广州广电房地产开发集团股份有限公司 510655
摘要：随着社会的发展，人民生活条件的改善，涌现出很多新型住宅小区、公建，这也对我们建筑给排水设计工作者提出了更高的要求。而建筑在能源消耗中占据相当大的比例，所以建筑设计者应该要降低资源消耗、减少污染，与自然和谐统一。如何在设计过程中实现合理用能和达到节能设计规范要求也是衡量设计师优秀与否的重要方面。
关键词：住宅建筑；给排水设计；雨水系统
引言
随着我国综合国力的增强，国际交往的扩大，人民物质文化生活水平的不断提高，现阶段高新技术的应用日趋成熟，特别是先进的建筑设备，使我们的给排水设计得到了飞速发展。随着社会各部门生产效率的日益提高，建筑中最大的一类―住宅建筑的设计便相应地产生了一系列变化。目前住宅建筑的小区规划趋向于更具人性化的多层次住宅组合，不再仅仅追求立面和平面的美观和合理，而是追求空间上布局的流畅和设计中贯彻以人为本的理念，特别是在市场经济的浪潮中，更是要在有限面积的地块里，在空间上力求土地使用效率的最大化。于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水方式，对我们给排水设计工作带来了新的挑战。
一、广州东圃立交住宅工程给排水设计实例
1.1 工程概况
本工程项目用地性质为二类居住用地，总占地面积为123304㎡，其中可建设用地面积91284㎡，市政道路用地面积12639㎡，净用地规划最大容积率为4.05，最大计容积率建筑面积为369598㎡。本项目用地东西最宽处约209米，南北最长约502米。本项目共分为三期建设，一期位于东侧地块北部，布置一层地下室、两层公建配套和商业、4栋高层住宅塔楼。二期位于东侧地块南部，布置一层地下室、两层公建配套和商业，8栋高层住宅楼。地下室布置机动车库和设置人防，以绿化上盖平台为分界，盖上为住宅，盖下首层沿街布置商业以及部分公建配套，内部为机动车库和非机动车库，盖下二层布置商业以及部分公建配套及机动车库。三期包括一层地下室，两层公建配套和商业，以及4栋高层塔式住宅。本次设计的二期（东南侧地块住宅小区）。（见图一）
图一
1.2 室外给水排水系统
1.2.1 室外给水设计
1）水源
a.本工程水源为城市自来水。
b.本项目有西侧、东北侧、东南侧三个地块，本次设计（二期）为东南侧地块住宅小区，其自来水从中间的东环高速路市政给水管引入。东南侧地块住宅小区从中间的东环高速路引入一根DN250给水管，并分为4个DN80居民生活用水水表（接住宅用水，每块水表连接用户不大于500户）和1个DN150非居民用水水表（接商业、绿化补水和消防用水）；
2）用水量
主要用水项目及其用水量，详表1。
本项目最高日生活用水量：二期为2374m3。
3）室外给水系统
拟从东环高速路市政给水管上驳接两路进水管，引至二期住宅小区，在项目的净用地范围内分别设引入管水表井，引入水表分为居民生活用水水表和非居民用水水表，每个居民生活用水水表连接用户数不大于500户。
室外给水管采用聚乙烯塑料钢丝网骨架复合管，电热熔连接。阀门采用球墨铸铁软密封闸阀。管道、管件及阀门的工作压力不小于1.0MPa。水表井和阀门井均采用砖砌筑。井盖采用球墨铸铁井盖和盖座，位于行车道为重型；位于非行车道上者为轻型。
1.2.2 室外污废水排水设计
1）本项目中间的东环高速路设有市政污水管道，管道管径和埋深可满足接纳本工程污水排入的要求，市政污水管线预留本项目的排水接驳点。
