高层建筑排水.doc

第六章 高层建筑排水 排水系统 一 排水系统分类 高层建筑的排水系统按其排水水质可分为: 粪便污水排水系统 排除从大便器、小便器、净身盆排出的污水, 其中含有便纸、粪便和杂质等。 生活废水排水系统 排除从卫生器具排出的各种洗涤废水、其中含有洗涤剂、洗涤下来的皮屑、毛发和细小的悬浮物等。 生活污水排水系统排除生活废水和粪便污水的排水系统。 雨水内排水系统 排除屋面的雨水, 其中含有从屋面冲刷下来的灰尘等。 厨房污水排水系统 排除厨房内洗涤、烹调用后的污水, 其中含有油脂和食物碎屑等。 其他排水系统 排除洗车和冲洗汽车库地面的污水, 各种水池的排放水和部分冷却水等。 此外, 根据建筑物的使用目的还有医院污水、实验室污水、 洗衣房污水等排水系统。 二 建筑污水排放和系统选择 排水系统采用分流或合流, 应根据建筑性质、规模、污水性质、污染程度, 结合市政排水制度与处理要求综合确定。 当城镇接受排水的水体或市政污水管道对排入的污水要求较高, 需要设置建筑或基地的污水处理站时, 生活废水与粪便污水宜合流排出。排放方式如下:生活废水粪便污水厨房污水市政下水道隔油池污水处理站其他含油废水或水体其他废水雨水雨水道或水体 当污水处理站为整体地埋式污水处理装置时, 粪便污水宜经化粪池处理后再接入污水处理装置。 生活废水粪便污水化粪池厨房污水市政下水道隔油池污水处理站其他含油废水或水体其他废水雨水雨水道或水体 建筑物排出的污水符合市政污水管网的要求, 但城镇污水管理部门要求处理时, 一般可采用化粪池进行简单处理后排出, 其粪便污水宜与生活废水分流。生活废水粪便污水化粪池市政下水道厨房污水隔油池其他含油废水其他废水 建筑物排出的污水如温度过高时, 应进行降温后排入下水道。 三 高层建筑排水系统的特点 污水在排水立管中的流动, 与一般的重力流和压力流不同, 是一种极不稳定的气 水两相流。在高层建筑中, 由于排水立管长、水量大、流速高，往往引起管道内的气压极大波动，并可能形成水塞，造成卫生器具溢水或水封被破坏。从而使下水道中的臭气侵入室内，污染环境。实践和理论都说明：高层建筑排水系统功能的优劣，在很大程度上取决于排水管道通气系统是否合理。因此，在高层建筑中通气系统在排水系统中占有重要地位。一个完善的排水系统，应满足以下各点要求： 管道布置要合理，水力条件好，能迅速排出污水； 尽可能的使排水系统的管道内保持气压稳定，防止水塞的形成和水封被破坏； 管道安装牢固，防振，隔振和减少噪声； 检修方便。四排水管道中的水流运动建筑排水系统由卫生器具，器具排水管，横支管，立管，排出管和通气管等组成。水流在不同的管段中的流动情况不同，形成各自的特殊性。排水横支管中的水流运动排水横支管是接纳各卫生器具排水管的来水, 卫生器具排水的特点 是间歇性排水, 历时短, 流率高, 水流迅猛具有冲击性。尤其是虹吸式大便器的排水更为明显。当水流突然排放，在器具排水管与横支管的连接处 （端部弯头或三通）， 水流首先是冲击对面的管壁，然后冲向下游，水流紊乱并与管道中的空气剧烈混合，形成波动的气水混合流，并产生水跃使水面壅起。如波顶达到管顶而产生一段长度的满流，就形成水塞流动。在水塞的下游，产生正压，水塞的上游侧形成负压（这负压可能造成水封被破坏）。水流经过一段时间和距离的流动之后，能量损失，水面逐渐下降，流速减小，趋向平稳流动，如图6.11。因此，各横支管内的水流不应超过最大充满度的要求，使空气能在水面上自由流动，并容纳一定的高峰负荷。但超负荷的情况仍有可能发生，特别是在横支管上连接的卫生器具较多时，为保持管内气压稳定，则应在负压区补入空气，在正压区排泄空气，这就需要设置通气支管。