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博物院排水系统设计砚究,住宅建筑排水规划

2020-01-05 05:27

博物馆排水系统设计研究是非常重要的,水系统的每个细节设计都直接影响到日后的使用,每个环节的处理都非常关键。本网小编就博物馆排水系统设计研究和大家说明一下。

下面是本网给大家带来关于住宅建筑排水设计的相关内容,以供参考。

阜阳市博物馆是一个集藏品收藏保管、科学研究和陈列展示等基本功能为一体的,满足使用需求的现代化博物馆,主要承担着收藏、研究、保护、展示、传承本地区人类历史文化遗产和自然遗存,开展群众艺术鉴赏、国民教育和文化休闲活动等职能,是城南新区标志性的文化建筑。

根据工程设计经验结合国家标准GBJl5—88(97版)《建筑给水排水设计规范》的修订,阐述了住宅建筑设计中排水系统的选择,排水管道的敷设要求设备、管材选用应注意的问题。

该工程位于阜阳市城南新区,总建筑面积38660㎡,建筑高度23.75m,属于大型馆建筑。地上总共有四层,每层功能设置如下:一层设置各出入口、总服务台、公共中庭、临时展厅、贵宾接待区、数控物管区、库前处理区;二、三层各有四个不同的专题展厅以及一个多媒体展图1东南视角图示厅,其中三层的两个展厅为两层通高,直通屋面;四层为博物馆文物修复保护区、业务办公区以及网络中心机房。地下仅一层,主要为展品库房区,报告厅,员工食堂,员工车库和设备机房,标高为-7.6m。图1为本馆东南视角图。

随着我国经济建设的快速发展,人民生活水平的提高,对居住建筑的要求也越来越高。人们在关注住宅的建筑面积、户型、朝向的同时,也越来越关注住宅的核心部分厨房、卫生间的设计。排水管道设计的正确与否与居住环境卫生有着直接的关联。建设部城镇住宅研究所制定的《小康型住宅厨房卫生间设计通则》(BK—94—21),中国建筑标准设计研究所出版的国家标准图《住宅卫生间》(01SJ914》《住宅厨房》(01SJ913),对厨房、卫生间的设计给出了统一的指导原则,对提高住宅建筑给排水的设计水平起到了积极的作用。现结合我们公司近年在住宅建筑设计上的实践,谈谈住宅建筑排水管道的设计。

2给排水专业设计难点

1、排水系统的选择

水在博物馆建筑内无处不在,如生活给水,消防给水和雨水及生活排水等,但水又是博物馆藏品的危害者,对无机质地制品和有机质地制品皆如此,潮湿环境加之有空气污染的存在会导致各种藏品的劣化变质。本工程的给排水设计除了满足基本的使用要求外,还要确保藏品的安全,即在设计中需要重点注意以下2个问题:①藏品保存场所除预作用喷淋管线外,其他管道不得进入;②用水消防的展厅需设排除积水的设施。以上两个问题也是本设计的难点所在,尤其是排水管道的设计,该文主要介绍该工程中排水系统的设计。

住宅建筑室内排水系统是采用污水、废水分流还是采用污水、废水合流,应根据所在城市室外排水制度、市政主管部门的要求及是否有利于综合利用与处理要求来确定。《建筑给水排水设计规范》GBJl5—88(97版)(以下称“规范”)第3.1.2条当生活污水需经粪池处理时,其粪便污水宜与生活废水分流。当有污水处理厂时,生活废水与粪便污水宜合流排出。此条款在各地执行情况也不相同。北京市、深圳市、广州市都有城市污水外理厂,生活污水在排人城市污水管网前按地方主管部门的要求均需设化粪简单处理。北京市、深圳市建筑物的排水系统采用的是合流制(建筑物采用中水系统除外),而广州市建筑物的排水系统则采用的是分流制,生活废水在化粪池后与粪便污水合并排人城市污水管网。从提高建筑物的卫生标准来讲,广州市的做法是合理的,污、废水分流还可以减小化粪池的容积,有利于嫌氧菌腐化发酵分解有机物,提高化粪池的污水处理效果,有城市污水处理厂还要设化粪池的目的是由于城市(尤其是居住小区)的快速发展,污水处理厂的建设不能适应城市建设的要求,污水处理构筑物处于超负荷的运转,为减轻污水处理厂的负担而设置化粪池。污、废水分流制的缺点是增加了室内的排水立管及室外检查井的数量。《建筑给水排水设计规范》GBJl5—2000(送审稿)(以下称“规范送审稿”)增加了“建筑物使用性质对卫生标准要求较高时”应采用污、废水分流的条款,既也可根据建筑物的标准来决定排水系统。