2）本项目采用生活污水与雨水分流排水体制，生活污水为污废分流排水，生活污水经室外埋地的化粪池处理后与生活废水汇合排入市政排水管，室外雨水单独排入市政排水管。配套商业网点的餐饮废水由隔油装置处理后排入室外废水管网。
3）本工程生活污水量按住宅生活用水量的90%加上公建用水的100%，并扣除道路冲洗和绿化用水，本次设计的最高日污水量：二期为2164m3。
4）室外污水管道DN300～400采用UPVC双壁波纹排水管，DN500～600采用HDPE双壁波纹排水管。
5）室外排水井采用塑料检查井。
1.2.3 室外雨水设计
1）本项目中间的东环高速路设有市政雨水管道，管道管径和埋深可满足接纳本工程污水排入的要求，市政雨水管线预留本项目的排水接驳点。
2）室外雨水量
a.室外雨水设计重现期取5年。当P＝5年时，广州市暴雨强度公式为：
b.设计降雨历时：t取10min；
c.本期项目总汇水面积：二期为27000m2
d.地面综合径流系数：住宅小区取Ψ=0.5。
雨水通过雨水口和截水沟汇集后，有组织就近排入周围市政雨水管道。
计算得q=522 L/s.ha，本次设计的雨水量，二期为1268.66L/S。
3）室外雨水管道DN300～400采用UPVC双壁波纹排水管，DN500～800采用HDPE排水管，DN1200以上采用承插式钢筋混凝土管。
4）雨水调蓄及径流控制
本次设计的二期（东南侧地块住宅小区）开发前径流系数约为0.8，开发后硬化面积约为9000m2，绿化及透水铺装面积约为36000m2，开发后小区径流系数约为0.5，地块开发后径流系数小于开发前径流系数，且硬化路面面积均不超10000m2，满足开发后径流量不超过开发前径流量的要求。
1.3 室内给水排水系统
1.3.1 生活给水系统
（1）用水量：
本建筑各部分的生活用水量，详见本设计说明书表1。
（2）给水系统
a. 本次设计的给水系统分六个区，因住宅小区的二层屋面设绿化盖板，塔楼住宅部分位于绿化盖板上，定义为盖上楼层，商铺、配套公建和车库、设备用房位于盖板下，定义为盖下楼层。
二期生活给水分区如下：
一区：住宅小区的负一层至盖下二层，采用市政水压直接供给。
二区：盖上首层至盖上十一层，采用低区给水泵加压供给。
三区：盖上十二至盖上二十一层，采用中1区给水泵加压供给。
四区：盖上二十二至盖上二十九层，采用中2区给水泵加压供给。
五区：盖上三十至盖上四十四层，采用高区给水泵加压供给，其中三十至三十六层采用分区可调式减压阀。
b. 二期的生活给水泵房设在负一层，生活水箱总容积为295立方米，材质为SUS444不锈钢，分别为1个85m3，供给二区500户生活用水；
1个80m3，供给三区486户生活用水；
1个70m3，供给四区400户生活用水；
1个60m3，供给五区340户生活用水；
每个大于50m3的水箱均分为两格，每个分区分别设变频调速给水设备1套。其中二区的变频调速设备的流量Q=0～16L/S，扬程H=71m，功率N=24kW；
三区的变频调速设备的流量Q=0～16L/S，扬程H=102m，功率N=32kW，
四区的变频调速设备的流量Q=0～13L/S，扬程H=128m，功率N=40kW，
五区的变频调速设备的流量Q=0～11L/S，扬程H=176m，功率N=62kW，变频泵均为两用一备。
c. 商业街生活给水采用市政水压直接供给。
d. 室内生活用冷水管采用衬塑钢塑复合压力管，卡箍（DN100及以上）/丝扣（DN80及以上）连接，支管采用PPR冷水给水管，热熔连接。生活给水阀门（包括闸阀.减压阀.止回阀.安全阀）当DN≤50时采用铜闸阀，当DN＞50采用优质球墨铸铁闸阀。管道过变形缝处设不锈钢波纹管。管道、管件及阀门的工作压力不小于1.0MPa。
