建筑給水排水技術現狀研究論文
時間:2022-11-05 04:04:00
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摘要:伴隨改革開放的不斷深入,我國的高層建筑及居住小區如雨后春筍般地涌現,建筑給排水技術也因而得到了長足發展。下面將分9個方面論述建筑給排水技術發展動態。
1開展用水定額和計算公式研究
(1)建筑給水中如何根據住宅類別、建筑標準、衛生器具完善程度和地區條件確定合理的生活用水定額,關系到人民生活水平的提高和水資源利用問題。近年來住宅設計標準有大幅度調整,增加衛生器具、衛生間設洗衣機位置、局部和集中熱水供應增多、一廚兩衛,三衛高標準住宅增多、設分戶水表計量或一戶多表計量,洗浴業、洗車業發展迅速等等均影響住宅用水定額,現研究成果已納入2001年版《建筑給水排水設計規范》中。
(2)多年來我國《建筑給水排水設計規范》中的給水設計秒流量計算公式一直沿襲平方根法,計算某些建筑物時計算數值偏大,存在明顯缺陷和不足。如我們按照目前美、俄等國在計算給水設計秒流量時采用的概率法計算,又因中國人的生活習慣、飲食結構不同,其計算結果也不合理、不科學。因此,目前國內科研工作者對現行的給水設計秒流量計算公式提出了多種修改、修正式,以彌補原計算公式的欠缺和不足。這些新的修正式,結合實踐試算,其結果比原計算公式接近用水的實際工況,宏觀上步入了概率的計算方法,但現尚缺乏概率法涉及的計算參數,如高峰期用水定額、高峰期時段歷時、用水保證率、傳統生活習慣和飲食結構等諸多影響計算式結果的因素,所以采用符合國情的概率法計算給水設計秒流量的工作尚需作大量的調查、統計和科研工作。
2開展建筑給水水質保障技術研究
(1)提高了生活飲用水水質標準。隨著國家經濟實力地增長,衛生部修改了1985年制定的GB5749-85《生活飲用水標準》。修改后標準的相關指標比原水質標準有了較大的提高,如濁度由3NTU提高到1NTU;新增了一個對水中總有機物量的限值指標——耗氧量(以CODmn表示),限值為3mg/L。“標準”提高了,意謂原水處理程度提高、資金投入增加,涉及面較多,需協調處較多。目前,該標準是衛生部的。據說,對“標準”規定的水質指標及其帶來的各種問題,各部委之間認識還不統一。
(2)為了與各種瓶裝商品水,各種功能水區別,同時也從國情出發,建設部制定了CJ94-1999《飲用凈水水質標準》行業標準并已于2000年3月1日起實施。一段時期以來,各種水商品充斥市場。喝什么水好,什么水有益于人體健康?眾說紛紜,莫衷一是。相信《飲用凈水水質標準》的頒布與實施將有利于居高和生活飲用水管道分質供水工程的正常發展。由中國建筑設計院、清華大學等5個單位承擔的建設部《建筑及居住小區優質飲用水供應技術》科研課題已經完成,除上述水質標準成果外,在凈化工藝及凈水機開發、自動控制、系統設計秒流量公式推導及系統設置、管材、管件等方面均取得了突出成果。
(3)國家科委、建設部設立“建筑(居住)區內水質狀況調查分析及水質污染途徑”的研究課題,并且取得了積極成果。根據污染途徑的研究,采用如下防止生活飲用水二次污染的具體措施,是課題成果之一。
①淘汰鋼筋混凝土和鋼板水箱。推薦使用FRP水箱、搪瓷鋼板水箱、不銹鋼水箱及復合鋼板水箱。目前市場上又出現自動開閉水箱、充氣密閉水箱等新型衛生水箱。
