建筑給水排水存在的問題研究論文

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摘要：針對建筑給水排水工程設計和實踐中幾個問題進行了討論分析，并提出了解決方法。包括生飲水系統，屋頂水箱的設計要求，建筑物空氣加濕系統的節水，排水立管系統的等級劃分以及地漏應用。

關鍵詞：生飲水屋頂水箱結露加濕節水通氣立管地漏

隨著我國國民經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對建筑給水排水工程的設計和器具設備的設置提出了更高的要求。下文是作者就建筑給水排水工程設計的幾個問題所做的分析并提出的解決方法。謹供同仁參考，不妥之處請批評指正。

1生飲水系統

為適應國際標準和與國際接軌，國內一些高級賓館先后上了生飲水系統。但是目前國內還沒有一個統一的生飲水水質標準，與之相接近的是《飲用天然礦泉水》(GB8537-87)瓶裝水水質標準。這個標準除微量元素外，其物理感官指標和微生物指標與《生活飲用水衛生標準》(GB5749-85)相同。因生活飲用水為流動水而瓶裝水為靜止水，顯然我國的瓶裝水水質標準太低(GB17323和GB17324瓶裝飲用純凈水及衛生標準已公布，從1999年1月1日起實施，編者注)。比較而言國內的純水瓶裝水的企業標準都很高，一般物理感官指標和微生物指標都為零，基本與國際生活飲用水水質指標接軌。

建筑物內的生飲水以城市自來水為水源，不考慮毒理學、有機物、致突物質等的處理，一般可僅考慮物理感官指標和微生物指標。水中的懸浮物是細菌和病毒的載體，發達國家的飲用水標準濁度為零，而我國生活飲用水標準為3度。1度指1L蒸餾水中含1mgSiO2。在實驗室用電鏡檢測，0.2mg/L的水中含有幾十萬個顆粒，最大顆粒直徑為1～5μm。細菌的直徑為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及細菌和病毒。

美國對過濾去除細菌和病毒作過大量研究：河水經過自然沉淀和慢砂濾，可去除水中99%的細菌，冬季低溫時可能下降到94.1%～97.3%；混凝過濾可得到97%以上的除菌效果。過濾對病毒的去除率有ROBECK報道：濾速為1.3～4.1mm/s時，原水中加入的脊髓灰質炎Ⅰ型病毒不經沉淀，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種類的細菌，但仍有極少數懸浮物、細菌和病毒存在。生飲水水處理的目的就是進一步去除自來水中懸浮物、細菌、病毒和未去除的雜質。

生飲水的水處理工藝為：一級砂濾+二至三級膜過濾+紫外線和O3聯合消毒。城市自來水經上述水處理工藝處理后基本可達到物理感官指標和微生物指標為零或有5%的浮動(與國家生活飲用水標準比)。如若要處理有機物和致突物質就要在砂濾后加活性炭過濾。砂濾主要起保護作用，其粒徑為0.4mm～0.8mm，濾速為3m/h～6m/h；最后一級膜過濾為0.20μm～0.45μm的膜。這符合國家《醫藥生產管理規范》對注射用水的要求。

建筑物內生飲水系統的供水管網應采用循環給水系統，管網流速不低于0.6m/s，以防滋生微生物。回水應進行0.20μm～0.45μm的膜過濾及紫外線和O3聯合消毒，進一步除去管網中雜物和微生物，才能再一次進入供水管網。新建供水管網應消毒和沖洗后才能應用，且一個季度或者半年消毒一次，消毒劑和消毒方法應符合國家《醫藥生產管理規范》。生飲水的供水管和設備應采用食品型不銹鋼管和食品型不銹鋼，管道采用管卡連接，設備不應有死角，以便于管道和設備清洗。

2屋頂水箱的設計要求

2.1水箱啟停泵水位

《建筑給水排水設計規范》(GBJ15-87)(以下簡稱《建水規》)，有關水箱的設計為第2.8.1條至2.8.5條，但并沒有規定屋頂水箱的啟停泵水位。致使水箱出現了調節容積太少，有時在最大秒流量時供水不足。

水箱容積應有水箱有效調節容積和啟停泵容積兩部分。水箱有效調節容積應為《建水規》第2.8.1條規定的：水泵自動啟動時，不小于日用水量的5%。水箱的啟泵容積應借用《建水規》第2.8.8條規定的氣壓供水設備的水容積計算公式。

Vx＝C.Qb／（4nmax）(1)

式中

Vx——水箱啟停泵容積，m3；

C——安全系數，一般取1.5～2；

Qb——水泵出水量，m3/h；

nmax——水泵啟動次數，取6～8次/h。

Vx僅為日用水量的0.5%～0.7%，為水箱有效調節容積的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置比較合理。這樣可避免水泵啟停占用水箱有效容積、不會出現水箱供水的高峰斷水現象。

2.2水箱防結露保溫

調查中我們發現，北京有采暖的水箱間幾乎都無防結露措施。夏季水箱結露嚴重，造成水箱外壁大面積點蝕和孔蝕，導致水箱的壽命縮短。同時水箱間潮濕，一些不易清掃的地方滋生藻類，使環境不潔。

3建筑物空氣加濕系統的節水

空氣的濕度是空氣質量的重要參數，其對人類、食品、蔬菜和電子產品、高檔紡織品的質量影響極大。不僅如此，空氣濕度對空氣中細菌的存活率有著決定性的作用。空氣濕度為50%時，大腸桿菌的存活率為5%；空氣濕度為20%時，大腸桿菌的存活率為65%。空氣中細菌的存活率對人類和動物的呼吸道得病率有著極大的作用。濕度過低，電子設備的機房內將產生較強的靜電壓，空氣濕度為20%時靜電壓為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備出故障，機房的濕度通常宜在45%～65%之間。隨著生活水平的提高和對電子設備的維護保養等提出更高的要求，人們對空氣加濕要求達到更高水準。電子行業和星級賓館的空氣濕度設計值詳見表1。