e. 各层支管设减压阀，保证卫生器具处的压力不大于0.2MPa。
1.3.2 生活热水系统
本项目住宅生活热水采用燃气热水器供应淋浴用水，独立公建采用电热水器供应淋浴热水，热水管采用PPR热水给水管。
1.3.3 生活污水系统
（1）室内采用污废分流制。
（2）生活污水量最高日污水量：二期为2263.1m3。
（3）首层及以上生活污水采用重力自流排水，就近排出室外。卫生间排水均设专用通气管伸顶通气。
（4）地下室废水通过排水沟、集水井收集，采用潜污泵提升排出室外。
（5）室内污水管采用PVC塑料排水管，并按塑料排水管规程设伸缩节及阻火圈。
1.3.4 屋面雨水排水系统
（1）屋面雨水设计流量按下式计算：qy=qjΨFw
式中 qy---设计雨水流量（L/S）
qj---设计降雨强度（L/S·100m2），按降雨历时5分钟计。
Ψ---径流系数
Fw---汇水面积（m2）
（2）设计重现期取10年，暴雨强度公式：
取降雨历时t=5min，得q=673.469L/S·100m2
（3）屋顶安全溢流口设计重现期：P＝50a，屋面径流系数：Ψ=0.9
（4）室内内排水雨水管采用内涂塑镀锌钢管或柔性接口的机制铸铁排水管，外排水雨水管采用PVC塑料排水管。
1.4 雨水利用系统
本项目设置雨水回收利用系统，收集部分塔楼屋面雨水，经弃流后进入地下室雨水储存池，在地下室雨水机房设置取水过滤泵抽取雨水储水池水经过滤处理，达到绿化喷灌的要求后进入雨水清水池，由生活变频泵（吸水管上设紫外线消毒器）供应群楼绿化用水。根据室外雨水径流控制规划及市政雨水管线的接驳条件，本项目在一、二期合用一套雨水收集利用系统，雨水蓄水池设在一期的地下室，收集一期4栋塔楼及二期北侧3栋塔楼的屋面雨水。雨水收集、处理和调蓄设备均为一期已有，二期设计仅考虑将屋面雨水接入一期预留雨水收集管。
雨水蓄水池的溢流口高于室外地面，雨水收集井设超越管。所有雨水回用供水管均做明显标示，取水口处设专门开启工具并设“雨水回用”标示。回用于绿化用水水质须满足《城市杂用水水质》GB/T18920-2002要求及绿化浇灌的要求。
室外雨水储水池根据广州地区气象条件，一年重现期最大24h径流量扣除初期弃流量和用水量要求综合考虑，群楼屋面的绿化灌溉采用回用雨水，过滤取水泵一用一备，每台Q=5L/s，H=25m，N=4kW/台，高效石英砂过滤器两台，每台处理能力：15m3/h。绿化给水变频供水设备：Q=0～4L/s，H=35m，N=5.5kW（两台主泵一用一备）；
二、阐述住宅建筑给排水设计分析
根据上述实例，对于给水排水专业人员来说，在住宅给排水建设中应充分贯彻“以人为本”的方针，根据我国国情，因地制宜，满足居民对住房设备的要求。当前出现的许多给排水设计新技术正是“以人为本”的写照。
2.1 给水设计
1）自动排气阀。自动排气阀通常作用于延时自闭阀蹲式大便器的供水系统，如办公楼、学校、酒店等，管道系统的顶层自动排气阀最好装置在管道的最高点。延时自闭阀能很好地控制流量，但无法控制气流。当系统停水，给水管内通常会积累大量的空气。恢复供水管道的空气将被压缩至水管道系统的顶部，形成一个压缩空气区。此时如果有人再按下延时自闭阀的按钮，则会将便器内的污物随气流带至地面或将污渍溅到使用者身上。
2）户外控制阀门。适当增设单体建筑户外控制阀门在住宅给水设计中立管底部的给水阀门是必不可少的，这一措施增加之后当底层住户发现下水管堵塞引起地面冒水时，可及时关闭给水总阀，从而有效减少排污量。
