小区给排水系统设计规范样本.doc

上海科技示范小区给排水设计一例

摘要： 结合工程实例，从给排水系统选择、节能，小区智能化和“四新”技术应用等方面，介绍了“科技示范小区”设计体会。
伴随中国国民经济连续稳定发展，人民生活水平提升，购置力增加，居住小区建设日新月异，中国《小康型城镇住宅科技产业工程——城市示范小区计划设计导则》实施，对住宅小区建设提出了具体要求。就给排水专业而言，我们应坚持可连续发展标准，以科技为先导，采取国家推广和推荐新工艺、新技术、新产品、新材料、认真落实实施国家节能、节地、节材相关要求，同时住宅设计要和物业管理及其服务方法相适应，要为现代物业管理提供必需条件。上海市某科技示范小区设计集中表现了节能性、超前性和先导性。
　　该小区在上海市南市区繁荣旧城区，交通、地理位置十分优越，一、二期计划用地5.3ha，一期总建筑面积18.5万m2，包含8栋高层住宅、管理中心和能源中心；二期总建筑面积6.2万m2，包含住宅、商场、办公、餐饮、娱乐及大型地下停车库。小区设计重视表现可连续发展思想，以人为关键，加大科技含量。合理分配和使用各项资源，努力满足现代城市人对精神物质质量提出更高要求。它将建成一个配有区域网络和区域性集中供冷、供热、供生活热水等系统，配套设施齐全跨世纪生态型智能化住宅小区。下面就该小区给排水设计作一介绍。
1　给水系统
1.1　系统设计
　　住宅单体采取：蓄水池→水泵→水箱→减压阀→用水点供水方法。此为高层住宅供水较节地、节能、又便于管理方案。它既能满足市政基础设施滞后于住宅建设快速发展带来弊端，避免对市政给水管网造成冲击；又能处理《高层民用建筑设计防火规范》中对消防前期贮水量要求；同时分区减压阀替换中间水箱，更是带来很多不可替换优点。因为住宅产业需要，单栋设供水系统，含有独立、灵活、便于管理及利于销售优势。水箱供水客观存在是处理高层建筑给水系统节能问题有效路径之一。至于水质“二次污染”问题，笔者认为除设计中应考虑合理确定水箱容积，合理部署水箱位置，为物业管理、水箱清洗、维护发明必需条件外，建立良好维护、管理制度是避免水箱水质“ 二次污染”问题关键保障。
1.2　水泵防振
　　《建筑给排水设计规范》第2.7.9条要求：“在有防振或有平静要求房间上下和毗邻房间内，不得设置水泵。”这在高层住宅建筑，尤其是单体独立设置加压水泵时是极难做到。在本小区设计中，每栋高层住宅地下室均设有加压泵房，水泵选择低转速DL型立式泵，优点在于占地面积小、噪音低。在处理噪音干扰问题上采取了以下方法：水泵基座采取弹簧隔振器；水泵进、出水管均设可曲挠橡胶接头，出水口设消音止回阀；管道沿墙、板敷设时采取弹性支、吊、托架；管道穿板、墙处洞口采取弹性填料填塞；在泵房处理上建筑采取隔声、吸声方法。
1.3　分区减压阀采取异径并联方法
　　给水系统分区减压阀通常采取并联方法，1用1备。本小区中住宅数量多，高度大，竖向分区较多，减压阀设置数量很多。设计时采取可调式减压阀异径并联，既保障了系统安全性，节省了设备投资，又可避免小流量经过大口径减压阀时产生噪音。小口径减压阀口径通常为大口径阀1/3，小口径阀后压力较大口径阀后压力高0.02MPa～0.035MPa。当流量很小时因为阀后压力不一样，大口径阀关闭，小口径阀打开；当阀后流量增大，小口径阀阻力增大，当水头损失相当于0.02MPa～0.035MPa时，大口径阀开启，两阀同时工作。
1.4　给水系统管材