图6.11 横支管中水流 立管中的水流运动排水立管中的水流状态是随管道中水流充满情况而变化的。根据立管水流运动的试验研究 （试验条件为，单一出流，流量由小到大，立管上端通大气， 下端接至下水道），其水流状态的变化过程大致分为以下三个阶段。初期水量较小，水流是沿着管内壁呈不规则的螺旋状向下流动，这时立管中央部分的空气能正常流通，管内气压稳定。这一阶段的水流可称为细线流或螺旋流。随着水量的增加，沿着管内壁的细小水流逐渐连接成片，复盖住管壁，形成具有一定厚度的水膜。螺旋流动逐渐消失，水流沿管壁下落，管内气压仍较稳定，此时的水流状态称作环膜水流。但是，这种状态是过渡性的，当水量逐渐增加，水膜达到一定厚度时，受空气阻力和管壁摩擦阻力的作用，水膜从管壁上分离出来，膜面相接而形成隔膜。初期形成的隔膜水流，在下落过程中压缩空气，直至增压的空气冲破隔膜。一部分水流又形成环膜流，一部分水流破碎成细小水流在管中央下落。这种状态是发生在水流充满立管断面1/41/3的时候。水量继续增加，隔膜的形成更加频繁，变为不易破碎的水塞流，引起立管内压力的激烈波动。如图6.12。图6.12排水立管中的水流 排出管中的水流运动 当立管内水流下落距离较长时，水流以很高的速度进入排出管。在水流方向由垂直下落转入水平流动时，水流的一部分动能转变为位能，形成水跃。如果水量小，排出管的坡度大，水跃就不易形成。水流从水跃发生处向下流动，受到摩擦阻力的影响，流速逐渐减小， 渐渐的变成稳定的明渠渐变流（如图6.13）。当水量较大、 水流方向急剧转变时，就会发生满流水跃而成为水塞，严重时甚至造成回压，使距离排出管高度较小的底层卫生器具存水弯的水封破坏，发生喷溅。为了排除这种回压，可在立管的图 6.13排出管中的水流底部接出通气管。从排水管内水流运动的情况可以看出，夹气水流的大小决定了排水管道系统工作状态的优劣。为避免水流在下降过程中产生过大的压力波动而破坏卫生器具的水封，必须使立管中的流量控制在一定的范围之内, 即对各种管径的立管，确定一个最大允许流量值（立管的排水能力）。立管最适当的流量是控制立管内水流呈环膜流状态的范围内，这时水流充满立管断面的1/41/3。污水立管的最大排水能力就是根据这一原则并考虑通气方式而确定的。五排水立管中的压力变化 生活粪便污水在立管中的水流运动，不仅是气水两相流，实际上水流中还掺有粪便、纸团等固态物，因而是一个固、液、气三相流。随着流量的增加， 可能比试验的条件更容易提早出现隔膜流和水塞流， 形成一种固、 液、 气三相混合的“水团”在管道中流动。当 “水团” 从排水横支管流入立管后，即有水沿管壁呈膜流流动，也有固体的垂直下落。在“水团”的上侧形成负压区， 在其下侧的一定距离处形成正压区。排水立管中的水流，由于管壁和空气的阻力在下落一定距离后，重力和阻力达到平衡时，便保持匀速运动。这时的流速称为“终限流速”， 从水流流入立管的入口处至达到“终限流速”的距离称为“终限长度”。排水系统的管道布置一排水管道布置的基本原则排水路径简捷，水流顺畅；避免或减小系统管道中气压的剧烈变化；应尽量避免排水管道对其他用房功能的影响或干扰；施工安装方便。二排水系统所有高出地面的卫生器具和排水设备的排水，应重力排入室外下水道。所有低于地面的卫生器具和排水设备的排水，应重力排入集水坑，然后提升排到重力流排水管中。超过层的建筑物，底层的卫生器具，应单独设置排出管或排入提升系统。 超过层的建筑物，宜将地面以上最底下的 层的卫生器具设立管单独排出。对于建筑物的上部和下部房间平面布置不同，要求排水立管数量也完全不同时，可将排水系统分成两个区。一个区为上部房间服务，并在本区的下一层顶棚内设排水管，再向下单独排出室外。