3排水系统设计

2、专用透气立管

3.1排水系统分类

“规范”第3.4.14条表3.4.14—1、表3.4.14—2给出了生活排水立管的最大排水能力,对流量超过表中的规定值,是采用增大一号立管管径还是专用通气立管各设计单位的作法也不一致。在广州市及深圳市,排水立管设在建筑外墙上,立管的布置不受管井大小限制,一般多采用设专用通气立管,排水立管每隔二层与专用通气立管以H管连接。在上海市地方标准《住宅建筑设计标准》中规定“多层住宅连接坐便器的污水立管,应设置专用通气立管,隔层设H管”设置专用通气立管的标准更高些。在北京市一般采用增大一号立管管径的方法(高档住宅楼除外)。采用哪种方式更合理更安全呢?笔者经过这些年的设计实践及回访业主,推荐设专用通气立管。我公司的统一技术标准中规定,小高层(十层—十二层)及高层住宅应设专用通气立管。在工程回访中发现,不设专用通气立管的住宅,最下面一层卫生间的大便器内有翻气泡的现象发生,住户对此投诉的较多。设专用通气立管的住宅,基本上无此现象发生。由于污水立管的水流流速大,污水排出管的水流流速小,在立管底部管道内产生正压区,这个正压区使靠近立管底部的卫生器具内的水封遇受破坏,卫生器具内发生翻气泡。专用通气立管的设置可平衡排水立管内的气流,减少正压区的正压值,使其不足以对卫生器具内的水封形成威胁。“规范送审稿”中增加了“建筑标准要求较高的多层住宅和公共建筑、10层及10层以上高层建筑的生活污水立管可设置专用通气立管”的条款是必要的。

该工程中,排水系统主要包括生活排水、雨水排水和消防排水三类。室内采用雨污分流,污废河流制,但消防排水作为废水单独设为一个排水系统,即总共形成污水、雨水和消防废水三个排水系统,以下分别探讨。

3、排水管道布置和敷设

3.2污水排水系统

3.1、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。转换后的出户管有应少于二根,宜控制在4根左右。排水横干管的管径不应大于DN200,采用DNl50为宜。表1为铸铁管、表2为塑料管排水横干管的设计参数。排水横干管所服务的户数宜超过100户。在实际工程中发现有的设计将一栋楼的排水立管均汇到一根排水横干管上出户,若发生管道堵塞或破裂将影响整栋楼的用户,是不安全的。出户管过多,在地下室外墙上所预留的防水套管(设地下车库的住宅楼)及室外的检查井均增多,给施工及室外环境带来不利。

该工程污废水最高日排水量按给水量的90%计,为156.6m3/d。地上部分污废水采用重力流排至室外污水检查井,地下室集水坑的废水、卫生间的污水和厨房的含油废水均采用压力提升设备排放,其中为了改善地下室环境卫生,卫生间和厨房的污废水是分别采用一体化智能设备提升至室外污水检查井。由于污水系统主要接纳卫生间的污废水,采取在卫生间内就近设置管井和相应的立管,因此大部分污水横支管都在卫生间内部解决,不影响藏品区域空间。但不是所有的卫生间都上下层在同一个位置,二层与三层南侧的卫生间设置在不同的位置,需要在二层顶进行排水管道的转换。为了尽可能使排水管道不进入藏品保存区域,提前对建筑专业的布局提出要求,即卫生间尽量布置在临近公共走道的区域,两个管井布置在走道旁边且二者之间距离最近,这样既可以避免转换管道进入藏品区,又最大化的降低管道占用的走道空间高度。