表1星級旅游賓館的室內濕度的設計值

房間類型夏季冬季空氣中

含塵量

/mg/m3

空氣溫度相對濕度空氣溫度相對濕度

/℃/%/℃/%

客房一級24≤5524≥50≤0.15

二級25≤6023≥40

三級26≤6522≥30

四級27-21-

餐廳

宴會廳

多功能廳一級23≤6523≥40≤0.25

二級24≤6522≥40

三級25≤6521≥40

四級26-20-

商業

服務一級24≤6523≥40≤0.25

二級25≤6521≥40

三級26-20-

四級27-20-

美容理發室24≤60≤23≥50≤0.25

康樂設施24≤60≤20≥40≤0.15

據調查，北京、上海等大城市的星級賓館和電子業冬季加濕較為普遍，在北京一些高檔辦公樓亦增設空氣加濕。空氣加濕有汽化式加濕、蒸汽式加濕、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，通過與空氣對流而蒸發加濕。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，且易產生無機鹽霧——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生白粉的限制，國內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。如一棟5萬m2的辦公樓，設計加濕有效用水量為0.78m3/h，而加濕用水量為2.6m3/h，則浪費水量為1.82m3/h。若一天按10h的計，則每日浪費水量為18.2m3；一個月按22天計，浪費的水量達400.4m3。因此冬季建筑物和工廠加濕用水的節水是城市節水的新途徑。

空氣加濕的排放水為優質雜排水，與新鮮自來水相比僅含鹽量略有增加。這部分排水應首先考慮二次利用或進入中水站再生利用，在沒有上述條件的情況下考慮自我循環利用。循環利用應首先考慮消毒滅菌，以便保證空氣質量。

4排水系統

建筑物排水立管和地漏的設置，對室內衛生水平特別是衛生間的空氣質量起著決定性的作用。目前國內《建水規》中排水立管的設置要求主要是依據排水量來決定的，沒有引入室內衛生質量等級這一設計參數。建筑物盡管等級很高，但衛生間仍為單立管排水，致使臭味不斷，很不相稱。

4.1排水立管系統等級

排水立管系統的等級一般可分為單立管系統、雙立管系統(輔助通氣立管)、環形通氣立管系統(專用通氣立管)、器具通氣立管系統4個等級。根據《建水規》，后3種立管系統排水能力相同且大于單立管系統，而破壞水封的可能性逐級降低。亦即從單立管系統到器具通氣立管系統，衛生間空氣質量依次更好。盡管《室內給水排水工程》教科書中提出，衛生標準較高的排水系統，如高級旅游賓館，應設置器具通氣立管。但《建水規》中沒有相應的條文，致使國內排水立管系統多為單立管或雙立管系統，且有不少高層住宅還用單立管系統，造成很多無外窗的衛生間空氣質量低劣。為此建議：建筑物應根據其不同的等級和衛生間的位置而設置不同級別的排水立管。

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入衛生間，使衛生間空氣質量下降。雙立管系統雖平衡了立管內的壓力，不致因立管壓力波動而造成水封被破壞。但仍無助于橫管內壓力的平衡。我們知道排水橫管的水流為沖激流，沖激流引起橫管內管道壓力的變化，對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。環形通氣立管系統不僅能解決立管內的壓力波動，而且能解決橫管沖激流抽吸和回壓對橫管單頭器具水封的破壞。器具通氣立管系統不僅能解決立管內的壓力波動，而且能完全解決橫管沖激流抽吸和回壓對器具水封的破壞。表2為4種排水立管系統的比較表。

表24種排水立管系統比較表

名稱單立管

排水系統雙立管

排水系統環行通氣立管

排水系統器具通氣立管

排水系統

圖式

優缺點投資最少

節省面積最大

排水能力低

水封易破壞

衛生間空氣質量差投資適中

占地面積適中

排水能力大

水封較不易破壞

衛生間空氣質量較好投資稍大

占地面積適中

排水能力大

水封不易破壞

衛生間空氣質量好投資最大

占地面積大

排水能力大

水封難破壞

衛生間空氣質量最好

環境條件有外窗多層無外窗多層，有外窗高層，高級公寓賓館無外窗高層，1～3星級賓館，封閉廠房4、5星級賓館，封閉廠房

鑒于我國的實際情況和未來國人對室內衛生質量的要求，建議排水立管的設置按表2中的環境條件設置——有外窗的多層建筑宜采用單立管排水系統；無外窗的多層建筑、有外窗的高層建筑、高級公寓賓館宜采用雙立管排水系統；無外窗的高層建筑、1～3星級賓館、封閉廠房宜采用環形通氣立管排水系統；4、5星級賓館、封閉廠房宜采用器具通氣立管排水系統。這樣可以適應與國際接軌和國人對室內衛生的高標準需求。

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。許多專家學者撰文探討老式鐘罩式地漏的水封易受破壞，造成對室內空氣質量的影響問題。為此國內開發了不少新式地漏，這些地漏多在老式鐘罩式地漏的基礎上加大水封或加活動密封件。但它僅能部分解決問題，隨著時間的推移又會出現新的問題即地漏易堵，清掃時密封處易受破壞導致密封不嚴，造成室內空氣仍然污濁。參閱美國規范并與英美等國的工程技術人員探討，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。

參考文獻

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