浅析高层住宅室内污废水管道设计
关键词:污废水管道,汇总横干管,立管消能装置
在近些年的工程设计实践中,发现高层住宅内的污废水管道设计存在着一些应该引起注意的问题。在此,将这些问题进行归纳和探讨。
一、合理布置污废水立管的位置
《建筑给水排水设计规范(GB5001522003)》,(以下简称《规范》)第4.3.3条第6款规定:“排水立管不得穿越卧室、病房等对卫生、安静有较高要求的房间,并不宜靠近与卧室相邻的内墙。”此处,靠近与卧室相邻的内墙,《规范》用了“不宜”。从实际使用效果来看,目前的塑料排水立管普遍存在着噪音偏大的问题。从提高居住品质的角度出发,笔者认为,一方面,尽量不要将立管布置在靠近卧室的墙角,实在无法避免的,应该提高要求,采用双壁芯层发泡或其他有消音效果的排水立管。
二、排水汇总横干管(以塑料管道为例)
(一)汇总横干管上所接纳的污水立管的根数对于底层是商铺或者架空层(以下称非住宅层)的高层住宅来说,污水立管到了非住宅层的顶板下,存在着汇总以后排出的问题。对于这根汇总横干管,《规范》只明确了De160时最小坡度0.003,最大充满度0.6,没有给出排水能力的数值。在《全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水》(以下简称《技术措施》)表4.4.7-2中,可以查到相关数据。下面就常见的几种情况进行简单的计算和分析:
De160的汇总管,i=0.003,h/D=0.6时,排水能力为8.39L/s。现以30层的高层住宅为例:
(1)污废分流时:
1根De110污水立管的设计排水量为:
Qp=0.12×α×Np1/2+qmax
α=1.5,Np=6×30=180,qmax=2L/s
算得Qp=0.12×1.5×13.4+2=4.41L/s
6根De110污水立管汇总时,算得设计排水量为：
Np=6×6×30=1080,Qp=0.12×1.5×32.9+2=7.92L/s
1根De110废水立管的设计排水量为(洗脸盆、浴缸、洗衣机各一):
α=1.5,Np=5.25×30=158,qmax=1L/s
算得Qp=0.12×1.5×12.6+1=3.27L/s
8根De110废水立管汇总时,算得设计排水量为:
Np=8×5.25×30=1260,Qp=0.12×1.5×35.5+1=7.39L/s
(2)污废合流时,1根De110合流立管设计排水量为:
Np=(5.25+6)×30=338,qmax=2L/s
算得Qp=0.12×1.5×18.4+2=5.31L/s
3根De110污废合流立管汇总时,算得设计排水量为:
Np=3×11.25×30=1013,Qp=0.12×1.5×31.82+2=7.73L/s
单从计算结果来看,1根De160汇总横管可以接纳6根De110污水立管或者8根De110废水立管或者3根De110污废合流立管,但笔者认为,以接纳不超过4根污水立管、6根废水立管或者2根污废合流立管为宜。因为汇总横管在排至室外检查井的过程中至少需要两个90℃转弯,多数情况下还会有若干个45℃转弯,这样该横管的排水能力会打折扣,设计上需要考虑一定的余量。
(二)汇总横管的坡度
《规范》规定了De160的横管其最小坡度为0.003,笔者认为,在设计中,应该将坡度稍微放大一些,以不小于0.005为好。一方面,可以增大管道内的水流速度,增强对管道内污物的冲刷力度;另一方面,可以适当减小施工误差所带来的影响。
(三)工程实例分析
笔者在2001年参与一个大规模高层住宅小区的施工图设计,该工程33层,1层是大空间商业用房,2层以上是住宅。其中由一家设计院先期设计的一期工程住宅交付使用后,出现了多处3层住宅卫生间污水返溢现象。经过分析,出现污水返溢情况的原因如下:
(1)目前的高层住宅,以毛坯房交付住户的情况居多。由于对住户的装修无法实施有效的监控管理,在装修阶段往排水管道里倾倒装修废弃物的情况经常发生。在交付的初期阶段,由于入住的住户少,排水量小,排水管道得不到经常冲刷,这些废弃物很快就凝固、沉积在汇总横管里面,大大削弱了排水能力甚至将横管完全堵塞。这是出现污水返溢现象的最主要原因。
(2)开发商过于强调大空间的商业价值,一味要求提高大空间的净空高度。设计人员在这样的要求下,汇总横干管采用了《规范》规定的最小坡度。在施工时,施工单位也是基于这种要求,未经设计同意,再次减小了横管坡度,造成管道排水能力减弱。这是出现污水返溢现象的次要原因。
三、底层单排与充分利用专用通气立管
这里的底层单排是个广义的概念。本文把紧邻非住宅层上面的那一层住宅统称为底层。《规范》第4.3.12条第4款规定:当底层排水支管与排水干管的连接不能满足表4.3.12以及第4.3.12条第2款的要求时,排水支管应直接排至室外检查井。
但应注意到,表4.3.12的前提是“排水立管仅设置伸顶通气管”’,对于设置了专用通气管的排水管系中,底层排水支管与排水干管的连接要求,并没有明确的规定。有的设计人员就以此为依据,对于设置了专用通气管的排水管系,底层排水支管不再单排。笔者认为,这样不妥。底层排水支管单独排出,是为了避免立管底部正压影响到底层卫生器具的使用;尽管设置了专用通气立管以后,立管底部正压可以通过专用通气管得到有效释放,但出于安全使用和提高居住品质的要求,底层支管的单独排出还是需要的。
四、立管上是否需要设置消能装置
现行《建筑给水排水设计规范(GB5001522003)》和《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范(GB5024222002)》中,对于高层建筑排水立管上是否需要设置消能装置都没有明确的要求。目前有些地区规定高层建筑排水立管(包括雨水立管)上必须设置消能装置,实际做法是每隔一段距离在立管上用两个乙字弯对接形成一个U型弯。
实际上,污水在立管中向下流动时,下落一段距离以后就变成了附壁流,附着在管壁上呈螺旋状向下流动,对立管底部转弯处的冲击力并不会非常大。尽管塑料立管的内壁光滑,但这种冲击力也没有超出转弯处管件的承受能力。实际工程中需要消能装置的原因是在施工过程及交付后的装修过程中,如果有固体碎块进入立管,会在掉落到立管底部时,砸破转弯处管件造成管道漏水。
笔者认为此种U型消能装置没必要安装。仅就住宅内排水立管来说,U型弯的存在,一方面增加了管道在住宅内占用的空间,无论是采用封闭管井的方式还是交付后由住户自行装修处理,U型弯所在的那些住宅都在无形中减少了住户实际的可用面积。另一方面,在正常投入使用后的若干年里,U型弯的存在失去了原有的意义,还增加了所在处的管道噪音。
五、结语
百年大计,设计为先。给排水工程虽然是民用建筑工程中的一个附属工程,但却是不可或缺的重要组成部分。有了良好的给排水设计,才有今后舒适使用的可能。本文仅就高层住宅污废水系统设计中遇到的一些问题,进行了粗浅的归纳和探讨,希望在与广大同行交流的过程中,得到进一步的学习和提高。
