地下室给排水系统设计问题及解决方案研究.pdf

25现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 4 期2024 年 2 月Vol.3 No.4Feb.2024地下室给排水系统设计问题及解决方案研究郭艳君中铁上海设计院集团有限公司，上海 200000摘 要：地下室作为高层建筑不可或缺的辅助用房之一，能够有效满足城市快速发展建设的需求，并缓解当前人地矛盾的突出问题。相关单位应高度重视建筑地下室的设计工作，尤其是给排水系统的建设。研究了建筑地下室给排水设计中的若干问题，并以地下室车库为案例详细探讨地下室给排水系统设计方案。采用文献研究法搜集与建筑地下室给排水设计相关的资料，同时结合案例研究法深入分析给排水设计要点。分析了建筑地下室给排水设计中存在的问题，并提出相应措施，确保建筑地下室质量并延长使用寿命。建筑地下室给排水设计需不断创新设计理念及技术手段，为建筑地下室的给排水设计注入新的活力，推动建筑行业的可持续发展。关键词：建筑地下室；给排水设计；若干问题中图分类号：TU961 文献标识码：AAnalysis and Solution Research on Several Issues in Basement Water Supply and Drainage DesignGuo YanjunChina Railway Shanghai Design Institute Group Corporation Limited,Shanghai 200000Abstract:Research several issues in the design of basement water supply and drainage in buildings,and explore in detail the design scheme of basement water supply and drainage system using basement garage as a case study.Using literature research method to collect information related to the design of basement water supply and drainage in buildings,and combining case study method to deeply analyze the key points of water supply and drainage design.As one of the indispensable auxiliary buildings in high-rise buildings,the basement can effectively meet the needs of rapid urban development and alleviate the prominent problem of the current contradiction between people and land.Relevant units should attach great importance to the design of building basements,especially the construction of water supply and drainage systems.We should recognize the problems in the design of water supply and drainage in building basements,and take effective measures to ensure the quality of building basements and extend their service life.The design of underground water supply and drainage in buildings requires continuous innovation in design concepts and technical means,injecting new vitality into the design of underground water supply and drainage in buildings,and promoting the sustainable development of the construction industry.Keywords:building basement;water supply and drainage design;several issues作者简介：郭艳君（1992），女，硕士，中铁上海设计院集团有限公司工程师，研究方向为建筑给排水设计。