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浅析建筑地下室排水设计.pdf

1、2 0 1 2年 第 5期 ( 总 1 8 6期 ) 安徽建筑 水 、 电 、 暖 通 技 术 与 应 用 安 徽 建 筑 圜 浅析建筑地下室排水设计 BI M o n Op t i mi z a t i o n o f De s i g n a n d Co n s t r u c t i o n 胡云球( 安 徽 省 建 筑 科 学研 究 设 计院, 安 徽 合肥 2 3 0 0 0 1 ) 摘要: 研究地下室常用的排水类型与设计方案, 要求合理妥当地设 计排水功 效 。 明确地 下室的最佳水深 度 、 以及 消防 紧急排 水泵 所需的 水量 。 尽 量使 地下 室充分发挥 出排 水的功效

2、 的同时 。 还 能够保证 水的 充分合理利用。 关键词 : 排水; 设计; 建筑地下室 中图分类号 : T U 7 6 1 4 文献标识码 : B 文章编号: 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 2 ) 0 5 - 0 1 7 2 0 2 1 概述 整个建筑之中,建筑地下室所占的排水设计比例是最高 的, 它的组成也是全部排水设计中最重要的。建筑地下室主要 用于三大方面: 其一是用作建筑最重要的地下设备中心 , 也就 是机械设备基地, 集中配置了水泵室、 变电配电房、 空调主控房 等; 其二是用作建造地下超市、 地下仓库以及地下停车场; 其三 是作为事故人防储备。建筑地下室通常的标

3、高都比较低, 常常 不能够实现自然排流, 要利用到排水泵的帮忙。 同时, 地下室排 水设计的差异 , 很难达到规定的排水量 , 所以设计的不合理就 会导致排水困难等问题出现, 尤其雨天时节容易造成地下室与 相关设备、 商店 、 停车场被淹。 2 排水 类别 生活废水排放: 建筑地下室配置有多功能住房时, 往往 会有厨房、 洗手间以及洗衣房等, 就会产生生活废水 , 这些废水 需要排放。 灭火排水泵: 当建筑地下室遭遇火灾事故时, 自动 灭火系统就会被启动, 喷水灭火装置常常会因此造成地面大面 积积水过多。 除此之外, 地下室上面的楼层遭遇火灾, 消防人员 的喷水就会顺着电梯、 楼道等流进地下室

4、, 造成地下室水量过 多, 急需排水。人防污水排放 : 通常是人防安置在地下室内, 包括了生活废水与清洗地下室的废水等。其余污水排放: 包 括排水泵的排流、 水池过满溢出排流、 冲洗汽车的废水排放、 下 雨时节的雨水排流、 报警水阀的排流、 地下室外渗水排流以及 放空废水排流 。 3 排水 设计 3 1 排水泵排流设计 建筑地下室都会建有集水池 , 每个池边都需要配置 2台的 排水泵。往往我们利用水泵根据水位的升降而先后被启动, 最 后 2台水泵都作用 , 使用这种水泵作用形式的集水池与泵形都 可 以设计得小巧一些 。 当然 , 除此之外 , 我们还可以先启动一 台 水泵进行作业 , 另外一台

5、留着备不时之需。 所以, 在排水泵的设 计理念上, 要注意的细节是: 在废水的排流管道上, 使用专用的 球状止回阀; 利用潜水泵的自动搅动功能, 来清除过多的积水 沉淀物; 采用声光信号来预警集水池内过高的水位 , 以及这种 收稿 日期 : 2 0 1 2 0 7 3 0 作者简介: 胡云球( 1 9 8 1 一 ) , 男, 安徽青阳人 , 毕业于安徽建筑工业学 院, 学士, 助理工程师。 预警信号必须传达到值班室内, 为了及时通知安检人员, 并对 集水池施行检查处理。 3 2人防排流设计 通常人防处的排流都设计成整合形式 , 也就是利用防爆 裂地漏实现排水。废水的集水池一般都安置在清洗间或

6、楼道 内、 或在防护门附近的过道里, 所以往往会在封闭过道的底端、 人口处、 散播室以及通风垂直井的底端安置防爆裂地漏 , 从而 将废水顺利排进集水池。 建筑地下室内值班的一 、 二等职员住宿处, 安置无生活 废水排出的专用干厕 ; 若安置了通用水厕 , 就要扩大废水集水 池的体积。 同时, 要避免给人防地下室带来过大的压力 , 就要留 意在人防隔离期内, 是不允许对外实行排流的。 3 3生活废水排流设计 通常, 在建筑地下室内是不会安置厕所、 洗手间以及厨房 的, 但是个别建筑毁需要到特殊的安排与设置, 就需要到较高 技术的排污设计。 厨房废水的排流设计 ,考虑到厨房废水内的固体杂物, 就有