　　现在中国大多数住宅采取镀锌钢管，其内壁易生锈、结垢、滋生细菌、微生物等有害杂质，使自来水在管道输送途中造成“二次污染”，甚至出现水龙头流“黄水”现象。而新型塑料管材内壁光滑、耐腐蚀、不结垢、无污染、安装方便、耐久性、经济性强，且可避免镀锌管道套丝方法连接易出现渗漏现象，所以含有很高推广价值。上海市建设委员会已于去年发出通知：凡1998年5月1日起设计施工图和1998年10月1日起开工多层住宅、多层公共建筑，严禁设计使用镀锌给水钢管，而应推广使用塑料给水管材，加紧了民用建筑“以塑代钢”步伐，这也是肯定趋势。可用于给水系统管材很多，如：低塑聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、交联聚乙烯、聚丁烯、ABS、铝塑复合管等。
1.5　给水系统BA设计
　　小区内每栋单体均设有水池、水箱、水泵，数量多。如用传统管理方法务必造成人力、资源浪费，给管理带来很多不便，所以本小区设计中采取BA系统对各个水池、水箱、水泵运行状态、故障状态等进行监视、控制。BA系统中自动抄表系统处理了人工抄表带来很多不便，愈加好地为住户服务。给水系统BA设计关键是经过液位、压力、流量等讯号对加压泵、水池、水箱运行状态进行监视、控制。具体控制方法以下：
　　(1) 分户水表经过BA系统采取远传计量方法，按月集中计量、计费、打印收据通知单和报表，并为住户提供适时咨询。
　　(2) 屋顶水箱溢流、超高报警，水位过低报警。
　　(3) 生活加压泵运行状态监视及故障报警。
　　(4) 地下水池、屋顶水箱定时开列清洗、保养清单。
　　(5) 生活加压泵定时开列保养工作清单。
2　热水系统
2.1　系统设计
　　为提升住宅居住舒适性，该小区设有集中热水供给系统，南市区热电厂蒸汽引入提供了充足、稳定热源确保，且含有经济性强、日常运行费用低优势，设计中充足利用了这一在上海得天独厚条件展开设计。因为区域性集中热水供给系统占地面积较大，热水贮存容积过大，且易产生军团菌，热回水较难进行等。故设计中我们采取每栋单体自成系统，分栋设置热交换器制备生活热水方法。另外，因为住宅高度较高，竖向分区较多，若分区设置热交换器将会造成：分区横干管较多，且在户内穿行，影响居住质量，并给维护管理及住宅销售带来很大困难，这也是和公共建筑热水系统设计最显著不一样点。为处理这些问题，我们设计中单体内热水系统采取上行下给，竖向以减压阀减压分区。供水主干管采取机械循环方法，热水系统分区和冷水系统相同。因为系统经过了减压阀减压，所以热水循环泵选择，除考虑克服管道阻力等原因外，还需考虑减压阀所减去水头，故循环泵扬程要提升。
2.2　加热设备选择
　　加热设备是热水供给系统关键，因为热源充足故采取了半即热式汽水热交换器。它含有体积小、占地小、自控正确、浮动盘管、自动除垢、自动过冷、热水出水快、预防“军团菌”产生等优点，尤其是对于采取剪力墙结构高层住宅更为适宜。
2.3　热水系统管材
　　热水管材是热水系统中仅次于加热设备关键组成部分，铜管在中国热水管材中应用是十分广泛，但伴随塑料管材逐步推广应用，使铜管这一昂贵管材有了可替换产品。塑料管材除含有安装方便、内壁光滑、耐腐蚀、不结垢、无污染、耐久性、经济性强等优点外，还有其导热系数小(导热系数仅为金属管材百分之一)，在热水输送过程中热量散失慢，保温性能好等优点，更有如聚丁烯管还含有热杀菌功效，可用于热水系统管材有聚丙烯、聚丁烯、交联聚乙烯等。
　　多个常见热水系统管材和镀锌钢管、铜管机理性能比较见表1。
表1　多个管材机理性能比较
项　　目
PP-R
PB
PEX
PP-C
镀锌钢管
铜　　管
密　度/g/cm3
0.90
0.93
0.94
0.91
7.85
8.89
导热系数/W/(m.K((20℃)
0.24
0.22
0.35
0.22
42～52
407.10
弹性模量/N/mm2（20℃）
800