随着城市发展的快速发展，地下空间的开发和利用日益重要。地下室作为常见的地下空间形式，在商业、居住和公共建筑中得到广泛应用。但是地下室的给排水设计问题一直是建筑工程领域亟待解决的难题之一。受地下室的特殊环境影响，给排水系统的设计和施工相较于地面建筑更为复杂。地下室给排水设计的合理性关系到地下室的正常使用1。合理的排水系统能够有效地防止地下室渗入积水，科学的污水收集和处理系统能够确保污水的有效排放，减少对环境的负面影响；有效的水消防设计可确保消防安全，控制火灾的蔓延和扩散。因此，地下室给排水设计的研究对于保障地下室建筑质量具有重要意义。本文以某高层公共建筑的地下车库排水工程为例论述地下室给排水设计中的若干问题及解决方案。1 案例工程概况某高层公共建筑的地下车库排水工程总体建筑面积为19000m2，其中人防面积2600m2。该地下建筑的主要用途是作为机动车及非机动车停车库，其中，设有391个停车位（集中配置的充电桩车位有66个，机械车位97个），属于I类标准的汽车库；其防火等级及防水等级均为一级，整个地下车库中共设置了6个防火分区，该地下262024 年 2 月第 3 卷第 4 期现 代 工 程 科 技26车库有两个机动车出入口，一个非机动车出入口。2 建筑地下室给排水设计存在的问题2.1 给水设计问题在建筑地下室给排水设计中，给水设计是其主要组成部分。首先，建筑地下室给水设计中存在着给水系统容量不足的问题。由于未能正确估计地下室的用水需求或者管道尺寸选择不当，给水系统无法满足地下室内各个功能区域的正常用水需求，导致供水不足甚至水压偏低的问题。其次，一些地下室给水设计中，给水管道的布置可能不合理2。例如，管道走向不合理、管道线路过长、弯头过多等情况都会导致水流阻力增加，降低了给水系统的效率。此外，如果给水管道与其他管道穿插交叉、存在泄漏等情况，会对给水系统的正常运行产生负面影响。2.2 排水设计问题在建筑地下室给排水设计中，除了与给水设计类似的问题外，还包括排水系统布局不合理、缺乏足够的排水点、与其他系统冲突等。首先，地下室排水系统容量不足，导致排水不畅或堵塞，进而引发地下室积水、潮湿和霉菌滋生等问题。其次，地下室排水系统设计中可能缺少足够的排水点，如地漏和地面排水口，导致排水不及时，增加地下室积水的风险3。最后，排水系统与其他系统如电气、通风、暖通等之间的管道和设备设置存在冲突或干扰，影响排水系统的正常工作。例如，电气系统与排水系统的冲突。电缆、线路和电气设备需要独立布置，并遵循相关安全规范。然而，如果它们与排水管道有重叠或交叉，则会引起严重的问题。电气设备被水蒸气侵蚀，造成漏电和故障风险；排水管道可能被电缆挤压或损坏，导致漏水和堵塞。因此，在设计过程中，需要仔细考虑电气和排水系统之间的距离和隔离，确保它们相互之间不会产生任何负面影响。2.3 水消防设计问题在水消防系统设计中，地下室排水管道可能被安装在消防通道附近，会对火灾应急响应的效率和速度产生影响。目前，水消防设计主要存在如下几点问题：水源供应不足。地下室消防系统设计中给水系统无法提供足够的水量，导致火灾时无法及时启动喷淋系统满足灭火需求；设备和管道布局不合理，未覆盖整个地下室，无法提供最佳的灭火效果。例如，因布局不当导致一些区域无法得到有效的喷淋覆盖，从而影响到灭火效果；系统监测设备故障或缺乏定期维护，无法及时检测到火灾并采取相应措施；水消防系统中使用的水质对于喷淋系统的正常运行和灭火效果有重要影响。如果地下室给水系统的水质存在问题，如含有大量杂质、腐蚀性较高等，可能会影响到喷淋系统的正常工作或导致设备损坏。因此，水质处理和监测是必要的，并确保水质符合相关标准和要求。2.4 安全管理问题建筑地下室给排水系统设计中安全管理十分重要。目前，建筑地下室给排水设计中多将人员安全问题作为主要考虑，对给排水系统运行的安全管理不足。如果安全管理不到位，将导致排水管道中存在障碍物或垃圾，影响排水通畅性，增加地下室发生水灾的风险，对建筑结构造成损害。当地下室给排水系统长期存在渗漏问题时，将导致管道连接不牢固或出现破裂，从而引起泄漏和渗漏。不仅会造成地下室内的水浸问题，还会对建筑材料、电气设备等造成损害，甚至危及人员安全。地下室给排水系统设计中安全管理不到位会弱化给排水系统的功能，无法发挥系统的作用。3 建筑地下室给排水设计优化措施3.1 优化给水设计在给水设计中，首先需要合理规划给水管道的布置和网络结构。