3）室外阀门。注意室外阀门的安装形式，大部分室外安装的阀门口径都是Dg7 以上的，可以采用截止阀、闸板阀或蝶阀等。一般均是法兰安装，而且有国家标准图。值得注意的是，设计时在每一个法兰连接阀处设一个伸缩器则可以解决这一问题。
2.2 排水设计
1）地漏与存水弯的配合。在建筑排水设计中虽然没有明确规定排水地漏一定要设置存水弯，但这确实在一定程度上能影响用户的使用。所以在设计时应正确处理好地漏与存水弯的配套问题。虽然全国通用给水排水标准图上对存水部分的高度作出了具体规定，但往往在安装时满足不了设计要求。因此，一般情况下，建筑排水系统的地漏存在于室内的，均应配套存水弯，这样可以有效的防止室内排水系统的串味问题。
2）室内排水管最小管径。通过实验论证可知，室内排水管最小管径宜为 DN75，采用这样大小的排水管既不会增加成本、占用空间，也有利于后期维修。对于楼房内底层排出横管，宜采用 Dg150 的管径，这样既不会增加投资也能大幅度减少管道的堵塞风险，同时非常适合中国国情。通过合理的设置以达到实用与节省空间的双重效果。
三、结合此实例阐述住宅建筑给排水设计中出现的问题及其建议
3.1排水设计工作中存在的问题
1）建筑给排水设计的防火问题
建筑防火设计常常会忽略排水管的设计问题，若排水管的设计方案不合理很容易使火势快速蔓延。根据《建筑给排水设计规范》的相关规定，若高层建筑室内明敷的排水管道（塑料材质）的管径在100mm以上，应加强排水管的防火设计，增加防火套管以及阻火圈，但是很多建筑设计者为了尽量减少建筑成本，直接忽视了这一规定，导致火灾发生时火势可经过排水管迅速扩散到上层建筑。
2）给排水管线设计问题
管线布置是建筑给排水设计的关键内容，目前，很多建筑项目的给排水管线位置的设计并没有严格按照相关的设计规范进行操作，在管线的间距设置上都存在过小或过大的问题。如果建筑项目内埋设的给排水管道的平行间距>0.5m就会影响交叉管线的埋设间距，进而造成管线埋设的整体位置出现大幅度的变动，用户在日后使用的过程中造成很大的不便。同时由于一些普通塑料排水管道的管壁较薄，在使用的过程中产生的水流声非常明显，在热水集中供应过程中，水流也会产生严重的气蚀噪声，在管道直径较小且线路较长的供水系统中，管道与水流之间容易产生共振噪声，这些噪音严重影响着周围用户的正常休息。
3）住宅的生活给排水设计问题
在人们日常生活中最常见的排水设备就是地漏装置，在给排水设计过程中，应根据用户的实际需求合理的设计地漏装置，通常情况下，像阳台、厨房以及卫生间等需要排水的地方应设计地漏，但是如果其他不需要排水或使用时间不长的空间设计地漏，就会影响管线沉积，极易导致有害气体的产生，对人体的身心健康造成极大的威胁。目前，很多建筑设计中逐渐减少了地漏设计，在房屋室内的二次装修过程中，由于使用频率不高或者考虑到外形美观的问题也很少增加地漏的数量。地漏数量的减少可以避免产生有害气体，但是一旦出现水龙头漏水状况，没有地漏装置支持，渗透的水就会直接渗入到地板内，造成损失。
3.2给排水设计问题的措施
1）加强住宅建筑给水及消防给水的设计思路
一个独立的给水系统，采用蓄水池一水泵一水箱一减压阀一用水点供水方式。此方法对高层住宅供水有节地、节能、又便于管理的优点。它既能避免对市政给水管网造成冲击；又能解决《高层民用建筑设计防火规范》中对消防前期贮水量的问题。多栋建筑楼可合用蓄水池，水池设于地下车库。单栋楼则设独立水泵，具有独立、灵活、便于管理及利于销售的优点。另外，水箱供水是解决高层建筑给水系统节能问题的有效途径之一。
