境條件設(shè)置——有外窗的多層建筑宜采用單立管排水系統(tǒng)；無外窗的多層建筑、有外窗的高層建筑、高級公寓賓館宜采用雙立管排水系統(tǒng)；無外窗的高層建筑、1～3星級賓館、封閉廠房宜采用環(huán)形通氣立管排水系統(tǒng)；4、5星級賓館、封閉廠房宜采用器具通氣立管排水系統(tǒng)。這樣可以適應(yīng)與國際接軌和國人對室內(nèi)衛(wèi)生的高標準需求。

4.2地漏

地漏有兩種功能，一是排除地面積水，二是作為管道端頭的清掃口。許多專家學者撰文探討老式鐘罩式地漏的水封易受破壞，造成對室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響問題。為此國內(nèi)開發(fā)了不少新式地漏，這些地漏多在老式鐘罩式地漏的基礎(chǔ)上加大水封或加活動密封件。但它僅能部分解決問題，隨著時間的推移又會出現(xiàn)新的問題即地漏易堵，清掃時密封處易受破壞導(dǎo)致密封不嚴，造成室內(nèi)空氣仍然污濁。參閱美國規(guī)范并與英美等國的工程技術(shù)人員探討，地漏唯一的選擇為采用無水封地漏加P型存水彎，并僅作為排水功能，管道端頭清掃采用清掃口。

參考文獻

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