一是确定供水点的位置，使其尽可能靠近用水设备，减少输配管道的长度。二是合理安排管道的布置，避免过多的弯头和接头，减小水流阻力，提高供水效率。同时，考虑给水管道与其他管道的交叉和穿插，避免干扰和冲突。其次，选择适当的管道材料和尺寸以满足用水需求。根据供水压力和水质等要求选择合适的管道材料，如塑料管道、铸铁管道或不锈钢管道等；根据用水量和压力损失等因素确定管道的尺寸，保证供水的稳定性和充足性4-5。对于一些大型建筑地下室，设计合理的水箱和水泵系统可以实现供水的平衡和稳定。水箱可以起到储水和压力平衡的作用，使供水稳定不受外界影响。水泵系统则负责提供足够的水压和流量，确保供水能够满足需求。最后，在给水设计中，应考虑水质处理和节水措施。对于地下室给水，其可能存在水质较差、水源污染等问题，因此需要进行适当的水质处理，如过滤、消毒等，确保供水的卫生安全。同时，引入节水设备和技27郭艳君：地下室给排水系统设计问题及解决方案研究建造科技术，如节水龙头、冲水阀等，降低用水量，提高水资源利用效率。3.2 改善排水设计为了优化建筑地下室的给排水设计，可以采取以下措施。首先，合理设置排水点。通过考虑地下室的使用需求和布局特点，确定排水点的位置和数量。排水点应该位于易积水区域以及设备、管道周围，确保及时有效地排除积水和水蒸气，避免潮湿和霉菌滋生。其次，选择合适的排水管径和坡度。根据预估的水流量和施工条件，选择合适的管径和坡度。较大的管径可以增加排水能力，减少堵塞的可能性；合理的坡度则有助于水流自然流动，避免水流停滞。最后，在排水系统的布局和管道连接方式上进行优化，避免过多的弯曲和高低落差，减少阻力和水流反流的风险。在管道连接方式上，选择可靠且易于维修的方式，如橡胶密封圈连接或焊接连接，确保排水系统的稳定性和密封性6。通过以上措施的实施，改善地下室的排水效果，减少积水和潮湿问题的发生，提高地下室的舒适性和健康性。3.3 改进水消防设计在设计地下室给水消防系统时，应与消防设计人员紧密合作。首先，需确保地下室消防系统能够获得充足的水源供应。可以考虑增加储水容量、安装备用水泵和备用水源等方式来解决水源供应不足的问题。同时，定期检查和维护给水设备，确保其正常运行。其次，合理设计设备和管道布局，保证地下室各个区域都能够得到有效的喷淋覆盖，并提供最佳的灭火效果。例如，可以借助专业消防设计软件进行模拟分析，优化布置方案。依托建模分析的结果评估喷淋覆盖范围，确保整个地下室的消防设备布局合理、覆盖全面。再次，建立健全的监测系统，包括消防报警系统、水压监测系统和水质监测系统等，实时监控地下室消防设备和水源供应情况。同时，制定定期的维护计划，包括设备巡检、维修和更换等，确保系统的可靠性和高效性。最后，在地下室给排水设计中，可以加强监控和报警系统的设置7。例如，安装温度传感器等，及时监测火灾情况，并通过报警系统向消防人员发送警报信息，以便他们能够快速响应并采取必要的行动。考虑到消防系统重要性，可以考虑提供备用供水系统。备用供水系统可以独立运行，应对主要供水系统故障或供水压力不足的情况，确保消防系统正常运行，提高火灾应急响应效率。3.4 注重安全管理工作在建筑地下室给排水设计前，需要详细了解地下室的使用需求。考虑到人流量、废水产生量、废水种类等因素，确定合理的给排水系统容量。根据相关标准和规定，确保地下室给排水系统满足安全要求。例如，对于危险品储存区域，需要采取防火、防爆措施；对于公共场所，需要考虑防滑、防堵塞等安全因素。地下室的周围环境也需要考虑在设计中。如果地下室周围地下水位较高，需要采取相应的防水措施。若其处于地震活跃区域，需要考虑地震对给排水系统的影响。分析建筑地下室使用需求及所处环境后，需选择经过认证的防水材料，确保其质量和性能符合相关标准。避免使用低质量或假冒伪劣产品，以免出现漏水、断裂等问题。4 地下室给排水系统设计要点4.1 水泵房布置在设计过程中，首先需要特别注意的就是给排水设备用房的布置位置及设备选型，设备用房尽量设置于设备集中区域，若无集中区域，则尽可能有效利用车库内不方便停车的位置，比如高度满足要求的坡道下方空间及不规则的边角空间等。水泵房不得设置在有防震或有安静要求房间的上一层、下一层和毗邻位置。针对给水泵房，应根据建筑物的规模、建筑高度、使用人数及物业管理等因素确定给水加压泵站的数量、规模和水压，在保证其符合要求的同时避免出现资源和能量的浪费。而对于附设在建筑物内的消防泵房，结合相关消防规范要求，不应设置在地下三层及以下，或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层。