另一区为下部房间服务，并在顶棚内连接通气管，通气管可通到附近屋顶或与上部排水系统通气管连接。高层建筑的雨水系统和生活污水系统应分流排出。地下车库应设带有格栅的地沟和连接地沟的排水管，以便排除冲洗地面水、洗车水、喷淋装置和其他消防排水。并设置泵房或泵坑，排水泵的排水能力宜。汽车库的排水在接入排水干管之前，应先接至油水分离器或隔油池和沉砂池（井）的单独系统中。在汽车库进出口的坡道底部和坡道二分之一处应设截流排水沟。三排水管道布置和连接在布置排水管道时应尽量避免排水横支管过长，并避免支管上连接卫生器具或排水设备过多。当排水器具分散使得横支管过长时，宜采用多立管布置，然后在立管的底部用横管连接。当排水支管上连接的器具较多时，应作好器具通气管和环形通气管。排水管道应避免通过食堂、餐厅或厨房烹调处的上方。如不可避免时，应对管道采取保温隔热等措施，并设在吊顶内，且管道应采用镀锌管材。排水管道应尽量避免穿过卧室、病房、会议室、音乐厅等对卫生和安静要求较高的房间。并避免靠近与这些房间相邻的内墙。排水支管不应接在排出管上。排水支管连接在排水横干管上时，连接点距立管底部的水平距离不宜小于，且支管应与主通气管连接。排水横支管与立管的连接，宜采用正三通而不宜采用 或 斜三通。一些规定中要求采用后者附件连接，水力条件较好，有利于支管排水顺畅。但在高层建筑中，特别是立管较长，连接支管较多时， 横支管的水流快速冲入立管，将使立管内气压的变化太大，破坏系统正常工作。排水立管与排出管的连接，宜采用弯曲半径不小于倍管径的弯头或两个弯头。车库埋地排水管应采用型存水弯代替型存水弯。车库地漏的排水管管径应，连接两个地漏的排水横管应，连接三个地漏的排水横管应。排出管应采取防沉降措施：排出管在穿墙处设置钢筋混凝土套管或简易管沟，其管顶至沟（或套管）内顶的空间不应小于建筑物的沉降量，并不小于0.2。沟（或套管）内填轻软质材料。排处管采用钢管，坡度不宜小于0.02，且应采用柔性接口。四排水管道的敷设和安装排水管道的坡度，按表.确定。 排水管道坡度表管径生活污水其他污水其他废水()通用坡度最小坡度检查口排水立管上应设检查口，检查口之间的距离不宜大于，且在建筑物的最底层和有卫生器具的坡屋顶建筑物的最高层应设检查口。当立管上有乙字管偏位时，在乙字管和偏位处的上部应设检查口。立管上检查口的安装高度，一般为距地面 1.0， 并应高出卫生器具上边缘0.15。连接个及个以上的大便器或个及个以上的卫生器具的污水横支管上, 宜设置清扫口。在水流转角小于的排水横管上，应设置检查口或清扫口。在排水横管的直线管段上，检查口或清扫口之间的距离不应大于表.的规定。排水横管的直线管段上检查口或清扫口之间的最大距离表排水管径清扫口或检查口最大间距（）清扫附件清洁废水生活污水含大量悬浮或（）沉淀物的污水清扫口检查口清扫口检查口检查口排水横管上的清扫口应设置在楼板或地坪上与地面相平。排水管起点的清扫口与垂直于横管的墙面的距离，不得小于。管径小于的排水管上设置的清扫口，口径应与管道同径；管径大于的排水管上的清扫口，其口径可采用。从排水立管或排出管上的清扫口，至室外检查井中心的最大长度，不应大于表.的规定。排水立管或排出管上的清扫口至室外检查井中心的最大长度表.管径（）以上最大长度（）排水立管宜采取以下防护措施：每隔 层设置承重支座，使管道重量分散至各承重支座；立管最底部弯头处应设支墩或承重支吊架。生活污水管道不宜在建筑物内部设检查井。当必须设置时，应采取密闭措施。详见有关地下室排水的叙述。. 排水系统的水力计算 排水管道水力计算的任务，是计算管段的设计流量，从而确定管径和坡度。设计流量与卫生器具的排水量及同时排水的器具数有关。