②為減少二次污染途徑,推薦采用變頻調速供水系統,取消傳統高位水箱。
③如條件允許,推薦直接從市政干管吸水,采用變頻調速供水系統,取消貯水池,不僅充分利用了市政供水壓力,還消除了水的二次污染源。
④推薦選用水質保障設備,如除氟、除鐵、除錳設備;推薦選用多種飲用凈水設備,如臭氧、活性炭、微濾、超濾納濾及KDF活性炭、陶瓷過濾等終端處理設備。
⑤推薦選用多種防二次污染的消毒設備,如臭氧、二氧化氯、次氯酸鈉及紫外線等處理設備。
⑥推薦選用防水質污染的新型給水管道(詳見本論文3)、管道附件如倒流防止器等。
3積極開展新型管材、管件研究和推廣
建筑住宅內給水管道采用傳統的鍍鋅鋼管已有近百年的歷史,鍍鋅鋼管對中國自來水行業的發展作出了突出貢獻。但隨著經濟的迅猛發展,人們的生活質量不斷提高,對自來水的水質要求也日趨提高。人們對自來水的“紅水”、“黑水”等現象反映強烈。導致管網水質惡化的主要原因是建筑物內給水管道的銹蝕嚴重。冷鍍鋅鋼管一般使用壽命不到la就銹蝕,鐵腥味嚴重。從個別用戶水龍頭的水樣分析化驗中得知,細菌總數、大腸菌群嚴重超標,居民紛紛向政府部門投訴,造成一種社會問題。
20世紀80年代以前,建筑(住宅)內排水管道主要采用手工砂模承插排水鑄鐵管,該管材生產方法勞動強度大,生產效率低,產品質量差,影響周邊環境質量,也是急待治理的社會問題。
鑒于上述情況,建設部、國家經貿委、國家質量技術監督局和國家化學建材局于1999年12月聯合頒布了“建住房〔1999〕295號”文《關于在住宅建設中淘汰落后產品的通知》,文中規定:自2000年6月1日起,在城鎮新建住宅中,淘汰砂模鑄造排水管用于室內排水管道,推廣應用硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料排水管和符合《排水用柔性接口鑄鐵管及管件》(GB/T12772-1999)的柔性接口機制鑄鐵排水管;禁止使用冷鍍鋅鋼管用于室內給水管道,并根據當地實際情況逐步限時淘汰熱浸鍍鋅鋼管,推廣應用鋁塑復合管、交聯聚乙烯(PE-X)管、三型無規共聚聚丙烯(PP-R)管等新型管材。伴隨這一政策的出臺,市場上也涌現出多種管材,如薄壁銅管、薄壁不銹鋼管、PVC-U、CPVC、PE、HDPE、PE-X、PAP、PP-H、PP-B、PP-R、PB、ABS、FRP、各種鋼塑復合管及柔性排水鑄鐵管等。各種管材群雄割據、并駕齊驅。與新型管材配套的管接頭,品種繁多、結構和選材各異,各廠家質量參差不齊。各種新型管材和管件雖有良好的發展機遇,但在市場經濟條件下,他們能否保持強大的生命力將由建材市場檢驗。
4積極推廣節水節能技術
水資源匱乏已成為制約我國經濟發展的瓶頸。節約能源是我國的國策。在建筑給水排水中,節能節水技術得到了較大的推廣與突破。
(1)水資源匱乏地區加強污水資源化和提高水的復用率。中水按回用對象及水質要求,其處理工藝已由傳統的二級生化法,發展到三級處理(即增加了過濾和消毒),對要求高的復用水水質,如作為飲用水水源和補充水,可采用高級深度處理工藝,如微濾、反滲透等處理方法;雨水截留、利用技術和建設生態小區,利用濕地處理雨水和生活污水的研究已到工程應用
階段。
(2)淘汰了升降式鑄鐵水嘴,推薦采用陶瓷片密封水嘴,推薦公共場所采用感應式或延時自閉式水嘴。