水泵房均应采取防水淹没和排水的技术措施，设计中一般泵房门口设置高20cm的挡水坎，泵房内设置排水沟，上设不锈钢排水篦子，以一定的坡度坡至集水井。此外，为了防止泵房内积聚有害气体，需要配备足够的通风设备8。同时，为了方便维护和操作，需要提供良好的照明设备。4.2 地下车库排水设计地下车库的废水包括地下车库冲洗水、消防排水、设备用房排水。地下车库冲洗废水经排水沟汇集至集水坑内，用潜污泵提升后排入室外污水管网，车库内应布设有挡油板的集水坑，这些集水井同时承担车库内消防排水功能。一个防火分区内的集水井数量需结合建筑专业、结构专业，根据防火分区面积、地面找坡和坡度决282024 年 2 月第 3 卷第 4 期现 代 工 程 科 技28定，一般不少于4个9，夹层排水根据下一层集水井的位置就近设置地漏，排至集水井内，再提升排入室外污水管网。另外，车库内设置有一些重要的设备用房，如生活泵房、消防泵房、湿式报警阀间、柴油发电机房、冷水机房等，若受损将严重影响灭火效果，需设置可靠的排水措施，以保证设备的正常运行，在这些设备房间内设置集水井，废水由潜污泵提升后排入室外雨水管网；消防电梯基坑底要考虑排水，规范规定消防电梯集水井的有效容积不应小于2m3，且排水泵的流量不应小于10L/s。地下车库的雨水主要包括汽车坡道及自行车库坡道出入口雨水、一层设置有露天绿化的局部降板区域。地下车库坡道排水要设置以下措施：入口处要设置一定高度的反高，并设置一道截水沟，以防室外雨水倒灌至地下车库内，在坡道的最下端也要设置一道截水沟，并做集水井，由潜水泵将雨水排出。由于地下车库上方并未全部设置地上建筑，局部区域考虑建筑效果设置绿化，这部分区域的排水是不容忽视的，雨水重现期设定为50年。4.3 自喷系统本工程喷淋系统采用“喷淋泵+高位消防水箱”的临时高压给水系统，在报警阀前环状管网布置。除不能用水灭火的房间外均设置自动喷水灭火系统。地下汽车库的火灾危险等级为中危险级，设计喷水强度为8L/（min m2），作用面积为160m2，系统最不利点处喷头工作压力不低于0.05MPa，系统持续喷水时间为1h。地下车库内一般均为无吊顶区域，选用温级68的标准覆盖面积快速响应直立型喷头（流量系数K=80）。地下车库局部车位为两层、三层机械车位，车架尾部设置边墙覆盖扩展型喷头（流量系数K=115），如图1所示。图1 两层机械停车自动喷洒头立面安装示意图除地下车库坡道及地下室出入口30m范围内、设置防冻保温区域采用易熔合金喷头（温级72）外，其他均采用玻璃球喷头。同时，喷头布置需结合结构梁及风管位置布置，当梁、通风管道、成排布置的管道、桥架等障碍物的宽度大于1.2m时，其下方应增设下垂型喷头。4.4 管道交叉处理由于地下车库内需布置各专业管线，如给排水、强弱电、通风专业等，整体管线布置非常复杂，因此，在进行地下车库的给排水设计时，应提前做好建筑结构与设备专业之间的协调沟通，尤其是设备专业之间，在设计完成时进行管线综合布置，确定各类管道的走向路由，若管线有交叉之处，应协调管道布置，或者结构专业优化梁柱布置，尽量减小梁高等。一般情况下，给排水管道布置在最下方，设置原则为压力管道让重力管道，可弯管让不可弯管，小管让大管等，若是给排水管道与电气桥架交叉或风管交叉时，可通过优化管线路径或者在梁窝（顶板底与梁底空间）内向上翻越解决。5 结语地下室给排水设计是建筑工程中不可忽视的环节，其合理性和科学性直接关系到地下室的正常使用。在设计中，通过制定合理的给水排水方案，选用合适的给排水及消防设备，提高地下室使用的舒适性、便捷性，创造更加良好的停车环境，有助于促进建筑行业的可持续发展。参考文献1 蒋昊楠.给排水地下管网井室渗漏处理措施的研究及应用J.红水河,2022,41(5):117-120.2 王磊.大空间地下室给排水及消防设计以某研发中心E、F组团项目为例J.工程建设与设计,2022(17):85-87.3 尉双平.房屋建筑给排水管道防渗漏施工技术的要点J.四川水泥,2022(1):166-167.4 周娟,徐建楠,王从阳.高层住宅与地下车库给排水干管设计方案比较J.山西建筑,2020,46(21):84-85.5 王志韩,张予斌,袁明洋,等.城市地下工程给排水消防设计探析J.智能城市,2020,6(14):28-29.6 胡泽尧.地下室项目给水排水设计问题完善策略J.绿色环保建材,2020(2):105-108.7 刘欢.石油化工老装置区地下给排水工程施工安全控制分析J.粘接,2019,40(8):124-126.8 匙庆国.人防通风、给排水、电气设计中常见问题探讨J.城市建设理论研究(电子版),2019(15):81.9 施翠芳.浅谈地下汽车库给排水设计J.中国住宅设施,2022(8):37.