3.2、设有专用通气立管的住宅楼,底层卫生器具的排水管道是否还要与其它楼层管道分开单独排出?“规范”并没有给出要求,第3.3.18条表3.3.18适应的前提是排水立管仅设置伸顶通气立管。在专用通气立管一节的分析中我们知道,专用通气立管的设置是可以防止卫生器具水封遇受破坏、内部冒气泡现象的发生。也就是说,排水立管设有专用通气立管时,其底层卫生器具的排水支管可以接到排水立管上。但住宅内排水管道在使用过程的复杂性,排水管道内有固体废物的存在,影响排水的通畅,使与排水立管底部连接的卫生器具有溢水的可能,此现象在实际工程中也有发生。因此,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,排水立管需要进行转换时,底层卫生器具的排水支管可以接到排水横干管上,连接点距立管底部下游水平距离不宜小于3.Om,不得小于1.5m.对满足不了上述要求的排水支管,应以单独的排出管排至室外检查井。排水横支管的管径“规范”3.4.15条规定按立管工作高度小于等于3m的数值确定,但在条文说明中又推荐按立管工作高度小于等于2m的数值确定,给设计人员在设计中的选用造成混乱。建设部建筑设计院编著的《民用建筑给水排水设计技术措施》中推荐按立管工作高度小于等于2m的数值确定,笔者也认为按立管工作高度小于等于2m的数值确定比较合理,在工程设计中的应用也没有发生问题。在立管工作高度为3m时DNl00不通气的生活排水立管的最大排水能力为2.41/s,对应卫生器具的排水当量为1.78—2.78,而浴盆的排水量为3,也就是说卫生间只设浴盆及大便器时其排水支管的管径DNl00已满足不了排水量的要求,而要加大到DNl50,这显然是不合理的,“规范送审稿”也已将底层卫生器具单独排出时其管道的排水能力改为按立管工作高度小于等于2m的数值确定。

3.3雨水排水系统

4、屋面及阳台雨水的排出

由上图1可以看出,该工程屋面被切分为四个部分,中间为玻璃顶屋面,面积为1083m2,标高低于周围其他屋面;左侧南北屋面和右侧屋面均在同一个高度,面积分别为:1653m2、2090m2和4305m2。顶层有部分为展厅区域,同时有文物修复技术区,鉴于藏品保存场所不得进入雨水管道的要求,该工程中落水管的数量在满足雨水泄流量的前提下宜做到最少,另外每部分屋面的面积都较大,因此采用虹吸雨水排水系统。雨水量参照淮南市雨水暴雨强度公式:q=12.18(1+0.71lgP)/(t+6.29)0.71。该工程屋面雨水排水管道工程与溢流设施的总排水能力按100a重现期设计,雨水管排水能力按50a重现期设计,降雨历时5min,屋面的雨水总设计流量为468.9L/S。根据屋面分布总共设有20个虹吸雨水系统,总排水量为601L/s,远大于总设计流量。该工程在满足泄雨量的同时需要解决另外一个问题,即雨水斗和悬吊管的设置位置。由于屋面面积大,无法单向找坡,大部分雨水斗尽量设置在走道等安全部位,但还是存在部分雨水斗和悬吊短管在展厅上空,另一方面出屋面的风井较多,无法在屋面设置连通的天沟。因此在屋面采用集水槽,无法避开展厅部位的设置结构夹层,供雨水斗和悬吊管的敷设。为了进一步降低因管理或施工引起的水安全隐患,在夹层设置侧排斗。

位于住户上部的屋面,雨水斗不能采用65型或87型雨水斗(雨水横管不能走在住宅内部),而应用侧墙式雨水斗。但在用侧墙式雨水斗时其最大汇水面积不能套用《建筑给水排水设计手册》表4.3—3的数值,而应按《屋面工程技术规程》(GB50207—94)第4.3.10条的规定,一个侧墙式雨水斗最大汇水面积宜小于200㎡.侧墙式雨水斗的构造见标准图集01S302《雨水斗》。阳台雨水应设专用的立管由无水封地漏来收集,而不应接到屋面雨水立管上。屋面雨水立管内的压力分布是由负压到正压的一个变换过程,零压力点的位置约在距立管末端以上1/3—1/2的高度处,将阳台雨水地漏接到屋面雨水立管上部负压区,将通过地漏吸人大量的空气,影响雨水立管的水量;将阳台雨水地漏接到屋面雨水立管下部正压区,则有返水倒灌的可能,在实际工程中发生的频率是很高的。屋面雨水与阳台雨水各自分开是必要的,不能因为在建筑立面上增多了几根雨水立管而将其合并。阳台雨水应排到室外雨水检查井中,而不应排到污水检查井中。有的城市为了解决住户将厨房洗涤盆移到服务阳台并将洗涤污水排到阳台地漏内的问题,由建设局下文要求将阳台雨水立管排到污水检查中,这种规定是不安全的。对于起居室及卧室的阳台是不存在有污水的排人,阳台雨水地漏是无水封的,即使采用有水封的地漏,水封由于长时间得不到补充,会逐渐蒸发掉,污水系统内的废气就会跑到起居室内,污染环境,不能为了解决某个问题而又引起新的问题。

