吴健聪
广东开平建安集团有限公司 广东开平 529300
摘要:文章针对现有重力排水系统在使用中存在的不足，介绍了与传统重力排水系统相比在节水、环保和运行维护方面具有非常明显优势的真空排水系统,并结合工程实际，论述了真空排水系统在建筑中排水系统改造中实际应用，为相关建筑排水系统施工提供经验借鉴。
关键词：排水改造；真空排水系统；节能技术
真空排水系统作为一种新型的排水系统,是传统重力排水模式的补充、替代,有着节水减排、布置灵活、洁净卫生、运行维护便利等优势,这种排水方式可适应新型建筑功能需求的实现、能够节约水资源保护水环境正逐渐受到业界设计者的认知与肯定,市场需求不断增加。
1.项目背景
某中心医院是一所以“器官移植”、“急救医学”、“耳鼻喉”等医学方向为特色的综合性大型三级甲等医院，是市的三大医学中心之一。医院门诊楼有4层，每层东西区男女厕各2个公共卫生间，改造前为传统重力排水系统，一方面因每天患者较多，异味较重，严重影响医院就医环境，另一方面，传统便器耗水量较大，便器及排水管路易堵塞，给医院带来大量额外人力成本，这些也是医疗行业普遍存在且难以解决的问题。
为彻底解决上述问题，对现有重力卫生排水系统的改造势在必行。采用真空排水技术相对传统重力排水拥有诸多优势，参考国际上医疗建筑领域先进的理念，经过实地考察，真空排水系统是本院卫生系统改造的最好选择。
2.现有重力排水系统在使用中存在的问题
重力排水系统是实现建筑室内排水的传统方式之一[1]。目前医疗行业在采用该系统使用中普遍存在一些问题。以本院为例，当前门诊楼的卫生间排水系统在使用中存在如下问题:
(1)由于患者多，卫生间使用频繁，卫生排风系统能力不足，造成卫生间异味严重，甚至扩散至卫生间以外，造成就医环境空质量的严重下降。
(2)特殊科室(如传染科、放射科等)附近的卫生间，空气中细菌密度大，易扩散传播，加大医源性感染的风险。
(3)多数患者如厕前、后频繁冲水以达到消除异味、冲走便器内残留污物等目的，造成人为浪费水的现象严重。
(4)传统重力便器冲水量在4.8～8L/次范围。现医院门诊患者超过6000人次/天，因此医院便器冲洗平均日用水量达到104.6t(现场计量数据)，造成水费成本过高。
(5)传统重力排水管路常有渗漏现象，渗漏点难于发现，会造成环境污染且维修困难。
(6)个别卫生排水系统(如便器、淋浴间等)因以往改造后，产生管路堵塞现象，弃而不用，浪费院内宝贵空间。同时在有需要排水的区域，无法实现排水而造成医疗人员或患者的使用不便，因此使用功能调整会受到传统排水系统的限制。
3.真空系统简介
自20世纪末真空排水系统进入中国市场，在建筑领域逐渐开始应用。真空排水系统有别于重力排水系统，是利用真空设备使排水管路内产生一定程度的负压，依靠管路内负压和外部常压的压差，使空气推动污水进入污水管道进行输送的排水方式。真空排水系统中的污水以气水混合物的形式，以不大于7m/s的流速在管道内输送[2]。真空系统主要设备由真空泵站、真空便器、真空污水缓存器、真空管道等组成。相比传统排水方式，其主要优势如下:
(1)传统便器每次冲水需要约4.8～8L水，真空便器仅需1.2L水甚至更少(与供水压力有关)。
(2)真空系统的工作原理是在压差的作用下，通过大气推送污水污物进入真空管道传输，因此真空系统每次排水时都会带走排水点附近60L左右的空气，同时空气中的有害悬浮物、细菌、异味也将随着排水过程进入真空管道。这个技术特点尤其适用于人流密集且通风不佳的场所。省去了集水坑和提升泵，对环境有非常明显的改善。
(3)排水管不受坡度限制可长距离水平输送，末端排水点可实现单点位提升，管道布置灵活，对建筑层高无影响。
(4)快速有效的传送，不易堵塞，减少维修强度，降低维修成本。
(5)无渗漏风险。当排水管路发生渗漏，空气被吸入渗漏点，使管道内污水污物无法渗漏。
(6)真空排水系统可配置远程监控系统，确保系统安全、稳定运行。
(7)真空末端卫生间内的便器及阀组均采用气动控制技术，不需用电。
4.真空系统改造介绍
4.1概况
该中心医院门诊楼部分公共男女卫生间共18个，专用卫生间2个。地下室设有12m2真空泵站。主要卫生器具包含蹲便器51个、座便器12个、真空界面阀19套(用于洗手盆32个、小便池17个、拖把池4个)，主要真空排水设备详见表1。真空排水系统原理:污水从末端便器及真空界面阀进入真空主干管，由主干管汇集至真空罐，最后从真空罐排入化粪池，详见图1。
表1真空系统主要设备参数表
图1真空排水系统图
4.2节能分析
本案例中，节水主要通过真空座/蹲便器实现，其他真空设备均接入常规卫生洁具，因此本节分析以便器数量为基础进行[2]。
4.2.1理论节能分析
根据医院卫生间日常使用情况，按医院门诊时间单只便器平均每5min冲2次，门诊每天平均工作时间按10h计算，则单只便器每天冲洗次数约240次/d。按传统单只便器每次用水量6L/次，真空便器每次用水量1.2L/次计算，两种便器每次用水量相差4.8L/次，该项目中便器总计63只，若每年节省水量为Q，则:
Q=4.8×240×365×63=26490240L/a≈26490t/a
由上可知，使用63只真空便器每年至少可节省水量26490t，平均日节省水量73t。
4.2.2实测数据分析
改造前从2016年7月份开始计量，日平均用水量105t，改造后日平均水量22t(详见表2、3)。
表2改造前门诊楼重力排水系统耗水量
改造后平均每天节省水量84t，节水率达80%，使用63只真空便器每年可节约水量30660t[3]。真空泵站用电安装计量电表，本案例真空排水系统每天耗电约100kW·h。
4.3真空系统相对传统排水方式的差异
(1)真空末端排水设备在排水过程中产生的声响略大于传统重力排水设备[4]。
(2)真空泵站及系统的日常维护人员需要一定的技术基础和专业培训。
5.结论
综上所述，同传统的重力式排水相比,真空排水系统在建筑排水系统中的应用优势突出，在建筑排水系统改造中的应用能够明显改善卫生间环境，减轻卫生管理人员的工作强度，解决困扰医院卫生间环境差的难题，同时日节水量显著。但由于缺乏设计标准、相关参数,以及计算方法不统一,使之在国内的推广应用受到限制,因此,下一步仍需我们积极开展室内真空排水系统关键设计参数的计算方法研究。
参考文献：
[1]邓军. 浅谈真空排水系统的工程应用领域[J]. 卷宗, 2012(8):98-98.
[2]徐巍. 浅析室内真空排水系统[J]. 建筑与设备, 2011(3):22-24.
[3]孙洁. 我国室内真空排水系统关键参数计算方法研究[D]. 北京建筑大学, 2014.
[4]汪琦, 章菁. 真空排水系统在大型商业广场建筑中的应用[J]. 工业用水与废水, 2012, 43(1):56-59.
论文作者:吴健聪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/19
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