7、必要安置网状隔栏, 将一些粗大的杂物飞舞隔离掉; 其次, 安置隔油清理装置, 最后的污水经排水泵作用排出地下室外。 厕所的污水排流设计 ,要求污水流进的集水池进行封 闭, 并且安置在单一的排水泵室内, 避免臭味溢出, 还要保证排 水泵室的空气流通。除此之外, 在废水集水池安置直径较宽的 专用排气管, 从集水池延伸至房屋外面, 这样的设计就保证 了 厕所便器内的完整水封。 废水池内部的排水泵要具有能够切割 废渣废物功效 , 才便于废水的抽取。 所以, 废水集水池需要一定 的技术来设计 , 不然极度容易造成臭味外漏 , 同时会带来修理 与清扫的难题。 通常, 环境 与资金如果允许的话, 最佳就是将

8、厨 房与卫生间置于室外 。 3 4集水池设计 建筑地下室的集水池的设计有一定的设计规定 , 容积设计 范围最小也要容得进最大的排水泵, 同时还要满足排水泵在运 作中每 5 m i n的出水容积, 保证排水泵每 l O m i n自动启动一次。 除此之外, 集水池还要安置网状隔栏 、 水位预警器等设置。 但是 实际操作中, 集水池的安置会受到环境、 施工条件 、 地面结构等 的制约,使得实际的集水池容积并不能够达到实际的规定水 量 。 4 分析排流事故 4 1分析地下室火 灾 当建筑地下室遭遇火灾事故时,自动灭火系统就会被启 动, 喷水灭火装置最糟糕的状况就是水量低于 3 2 1 s , 在一

9、- d , 时 的火灾内能够供应 1 2 0 m, 的水流量;当火灾延续至 2 h或至 3 h , 需要到 4 2 l s 的水量, 也就是是需要到 2 3 0 m 3 或 4 3 5 m3 的水 流量。 所以, 要保证火灾的消防用水量, 地下室的集水池就得存 储有 4 0 0 m 。 6 0 0 m 的水量容积。 地下室越宽、 高度越大, 集水池 就能够容进越多的水,设备的门槛安置度就是最佳的水深度。 只要明确了地下室的高宽以及最佳水深, 就能够估测出最佳的 地下室排水量。 4 2分析明确 水深 ( 下转 第 1 6 4页 ) 蚕 2 0 1 2年第 5期( 总 1 8 6期 ) 安徽建筑

10、结 构 设 计 与 研 究 应 用 安 徽 建 筑 圆 圈 7 添加锚杆计算图 图 8 等效应力 与组合时, 第二种可变荷载的组合值系数为 0 6 。 由程序 自身进 行钢框架默认组合, 得出多种荷载组合方式进行运算。计算得 出, 檩条的最大应力比为 0 7 2 8 , 主弦杆的最大应力比为0 7 3 4 。 但在两侧钢板桁架中, 显示钢板长细比过大, 可能会发生失稳 破坏, 所以这部分在 A N S Y S中进一步做屈曲和大变形分析。 在 此模型计算中,预应力主要来平衡钢框架 由于 自重引起的变 形, 是采用等效降温法实现的。 上述荷载默认组合中未考虑一种特殊的结构: I : 况: 就是在

11、向上风载 、 自重和预应力组合时, 由于风荷载的数值大于结构 和玻璃自重, 预应力拉索将产生压应力, 退出结构工作并改变 结构的计算构形。为了了解拉索退出工作结构的受力特性, 在 此认为当风荷载和恒载相当时, 拉索正好应力为零, 当风荷载 继续 向 E升的过程 中, 继续增加 的风 荷载由主弦杆 承受 。为了 了解恒载标准值和向上风荷载标准值作用下的控制作用反力, 首先得到这两种工况作用下 的支座反 力, 分别见图 4和图 5 。 风荷载抵消恒载后的荷载增量下, 相应的模型见图 6 。 根据组合 : 1 4风荷载 一1 2恒载 =1 41 7 0 6 5 3 1 2 1 6 6 6 9 8 =

12、 3 8 8 7 7 ( N) , 风荷载和恒载组合后还有 3 8 8 7 7 N的向下 支座反力, 这部分力只能由桁架主弦承担。 所以, 在上面模型中 桁架主弦上施加了的均布线荷载( 桁架主弦两端铰接) 。 经过程序验算得出,在桁架主弦只承受均布线荷载时, 杆 件均未通过验算。 因此 , 在张弦桁架两侧分别添加抗风锚杆, 位 置在桁架支座下 2 5 m, 见图 7 。 通过程序校核, 所有的杆件都通 过验算。 可见, 预应力拉索失效后, 等效均布线荷载只能由主弦 杆承受, 由于张弦梁跨度较大, 主弦杆变形和应力比均未满足 规范要求。 通过增加抗风锚杆, 减小主弦杆计算长度, 使得结构 能满足