3.4消防排水系统

5、管材及附件

该工程中消防排水包括两部分:1.消防试验排水;2.展厅消防积水排水。消防试验排水按常规设计,即在消防水泵房和报警阀间设置集水坑和潜污泵,每层喷淋末端试水由管井内的专用排水立管排出。该工程难点是博物馆展厅内的消防积水排除,由于没有相应的工程案例可做参考,该如何设置排水设施,排量为多少规范并没有的明确的规定。综合考虑展厅内特殊情况,采取的措施是在展厅的地面单向找坡,在最低点处设置侧排式地漏,在展厅外的井道旁空位处设置排水立管,与地漏相接,侧排地漏的服务半径为25m,即每个展厅设置2个侧排地漏,排水立管和地漏均为DN100。考虑到展厅内一般情况没有水,即侧排地漏的存水弯长期处于干涸状态,为了防止室外检查井的臭气逸入室内,将废水管排至室外水封井,采用回用雨水对水封井补水。

5.1、UPVC排水塑料管已在住宅建筑中得到了广泛的应用,取得了成功经验,但也存在缺点及不足。最大的问题是噪声远大于铸铁管,管壁隔音效果较差,对日常生活有一定的影响。为解决噪声问题,在UPVC管内壁增加了凸起的螺旋型导流线,使水流条件得到改善,有效的降低了噪声,即目前市场上的UPVC螺旋管。为解决管壁隔音效果较差的问题,又开发了UPVC芯层发泡管(PSP管,)不仅具有传统UPVC实壁管的优点,还具有高抗冲击、隔音、阻燃、绝缘、热稳定性好的特性。排水管道设于室内时,应优先选用螺旋管、芯层发泡管或离心铸造排水铸铁管。目前许多城市都有住宅建筑高度小于100m时,生活排水管和雨水管应采用硬聚氯乙烯管的地方规定,以政府行政作用的角度来推广排水塑料管。在实际工程中,设计人员应根据不同的情况灵活的加以掌握。高屋住宅底层排水立管需要转换时,排水横干管、转换层以下的排水立管、出产管应采用离心铸造排水铸铁管,提高排水管道因堵塞后下部管路系统为受压状态时的承压能力,提高整个排水管道系统的安全度。

阜阳市博物馆作为集收藏保管、研究和展示为一体的公共文化建筑,对空间,卫生和安全等都具有较高的要求。在博物馆中的给排水设计,在满足使用要求的前提下,要充分考虑水对馆区每个部位的安全隐患问题,另外需要考虑管线对空间的影响,特别是重力排水管的敷设位置和走向对净空高度和藏品保存区域的影响,且尽量将这些影响降低。

5.2、地漏是排水管道系统中的一个重要附件,功能就是排除地面的积水,在住宅建筑中,地漏主要设在卫生间,厨房可不设置。这是由于在厨房中,地面不可能形成积水,只有少量的溅水,用抹布即可保持地面的干净。若将洗衣机设于厨房时,洗衣机的排水可采用在其旁边的排水管道上设一管径为DN32带存水弯的排水接口,采用上排水洗衣机。

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“规范”第3.2.8A规定地漏的水封深度不得小于50mm,是依据排水管道系统内压力的波动值和水封蒸发等因素确定的。水封的深度越高,越有利于防止因管道内压力的波动对其的破坏。下面介绍一种水封度达到80mm并具有防虹吸功能的直埋地漏,适合于淋浴间的排水。如图1所示,在密封筒体上设有供气体流动的旁通槽,管道内气压发生波动时,使进人地漏内的气体由旁通槽通过,保证地漏内的水封不被负压破坏。密封筒的高度又保证80mm水封的存在。

住宅建筑的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。正确的选择系统的形式、节水且噪音低的卫生设备、全适的管材及附件,满足人们对居室内环境的要求。

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