建筑給水排水存在的問題研究論文

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摘要：針對(duì)建筑給水排水工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐中幾個(gè)問題進(jìn)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(jì)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(jí)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(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)建筑給水排水工程的設(shè)計(jì)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(jì)的幾個(gè)問題所做的分析并提出的解決方法。謹(jǐn)供同仁參考，不妥之處請(qǐng)批評(píng)指正。

1生飲水系統(tǒng)

為適應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)和與國際接軌，國內(nèi)一些高級(jí)賓館先后上了生飲水系統(tǒng)。但是目前國內(nèi)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的生飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，與之相接近的是《飲用天然礦泉水》(GB8537-87)瓶裝水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)除微量元素外，其物理感官指標(biāo)和微生物指標(biāo)與《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-85)相同。因生活飲用水為流動(dòng)水而瓶裝水為靜止水，顯然我國的瓶裝水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)太低(GB17323和GB17324瓶裝飲用純凈水及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)已公布，從1999年1月1日起實(shí)施，編者注)。比較而言國內(nèi)的純水瓶裝水的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都很高，一般物理感官指標(biāo)和微生物指標(biāo)都為零，基本與國際生活飲用水水質(zhì)指標(biāo)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(xué)、有機(jī)物、致突物質(zhì)等的處理，一般可僅考慮物理感官指標(biāo)和微生物指標(biāo)。水中的懸浮物是細(xì)菌和病毒的載體，發(fā)達(dá)國家的飲用水標(biāo)準(zhǔn)濁度為零，而我國生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)為3度。1度指1L蒸餾水中含1mgSiO2。在實(shí)驗(yàn)室用電鏡檢測(cè)，0.2mg/L的水中含有幾十萬個(gè)顆粒，最大顆粒直徑為1～5μm。細(xì)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(xì)菌和病毒。

美國對(duì)過濾去除細(xì)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(xì)菌，冬季低溫時(shí)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(duì)病毒的去除率有ROBECK報(bào)道：濾速為1.3～4.1mm/s時(shí)，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(xì)菌，但仍有極少數(shù)懸浮物、細(xì)菌和病毒存在。生飲水水處理的目的就是進(jìn)一步去除自來水中懸浮物、細(xì)菌、病毒和未去除的雜質(zhì)。

生飲水的水處理工藝為：一級(jí)砂濾+二至三級(jí)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(dá)到物理感官指標(biāo)和微生物指標(biāo)為零或有5%的浮動(dòng)(與國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)比)。如若要處理有機(jī)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(hù)作用，其粒徑為0.4mm～0.8mm，濾速為3m/h～6m/h；最后一級(jí)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(duì)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?；厮畱?yīng)進(jìn)行0.20μm～0.45μm的膜過濾及紫外線和O3聯(lián)合消毒，進(jìn)一步除去管網(wǎng)中雜物和微生物，才能再一次進(jìn)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(gè)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(jì)要求

2.1水箱啟停泵水位

《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ15-87)(以下簡稱《建水規(guī)》)，有關(guān)水箱的設(shè)計(jì)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(shí)在最大秒流量時(shí)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(dòng)啟動(dòng)時(shí)，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(jì)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(dòng)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(huì)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(yán)重，造成水箱外壁大面積點(diǎn)蝕和孔蝕，導(dǎo)致水箱的壽命縮短。同時(shí)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(duì)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(duì)空氣中細(xì)菌的存活率有著決定性的作用?？諝鉂穸葹?0%時(shí)，大腸桿菌的存活率為5%；空氣濕度為20%時(shí)，大腸桿菌的存活率為65%?？諝庵屑?xì)菌的存活率對(duì)人類和動(dòng)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(jī)房內(nèi)將產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電壓，空氣濕度為20%時(shí)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(jī)房的濕度通常宜在45%～65%之間。隨著生活水平的提高和對(duì)電子設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)等提出更高的要求，人們對(duì)空氣加濕要求達(dá)到更高水準(zhǔn)。電子行業(yè)和星級(jí)賓館的空氣濕度設(shè)計(jì)值詳見表1。

表1星級(jí)旅游賓館的室內(nèi)濕度的設(shè)計(jì)值

房間類型夏季冬季空氣中

含塵量

/mg/m3

空氣溫度相對(duì)濕度空氣溫度相對(duì)濕度

/℃/%/℃/%

客房一級(jí)24≤5524≥50≤0.15

二級(jí)25≤6023≥40

三級(jí)26≤6522≥30

四級(jí)27-21-

餐廳

宴會(huì)廳

多功能廳一級(jí)23≤6523≥40≤0.25

二級(jí)24≤6522≥40

三級(jí)25≤6521≥40

四級(jí)26-20-

商業(yè)

服務(wù)一級(jí)24≤6523≥40≤0.25

二級(jí)25≤6521≥40

三級(jí)26-20-

四級(jí)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(jí)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?？諝饧訚裼衅郊訚瘛⒄羝郊訚?、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(duì)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(jī)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(fèi)。如一棟5萬m2的辦公樓，設(shè)計(jì)加濕有效用水量為0.78m3/h，而加濕用水量為2.6m3/h，則浪費(fèi)水量為1.82m3/h。若一天按10h的計(jì)，則每日浪費(fèi)水量為18.2m3；一個(gè)月按22天計(jì)，浪費(fèi)的水量達(dá)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(jìn)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(duì)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(jí)這一設(shè)計(jì)參數(shù)。建筑物盡管等級(jí)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(jí)

排水立管系統(tǒng)的等級(jí)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(gè)等級(jí)。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(jí)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(biāo)準(zhǔn)較高的排水系統(tǒng)，如高級(jí)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(jí)和衛(wèi)生間的位置而設(shè)置不同級(jí)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(hù)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(jìn)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(dòng)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(duì)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(dòng)，而且能解決橫管沖激流抽吸和回壓對(duì)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(dòng)，而且能完全解決橫管沖激流抽吸和回壓對(duì)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(diǎn)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(jí)公寓賓館無外窗高層，1～3星級(jí)賓館，封閉廠房4、5星級(jí)賓館，封閉廠房

鑒于我國的實(shí)際情況和未來國人對(duì)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(jí)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(jí)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(jí)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(duì)室內(nèi)衛(wèi)生的高標(biāo)準(zhǔn)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(xué)者撰文探討老式鐘罩式地漏的水封易受破壞，造成對(duì)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(dòng)密封件。但它僅能部分解決問題，隨著時(shí)間的推移又會(huì)出現(xiàn)新的問題即地漏易堵，清掃時(shí)密封處易受破壞導(dǎo)致密封不嚴(yán)，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。

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