多層公寓建筑給排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的日益加快，隨之而來(lái)的是資源的高速消耗。由于城市人口快速擴(kuò)張，住宅建筑的數(shù)量也在極速增長(zhǎng)，這就使得消耗的資源中，建筑能耗所占比重較大。如何有效地利用資源、提高資源的利用率，是當(dāng)今社會(huì)廣泛關(guān)注的重要問(wèn)題。本文著眼于多層公寓建筑，研究該類型建筑給排水系統(tǒng)的特點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，從而降低資源的消耗，使得水資源得到更高效的利用、更節(jié)能環(huán)保，以期為同類建筑的給排水系統(tǒng)提供借鑒。

1.工程概況

某大型建筑公寓群有建筑16 棟，每棟建筑高度不一，高的建筑可達(dá)33m，低的只有18m 左右。建筑群建筑均采用公寓式建造，建成至今已達(dá)7年之久，給排水系統(tǒng)存在一定的問(wèn)題。

2.公寓建筑給排水系統(tǒng)存在的問(wèn)題

該公寓建筑給排水系統(tǒng)存在的問(wèn)題分為給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分，具體如下：

2.1 給水系統(tǒng)

該公寓給水系統(tǒng)存在的一個(gè)較大問(wèn)題是用水高峰期的水壓不穩(wěn)定。究其原因，在于公寓建造時(shí)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在不合理的地方，抑或是設(shè)計(jì)時(shí)未能考慮到今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，造成設(shè)計(jì)流量的計(jì)算不夠精確，從而使與之相配套設(shè)備管道不能滿足現(xiàn)有的需求，在用水高峰期常常出現(xiàn)水壓較低、出水不暢的現(xiàn)象。

2.2 排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題在于排水速度緩慢、排水噪音大等。排水速度慢的主要原因是坡度設(shè)計(jì)不當(dāng)，再加上地漏的位置與坡度的配合不當(dāng)，更加劇了這種現(xiàn)象。由于房屋建造時(shí)間較長(zhǎng)，大部分沒(méi)有做到干濕分離，排水時(shí)水流與空氣產(chǎn)生碰撞，形成的渦流會(huì)產(chǎn)生聲響，說(shuō)明了該公寓的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)得不合理。此外，部分衛(wèi)生間存在返臭現(xiàn)象，可能是阻止氣味傳播的水封被破壞，也可能與使用不當(dāng)或者排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)有關(guān)。

3.公寓建筑給排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

本文針對(duì)以上存在的問(wèn)題從給水排水兩方面進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要從給水和排水兩方面進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)給水進(jìn)行了嚴(yán)格的定額計(jì)算，以緩解高峰時(shí)期的用水量問(wèn)題，同時(shí)提出衛(wèi)生間存在的排水問(wèn)題，不僅考慮到了排水速度、噪音等問(wèn)題，還針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在滿足給排水供需的同時(shí)，還很好的滿足了生活需要以及生態(tài)需要。

3.1 給水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

給水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分以下兩部分。

（1）定額計(jì)算

本文對(duì)16棟公寓樓進(jìn)行了調(diào)研，統(tǒng)計(jì)出每棟樓的人均日用水量，具體情況如表1所示。

表1 每棟樓人均日用水量詳情表

為了更好地解決給水問(wèn)題，本文選擇正態(tài)分布的80%來(lái)求解水的定額， 為80%所對(duì)應(yīng)的 0.85。因此水的定額為：

（2）節(jié)水措施

本項(xiàng)目中普通住宅的用水量消耗較大，其用水定額已經(jīng)類似于Ⅱ類普通住宅，因此需要注意節(jié)約用水。從現(xiàn)有的配置來(lái)看，這些住宅可以采取一定的節(jié)水措施來(lái)降低用水量。

① 使用節(jié)水器具

節(jié)水器具的使用主要包括節(jié)水水龍頭、節(jié)水型坐便器和節(jié)水型洗衣機(jī)。節(jié)水水龍頭的出口處安裝有螺紋裝置，在出口處和螺紋裝置中間安裝有阻水片，具有一定的阻水節(jié)水作用。這種節(jié)水型水龍頭并不會(huì)影響洗滌效果，因?yàn)樵撗b置具有多條螺旋水道，可以使得水流在流出時(shí)形成多條旋流，由于阻水使得水壓力增大，進(jìn)而加強(qiáng)了水流擴(kuò)散霧化，最終增強(qiáng)了洗滌效果。由于阻水孔和水噴口處的兩次節(jié)流，大大節(jié)約了水資源，經(jīng)驗(yàn)得知節(jié)水水龍頭的節(jié)水率高達(dá)90%[1]。坐便器的用水量占日常用水的一大部分，選用節(jié)水型坐便器可以節(jié)省部分水資源。節(jié)水型坐便器的一次性用水量不超過(guò)6L，而且目前的節(jié)約型坐便器還可以實(shí)現(xiàn)大小便的兩檔分類沖洗，更加節(jié)能。節(jié)水型洗衣機(jī)可根據(jù)清洗的衣物量自動(dòng)或者手動(dòng)調(diào)整用水量，從而達(dá)到節(jié)水的目的。目前，市面上基本都是節(jié)約型洗衣機(jī)，之前購(gòu)買的再更新后也會(huì)選用節(jié)水型洗衣機(jī)，達(dá)到了一定的節(jié)水作用。