350
800～900
800
2.1×105
1.1×105
抗拉强度/N/mm2(20℃)
20
33
19～26
27
310

线膨胀系数/mm/(m.K)
0.16
0.13
0.14
0.18
0.012
0.018
连接方法
热熔
夹紧热熔电熔
夹紧卡环螺栓
热熔
螺纹法兰卡箍
焊接螺纹法兰
　　以上能够看出塑料管材较金属管材含有很多优越性，但因为中国塑料管材还未大规模推广应用，故国家还没有统一设计、施工及验收规范。笔者经过实际应用认为有两点应引发广大设计人员注意。
　　首先，塑料管材线膨胀系数比金属管大很多，设计施工必需采取必需赔偿方法，来克服塑料管材因温度引发变形量大特点，同时应正确地确定固定支架、吊架位置。设计中采取水平干管和水平支管，立管和每层支管连接尽可能采取自然赔偿来避免立管和干管受伸缩影响。立管在两个固定点间设置伸缩器来赔偿。不过，塑料管材尽管膨胀系数很大，而其弹性模量却很小，故随温度改变产生膨胀力较小，通常情况下外径小于32mm柔性塑料管适合嵌墙暗装，外径小于20mm塑料管可敷设在楼板找平层内。
　　其次需引发注意是：管材许可压力和使用温度、使用寿命关系。管道所能承受负荷压力是随介质使用温度和使用寿命而改变，通常可从对应管材“环应力～使用温度～使用寿命”曲线图上查得。如对PB管在20℃时，当使用寿命为50年，通用安全系数为1.5时，许可压力为1.6MPa；而工作温度70℃，和通用安全系数为1.5条件，使用50年许可压力为1.0MPa，所以设计时应依据热水系统工作压力、使用温度、使用年限来确定管材公称压力。
2.4　热水系统BA设计
　　热水系统BA设计关键是经过压力、温度讯号实现对热交换器、热水循环泵启停、故障、热水温度监视控制，具体实施以下：
　　(1) 分户热水表远程计量，按月集中计度、计费、打印收据通知单和报表，并为住户提供适时咨询。
　　(2) 热交换器出口温度显示及超温报警。
　　(3) 热水循环泵运行状态监视及故障报警。
　　(4) 热交换器定时开列保养工作清单。
　　(5) 热水循环泵定时开列保养工作清单。
　　(6) 蒸汽管道压力显示。
3　消火栓和自动喷淋系统
　　消防系统安全、可靠是居民安居乐业关键保障。在本小区消防设计中经多方案比较，并会同消防主管部门意见，消火栓、自动喷水灭火系统采取区域集中临时高压消防给水系统，选择较适中位置集中设置消防水泵房，每栋分设消防水箱，并采取方法，以避免因为水箱高度不一样而引发“串压”问题。水箱高度均能满足《高层民用建筑防火规范》中对静水压力要求，每栋单体内消火栓均设按钮，火灾时立即开启消火栓泵，喷淋系统设监控阀、水流指示器及湿式报警阀，采取区域集中临时高压消防给水系统有以下优点：(1) 节省住宅地下室占地面积；(2) 避免反复购置消火栓泵、喷淋泵、电控柜等消防设备，降低投资；(3) 避免消防加压设备分散设置带来维护、管理不便，有利于消防设备自检。
　　因为所选水泵流量和扬程是依据小区内同一时间失火次数为一次而考虑，故水泵流量和扬程应依据最不利一幢建筑消防用水量和最不利建筑最不利点所需压力来确定。为预防因为建筑高度不一样而造成较低、较近建筑消防供水时压力过高或减压孔板设置过多，在消火栓及喷淋系统总干管入口处设可调式减压阀。此阀阀后压力不随阀前压力、流量改变而改变，供水时阀后压力稳定，同时在减压阀后管段上设DN32泄水阀，定时泄水，试运行。