13、变形和强度要求。 2 3 2 A N S Y S 模 型 本分析过程考虑了材料非线性和几何非线性。 在开始时没 有设计使用侧向钢板斜拉杆和斜向撑杆 , 计算得出, 侧向钢板 桁架竖向和水平变形均超过规范规定,且稳定系数为 1 2 。所 以, 在侧向钢板桁架中添加了交叉斜拉杆 , 这不仅大大减小竖 向变形, 更使得结构的稳定系数显著增加到 4 5 ; 添加斜向撑杆 后侧向钢板桁架的水平变形大大减小,在规范规定范围之内, 且使得侧向钢板桁架与主平面张弦梁结构连为一个整体 , 共同 工作。 图8为计算得出的结构等效应力, 均未屈服。 最大等效应 力为 1 4 8 M P a , 发生在主弦梁上。 3

14、 结论 张弦梁屋盖体系一般自重较轻,在基本风压较大的时候, 特别要注意预应力拉索失效, 结构失稳, 必要时可增大结构 自 重或添加抗风锚杆。 参考文献 【 1 】 游小华 , 吴美琴 张弦梁 的结构特点和研究 】 江西科学, 2 0 0 5 ( 6 ) 2 齐永胜, 刘爱华, 周军文 张弦梁结构预应力张拉有限元模拟方法 比较 J J 山西建筑 , 2 0 0 5 ( 9 ) 3 】 焦瑜 , 宋剑波 , 周晓峰 , 李亚明某 张弦梁屋盖结构的设计与施3 5 J 1 空间结构 , 2 0 0 5 0) ( 上接 第 1 7 2页) 地下室往往被用作建筑最重要的地下设备中心 , 也就是机 械设备基

15、地。集中配置了水泵室、 变电配电房、 空调主控房等。 空调主控房通常要比地面高出 2 5 0 ra m一 3 5 0 ra m左右, 水泵室通 常要比地面高出 2 0 0 m m 3 5 0 ra m左右, 变电配电房通常要比地 面高出 8 5 0 m m一 9 5 0 m m左右 , 这要考虑到电缆的便利走线以及 便于排水, 就有必要将电房内的地面建高。 除此之外, 变电配电 房还要设立高门槛, 避免电房设备发生故障, 有汽油外漏, 造成 更严重的火灾。综上所述, 地下室的机械设备基本上都要比地 面高2 0 0 m m。因此, 无论是地下设备中心, 还是地下仓房、 地下 停车场, 出现积水在

16、 2 0 0 ram以下的深度, 都不会对设备以及汽 车财物造成非常严重的影响。 4 。 2分析火灾中排水泵应用 喷水灭火装置在发生火灾时,水量在 3 2 l s 左右,就需要 4 2 l l s 的 自动灭火栓 , 总的灭火水流量就为 7 4 l l s , 也就是说 , 此 时运作的排水泵水流量为 7 4 , 就能够在-4 , 时的火灾内供应 1 2 0 m 。 的水流量。当火灾延续至 2 h或至 3 h , 需要到 4 2 L l l s的水 量 5 2 1 s的自动灭火栓, 总的灭火水流量就为9 4 l s , 所以排水泵 水流量为 9 4 l s , 也就是是 需要 到 2 3 0

17、m 或 4 3 5 m 的水流量 。依 据这样的数据, 就能够选择功率较大的排水泵。也就是说地下 室内的积水在 2 0 0 mm以下的深度,同时总面积在低于 2 7 0 0 m: 或 4 0 0 0 m 时 , 这些积水都不会对机械设备形成破坏。 5 结论 针对如何合理利用建筑地下室排水, 以及如何规定排水量 等问题进行分析,尽量使地下室充分发挥出排水的功效的同 时, 还能够保证水的充分合理利用。 所以, 地下室合理妥当地设 计排水功效, 明确地下室的最佳水深度、 以及消防紧急排水泵 所需的水量, 这对保证地下室的排水都有重要的意义。 参考文献 i 1 邵水松 对审报杭州世界地质公园的建议 J 】 建筑科技与管理, 2 0 1 0 ( 1 2 ) 【 2 】2 李铁锋 防灾减灾宣传教育刻不容缓【 J 】 水文工程地质, 2 0 1 1 ( 4 ) 【 3 】 文攀琴 聚合物水泥防水涂料性能关键影响因素分析J 】 福建建材 , 2 o o 9 ( 5 2 ) 4 】 王祖凤 浅谈混凝 土结构加 固设计方法【 J 】 山西建筑 , 2 0 1 1 ( 3 ) 5 邹宇 浅谈住宅小 区给排水设计的节约措施 J 】 山西建筑 , 2 0 1 0 ( 1 7 ) 虽

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