② 中水回用

中水資源回收利用大大提高了水資源的利用率，也在一定程度上緩解了水量的使用。該公寓的中水資源一般用于區(qū)域內(nèi)綠化、景觀、沖廁等雜用水。由于沖廁排水的水質(zhì)中細(xì)菌含量較多，不宜再使用，因此中水資源的來(lái)源主要是盥洗用水和沐浴用水，這些水中含有一定的皂基，有益于沖洗道路。中水資源的處理有物理化學(xué)方法和生物接觸氧化方法，考慮到物理化學(xué)方法的污泥產(chǎn)生率高、處理效果一般且運(yùn)行成本高等因素，因此選用生物接觸氧化方法處理中水資源。

3.2 排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分為衛(wèi)生間排水優(yōu)化和排水噪聲控制措施兩部分。

（1）衛(wèi)生間排水優(yōu)化

地漏是衛(wèi)生間排水的重要裝置，合格的地漏裝置應(yīng)具備排水和阻隔空氣的雙向功能。我國(guó)相關(guān)規(guī)定明確：“帶水封的地漏水封深度不得小于50mm”[2]。該公寓建筑的水封地漏相對(duì)較淺，且衛(wèi)生間沒(méi)有設(shè)置干濕分離，這些因素引起了排水不暢、衛(wèi)生間返臭的現(xiàn)象，同時(shí)由于水封較淺，在排水時(shí)污水的震蕩會(huì)導(dǎo)致有毒有害氣體的溢出，極易對(duì)業(yè)主造成一定的危害。

傳統(tǒng)的地漏設(shè)計(jì)存在著一定的局限性，排水速度較慢，容易出現(xiàn)返臭現(xiàn)象。因此，建議公寓建筑采用U 型高水封線性地漏，該地漏的設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示，該地漏的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)地漏設(shè)計(jì)大致相同，但是其采用線性長(zhǎng)條格柵裝置，增加了水容量空間，進(jìn)而在排水時(shí)可以排出較多的水，也加快了排水速度；此外，水封高度較高，可以很好地阻斷空氣，有效防止惡臭氣體回返現(xiàn)象的出現(xiàn)。

圖1 U 型高水封線性地漏示意圖

圖2 衛(wèi)生間線性地漏布置圖

線性地漏設(shè)計(jì)具有隔斷排水的功能，可以有效的防止因水量過(guò)多造成積水流出衛(wèi)生間到臥室的情況發(fā)生，因此，可以去除衛(wèi)生間的擋板，實(shí)現(xiàn)干濕分離、方便使用，線性地漏的設(shè)計(jì)可參照?qǐng)D2的布置形式。

地面的排水坡度設(shè)計(jì)既要保證水流的順利排出不留有積水，又不能坡度太大。一般而言，坡度為3%，且在地漏處最低，安裝的地漏篦子應(yīng)低于地面5mm。地漏周圍均高于地漏，坡度施工時(shí)應(yīng)均為順坡，不可出現(xiàn)倒坡現(xiàn)象[3]。

（2）排水噪聲控制措施

建筑物排水時(shí)的噪聲來(lái)源主要有以下4種：水流沖擊管壁造成管道振動(dòng)、水流自身流動(dòng)的聲音、水流流動(dòng)撞擊空氣的聲音和衛(wèi)生器具排水噪聲。從噪音來(lái)源來(lái)看，可以采取以下兩種措施。

① 衛(wèi)生器具措施

衛(wèi)生器具盡量選用低噪聲的設(shè)備。坐便器的噪音是衛(wèi)生器具中的主要噪音來(lái)源之一，宜選用噪音小的虹吸式設(shè)備。目前，虹吸式坐便器中噪音最小的是漩渦虹吸式，但是考慮到該類型的坐便器耗水量較大，因此，建議選用節(jié)水靜音型的坐便器，而且在安裝時(shí)宜在坐便器與地面、墻面等存在接觸的地方設(shè)置橡膠構(gòu)件。

② 管道措施

管道噪聲會(huì)通過(guò)固體傳聲向外傳射，在彎頭、閥門等處噪音更甚，這些噪音本質(zhì)上是輕微振動(dòng)引起的，因此可以采取隔振措施降低噪音。具體措施包括：在設(shè)備與管道之間、管道支架之間等處加設(shè)軟裝置，利用橡膠墊、彈簧隔振器等設(shè)備降低振動(dòng)；穿墻管道與墻體分開(kāi)并填實(shí)隔音材料等。此外，在管道外利用吸音層、阻尼層等材料進(jìn)行單層包扎，也可以有效地減小噪音。

4.結(jié)論

城鎮(zhèn)化的發(fā)展使得城市水資源的用量急速增長(zhǎng)，為了更高效地利用水資源和節(jié)約水資源，有必要對(duì)城市建筑的給排水系統(tǒng)進(jìn)行研究并優(yōu)化。本文針對(duì)多層公寓建筑的給排水系統(tǒng)進(jìn)行了研究和優(yōu)化，計(jì)算出合理的用水定額，滿足高峰期的用水問(wèn)題，并提出了節(jié)水措施；對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，解決了排水緩慢、排水噪音等問(wèn)題，對(duì)于提高城市多層公寓建筑的給排水系統(tǒng)優(yōu)化水平和水資源的有效利用具有重要的意義。