(3)淘汰了9L以上沖洗水箱,推薦采用6L的沖洗水箱。開發了多種節水型衛生潔具和配件,如無沖洗水箱的噴射式便器。
(4)各種高精度的干、濕式水表、IC卡水表、遠傳水表及用于飲用凈水系統,精度達1L/h的遠傳干式水表等均已問世,且一定要安裝分戶水表計量考核,既方便了居住區物業管理和居民生活,也杜絕了水資源的浪費。
(5)各種循環冷卻水系統的研究成果廣泛應用在空調系統中,如射流式冷卻塔和噴霧式冷卻塔的開發;各種水質穩定劑的研究及系統的智能化控制等也取得較好的進展。
(6)利用海水沖廁。
(7)供水壓力應減壓至0.3~0.35MPa。
(8)建筑熱水系統中對各種熱(能)源的開發取得了顯著成效。加強余熱利用,推薦使用電源。地熱和太陽能研究成果已用于工程中。目前,我國已成為全世界太陽能熱水器年銷售量第一的國家。各種新型間接加熱設備已廣泛用于集中熱水供應系統,如汽——水、水——水換熱的浮動盤管式或波節管式半容積和半即熱式及板式水加熱器及燃油燃氣熱水機組等。
(9)熱水系統水泵、閥門、配套附件等產品開發均取得較大進展,如,平均無故障工作時間達8000h熱水泵的問世、各種高靈敏度的溫控閥的研制成功等。
(10)從節水、節電、節地角度,開展建筑熱水系統模式研究,如干管、支管循環,電伴熱熱水供應系統研究均取得了一定成果。同時探討合適的熱水供應溫度,既能緩解結垢和腐蝕、節能節水,同時又能抑制熱水中軍團菌等的滋生。
5建筑給水、建筑熱水設備技術熱點簡介
(1)供水設備:
①微處理器,實現電機軟啟動、軟制動、節能;
②變頻器自帶PLC;
③直接自市政供水干管吸水、無吸程、無負壓、節能;
④射流泵輔助變頻調速供水、節能;
⑤帶有觸摸屏的可視化控制;DCS控制系統;
⑥美觀、一體化、、不銹鋼化;
⑦水箱密閉、自動呼吸;
⑧符合GB/T17219;
⑨各種優質水處理機組。
(2)熱水設備:
①浮動盤管換熱器改進型,如單元組合式、一殼多管式換熱器,換熱量大,占地面積小;
②波節管、波紋管換熱器,傳熱系數大;
③當熱媒不回收時,直混式換熱器,換熱效率高;
④地熱技術;
⑤太陽熱水器及其輔助設備;
⑥管殼式、半即熱式、半容積式、容積式及板式換熱器共榮共存、分別適應不同工況。
⑦溫度控制閥,精度、價格;
⑧換熱設備的檢修、傳熱元件的振動、磨損脫焊和積垢;
⑨對半即熱式換熱器是否設有溫度、壓力雙控制的安全措施。
6美化環境、隔振降噪
治理、保護和美化環境,維持生態平衡是可持續發展的關鍵。
(1)作為城市景觀的重要標志——大型多功能噴泉,如彩色音樂噴泉、激光水幕電影、趣味游戲旱泉等等,在全國各大城市涌現,她集中了水工藝、建筑、動畫、聲光、機械、自控等多種學科的先進技術。水景噴泉技術的發展對豐富人民文化生活、創造優美生活環境作出了重大貢獻。
(2)城市綠地、花園草坪的噴灑工藝出現多種形式噴頭,并可通過GPS自動定位和PLC自動控制。
(3)水泵、管道隔振降噪技術已有成熟的工程經驗。
(4)為克服塑料排水管噪聲大的缺憾,開發出許多新產品,如PE靜音排水管、芯層發泡管、螺旋形芯層發泡排水管等,不僅可作單立管排水增大排水流量,同時也可以大幅度降噪。
7建筑消防技術方面應用的動態