　　消火栓、喷淋系统管材在本工程设计中采取镀锌钢管，管径小于100mm时采取丝扣连接，管径大于100mm时采使用方法兰连接，镀锌二次安装。因为系统工作压力较高，所以对丝扣连接管件要求很高，对施工队伍技术素质要求愈加严格。这种安装方法也会带来很多弊端：镀锌二次安装工程量大，工期长，丝扣连接若在试压过程或使用过程中出现渗漏，需大面积拆除管道，更换管件，管道系统安装质量将会受到一定影响。消防给水管道卡箍式连接工艺在部分实际工程中应用，尤其是喷淋系统，国外已经有较多应用，对管道安装质量是很好保障。这种安装工艺采取快速机械接头替换传统丝扣、法兰连接方法，含有快速可靠、工艺简单、免电焊优点，还可吸收管道噪音振动传输和热胀冷缩引发变形，便于管道维修，保养等优点，但在实际工程中达成广泛应用还有待于大家设计意识提升、技术规范、施工技术、施工机械等方面改善和完善。
4　冷却循环水系统
　　小区设有集中空调系统，冷水机组集中设于能源中心内，采取5台蒸汽双效溴化锂机组，和之对应冷却循环水系统中采取5组高效节能点滴式组合冷却塔。该冷却塔填料由单元填料片、中心绳或不锈钢中心杆、隔顶管和塔扣组成。每单元填料以2个或4个连续耳环作为迎接支管加以吊联固定，组成交错型立体块状体，整齐划一，横向空隙均等，形成多层次等空隙网络状。每当上层水滴向下层填料滴落时，每单元填料片全部能够对水滴作一次重新切割分布，并在填料孔洞中短时间预留凝滞形成空间水膜；同时水滴在填料表面靠液体本身表面张力作横向延流和倒角做圆周运动，延长了水滴在填料区停留时间，强化了水气接触，提升了热交换性能。当单元填料片上积聚一定水量后，再向下滴落，水滴经过填料区多层次重新切割分布，使通风阻力大大减小，气流分布均匀，使水气得到充足交换，冷却效果很好。
　　BA系统设计：小区中集中空调系统耗能是十分巨大。节能是首先要考虑问题，所以采取BA系统对空调系统设备进行监测、控制，合理调整机组及冷却设备运行工况意义是相当巨大。冷却循环水系统作为空调系统一部分，其BA设计关键是冷却塔风机启停台数控制，冷却循环水泵和冷水机组联动控制，冷却循环水系统阀门联动和旁滤设备运行控制等，具体控制方法以下：
　　(1) 冷却塔风机台数由冷却水出水温度自动控制启停。
　　(2) 冷却塔风机运行状态监视、故障报警。
　　(3) 冷却循环水泵和冷水机组联动自动控制启停。
　　(4) 冷却循环水泵运行状态监视、故障报警。
　　(5) 冷水机组进出口温度、压力监视。
　　(6) 旁滤设备进出口压差监视(测)。
　　(7) 冷水机组进水口过滤器两端压力监测。
　　(8) 冷却塔进出水管、机组进出口、冷却循环水泵出口电动阀联动控制。
　　(9) 冷却水补水量远程计量。
　　(10) 冷却循环水泵、冷却塔风机定时开列保养工作清单。
5　蒸汽凝结水综合利用
　　小区内蒸汽凝结水起源关键有：夏季采取蒸汽溴化锂机组制冷产生85℃凝结水。冬季利用汽水热交换器采暖产生85℃凝结水和整年制备生活热水所产生凝结水。夏季高峰期凝结水量约为27m3/h，冬季约 23m3/h。因为热电厂不回收凝结水，若将其直接排放，既不能满足水温不高于40℃排放条件，又造成凝结水资源巨大浪费。设计中首先采取水-水换热方法对每幢单体生活热水水源进行预热，控制降温后凝结水温在40℃以下，这么既降低了凝结水温度，又提升了生活热水水源水温，节省了制备生活热水蒸汽耗量，降低日常运行费用，同时又为凝结水再利用发明了条件。降温后凝结水经统一搜集后，首先供给小区内大型洗衣房用水，其次作为小区温水洗车、道路浇洒用水，夏季少很多出水量则经过溢流方法排入小区雨水管网。
　　以上是笔者在科技示范小区设计中点滴体会，我们相信伴随科技深入发展，大家对居住功效、居住环境要求提升，在中国住宅产业各项规章制度日趋完善保障下，经过大家共同努力，中国住宅产业现代化进程将深入加紧，大家居住生活质量将提升到一个新高度。
作者单位：石家庄市河北省建筑设计院