建筑消防设计已成为建筑给排水设计的重要组成部分之一。在消防给水系统中更注重扑救初期火灾，系统中常采用稳压泵保持系统的稳高压。在分区中可采用减压阀、多出口水泵、稳压阀，以保证消火栓的水压和出水量。为保证灭火设备能及时投入运行，常设置工作泵和备用泵的自动切换装置。
2）加强给排水管线设计
首先应根据《建筑给排水设计规范》的要求，合理设计给排水管道的间距，建筑物内埋设的生活给水管以及排水管之间在平行埋设时的最小净距应>0.5m，在交叉埋设时应>0.15m。同时排水管内埋设时应在给水管的下方，给水管暗设时不能直接安装在建筑物的结构层内，在给水管穿过楼板时，一定要采用正规的土建支模，在浇筑封堵孔洞的过程中，应采用比楼板标号高的细石，为了有效防止管路渗漏问题，可在土建施工阶段预埋套管，也可以添加一些防渗剂、防水剂，进而有效避免出现楼板渗水现象。同时应注意排水管道应采用特殊的隔音材料，在管道的应用中预设一些具有减压功能的阀门，从而减轻管道的共振噪声以及气蚀噪声。
3）完善地漏设计
为了防止地漏返味、滋生小虫问题，应根据《建筑给排水设计规范》的相关要求，地漏的水封深度应在50 mm以上。同时应采用具备防涸功能的地漏，避免使用扣碗式地漏设计，厨房可根据用户的需求来进行设计，一般可不用设计地漏；卫生间地面应在大便器边上的角落位或者浴盆以及大便器之间的贴墙上设置DN50 普通地漏；对于淋浴间的地面应用DN75 普通地漏。同时应强化地漏和存水弯的配合，在建筑排水系统中的地漏设计，应安装P型存水弯，建议为了不影响美观，地漏与立管连管的方向应平行于墙体，水封深度应在60-80mm之间。
四、影响建筑给排水设计的相关因素
4.1施工图说明有误。施工图说明中引用的规范或标准图不是现行有效的版本；有的设计说明缺乏针对性，设计说明作为设计文件重要的组成部分，应引起足够的重视。
4.2地下室及泵房排水。1）地下室排水沟布置不当，跨越防火分区；2）地下室内汽车库坡道起坡处截水沟中排水泵流量偏小；3）泵房排水沟中排水泵流量偏小。
4.3消防电梯前室消火栓不能计入消火栓总数内。“建规”8、4、3、2条文说明中明确“不计入消火栓总数内”，应以规范为准。
4.4消防水泵结合器布置。消防水泵结合器的设置应便于消防车使用。同时，对于消防系统，不超过4层的厂房、仓库和不超过5层的公共建筑，可以不设水泵结合器。而对于自动喷水灭火系统，则必须设水泵结合器。
4.5室内埋地雨水管。设计中天沟布置以沉降缝为分界，在分界两端分别布置雨水斗、雨水立管，当建筑物不均匀沉降时容易引起埋地雨水管被破坏。室内埋地雨水管不宜跨越沉降缝。
结束语
住宅给排水与我们的日常生活息息相关。在以人为本原则下，住宅室内给水排水的设计和施工具有更多地适应性。作为工程设计人员，应本着安全、适用、经济的原则，在实践中努力创新，寻求最佳的给排水设计方案，适应住宅设计发展的新要求，提高建筑给排水设计工程的施工质量，保证其使用的安全性和稳定性。
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论文作者:蔡美新
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/12
标签：雨水论文; 给排水论文; 地漏论文; 建筑论文; 排水管论文; 给水管论文; 室外论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;