(1)在消火栓仍作為建筑物消防的主要手段前提下,加強了自動噴淋滅火的力度,為其向消防主體過渡打下了基礎。自動噴水滅火系統,是當今世界上公認的最有效的自救滅火設施,是應用最廣泛的自動滅火系統。原GBJ84-85《自動噴水滅火系統設計規范》自1985年頒布執行以來,對指導系統的設計,發揮了良好的作用。但隨著新技術新情況和新問題不斷涌現,公安部會同有關部門修編了該規范,并自2001年7月1日起施行。新規范編號為GB50084-2001。該規范的問世對我國自救式消防技術的充實與完善是一重大進步。
(2)消防泵有了行業標準,規范了消防泵生產。切線泵以其恒壓變流量特性引起業內人士極大關注。
(3)《建規》、《高規》、《建筑內部裝修設計防火規范》和《人民防空工程設計防火規范》進行了局部修訂。為了不斷總結經驗教訓,遏制公眾聚集場所,特別是公共娛樂場所和地下商場火災事故的發生,保護人身財產安全,公安部經商建設部同意對上述四項國家標準進行了局部修訂。自2001年5月1日起施行。此次局部修訂的條文內容均為強制性條文。
(4)自從國家要求限制和逐步淘汰鹵代烷滅火劑、滅火器和滅火系統以來,究竟用哪一種替代物取代鹵代烷,至今國家未給出明確技術法規,相關的“氣體滅火設計、施工及驗收規范”尚未出臺。但研究工作,試點工作,在各地方消防部門的積極支持下,已取得了一定的成果,并已應用到工程中。
8大屋面雨水排除技術的重大進步
屋面雨水排除,特別是對大面積車間、廠房屋面雨水排除,經技術經濟比較后認為采用內排水時,按傳統的重力法計算方法,宜采用單頭排水,如采用多斗時,最多不能超過4個。按該計算要求,既使對缺雨的北方大屋面雨水排除,也要有多條雨水懸吊管和立管,除要消耗大量金屬管材外,對車間、廠房設備的布置和生產均有較大影響。目前,在中外合資大跨度機庫、大劇場、大車間屋面雨水設計中,采用了壓力式(虹吸式)雨水斗,采用壓力法計算方法,結束了單斗排水或最多4斗排水系統,摒棄了傳統的重力法計算方法,使大面積屋面雨水內排水的懸吊管不受雨水斗數量限制,不受坡度限制。壓力式(虹吸式)雨水斗的出現和壓力法的計算方法的采用,是一重大的技術進步。
9積極開展技術和產品的規范、標準、標準圖的制定、宣傳和執行工作
(1)宣傳、學習、貫徹執行有關強制性規范、標準,對工程質量的保障起了重大作用。
(2)《建筑給水排水設計規范》、《游泳池設計規范》、《中水設計規范》、《給水排水制圖標準》等國家和行業規范正在修編。
(3)按照“多出、快出、出好”的要求,各種給水排水設備產品的行業標準,如PP-R管、PE管、PAP管、薄壁不銹鋼管、徑向加筋PVC-U排水管、倒流防止器及地漏等標準及其設計、施工驗收規范將陸續頒發執行。
(4)在建設部成立了全國工程建設標準設計領導小組,下設給水排水標準設計委員會、組織編(修)各種國家標準圖,提高工程質量和設計效率。
建筑給排水技術是水工業中的一個重要分支,她的發展是與社會進步、國力增強密切相關的。建筑業,尤其是住宅產業的發展,是拉動國民經濟新的增長點的支柱產業之一,申奧成功、加入WTO、2008年在北京主辦奧運會,為建筑給排水技術的發展提供了絕好的機遇和廣闊的市場。我們堅信21世紀是高新科技發展的世紀,是貫徹以人為本、注重環保的世紀,隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,建筑給排水技術這支奇葩將會綻放得更加絢麗多彩。
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