所谓器具的排水流量，是指一个卫生器具在排水过程中，以排出排水总量的排出开始，至排出为止的平均秒流量。一卫生器具当量法国内设计规范采用的设计秒流量计算公式，是以卫生器具的排水流量和当量值为基础，并考虑建筑中卫生器具的使用规律而确定的。住宅、集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公楼和学校等建筑的生活污水设计秒流量按下式计算： .帷蹋巍。瘢怼。.）式中 计算管段设计秒流量（）;计算管段的卫生器具排水当量总数;帷萁镉猛径南凳砂幢恚.确定;计算管段上排水量最大的一个卫生器具的排水流量（）。计算所得的流量值如果大于该管段上卫生器具排水流量的累加值时，应按卫生器具排水流量累加值计算。卫生器具排水的流量、当量和排水管的管径表.序排水流量当量排水管卫生器具名称号管径（）污水盆单格洗涤盆（池）双格洗涤盆（池）洗手盆，洗脸盆（无塞）（有塞）浴盆淋浴器大便器高水箱低水箱自闭冲洗阀小便器手动冲洗阀自闭冲洗阀自动冲洗水箱小便槽（每米长）手动冲洗阀自闭冲洗阀化验盆净身器饮水器家用洗衣机系数嶂怠”恚叮畅建筑物集体宿舍、旅馆和其他公共建住宅、旅馆、医院、疗名称筑物的公共盥洗室和厕所间养院、休养所的卫生间帷怠。保怠。玻啊玻公共浴室、洗衣房、公共食堂、实验室等建筑物的生活污水设计秒流量，按下式计算：（.）式中同类型的一个卫生器具排水流量（）;同类型的卫生器具数；卫生器具的同时排水百分数，按表.，.，.器具同时排水百分数表序同时排水百分数（）卫生器具名称号公共浴室洗衣房洗涤盆（池）洗手盆，洗脸盆，盥台水龙头浴盆淋浴器大便器自闭冲洗阀小便器手动冲洗阀自闭冲洗阀自动冲洗水箱小便槽（每米长）冲洗花管净身器（妇女卫生盆）饮水器实验实卫生器具同时排水百分数表序同时给水（排水）百分数（）卫生器具名称号科研实验室生产实验室单联化验龙头双联或三联化验龙头影剧院、体育场、游泳池、公共饮食业卫生器具同时排水百分数表同时排水百分数（）器具名称影剧院体育场公共饮食业游泳池洗手盆洗脸盆淋浴器大便器冲洗水箱自闭式冲洗阀自动冲洗水箱小便器手动冲洗阀自动冲洗水箱小便槽多孔冲洗管小卖部污水盆饮水器蒸锅生产性洗涤机器皿洗涤机开水器 排水横管的水力计算按明渠均匀流计算，如下式：（）/（） 管道粗糙系数，见表 管径（） 流量（）管道粗糙系数表.管材陶土管，铸铁管混凝土管石棉水泥管，钢管塑料管在实际工作中，一般是利用水力计算图表选定管径。一般生活污水的排水横管和排水立管管径可按表.采用。公共食堂厨房内的污水，常含有油脂和食物碎渣，当采用管道排除时，其管径应比计算管径大一级，且干管管径不得小于米，支管不小于。连接个或个以上小便器的排水横支管管径不得小于。医院污物洗涤间内洗涤盆（池）和污水盆（池）的排水管管径，不得小于。横管的排水能力表横管的排水能力（）坡度D=D=D=D=D=D=污水立管的最大排水能力表排水能力污水立管管径无专用通气立管（有伸有专用通气立管或主通（）顶通气管）气立管不通气的排水立管的最大排水能力表.立管工不通气的排水立管的最大排水能力（）作高度排水立管管径（）（）二器具排水负荷单位法这是一种美国最早采用的方法，以洗脸盆排水（在排水管径为时，排水量为），作为一个器具排水负荷单位。以各种器具的最大排水流量除以洗脸盆的标准排水流量，同时考虑器具的同时使用情况、使用频率等因素定出各种器具的排水负荷单位数。因此，各种器具的排水负荷单位数，并不完全是洗脸盆排水流量的简单倍数，而是用来表示排水系统在假定的最大使用频率条件下，器具排水负荷的大小。这样，就可以使一个有几种不同类型卫生器具的排水系统，能较方便的直接累加它们的排水负荷单位数。表.为各种器具的排水负荷单位。卫生器具排水负荷单位数