人防地下室的給排水設(shè)計(jì)方法探析

田家勝

（上海民防建筑研究設(shè)計(jì)院有限公司江蘇分公司，江蘇 南京 210001）

為滿足人防類地下室建設(shè)過程中的防、排水需求，在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)先確定地下建筑的防護(hù)類型，根據(jù)其功能運(yùn)行要求，構(gòu)建不同的防護(hù)單元[1-2]。同時(shí)，基于模塊化優(yōu)化理念，完善地下建筑的給水、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，使給排水系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。在確定設(shè)計(jì)方案后，對(duì)供水設(shè)備和供水水源也要有所了解。例如，滿足基本生活用水標(biāo)準(zhǔn)后，根據(jù)人防地下室的運(yùn)行特點(diǎn)，準(zhǔn)確地計(jì)算地下室的儲(chǔ)水時(shí)間和蓄水量，并根據(jù)實(shí)際使用需求，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行創(chuàng)新，避免對(duì)給排水系統(tǒng)造成影響。

1 人防地下室連續(xù)內(nèi)排水設(shè)計(jì)

以某人防地下室為例，對(duì)其進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)，已知該地下室位于地下三層，施工時(shí)采用逆作法，日常為汽車庫[3]。首先，對(duì)人防地下室連續(xù)內(nèi)排水進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用地下連續(xù)墻豎向排水方案，人防地下室連續(xù)內(nèi)排水結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 人防地下室連續(xù)內(nèi)排水結(jié)構(gòu)圖

從圖1可以看出，在人防地下室連續(xù)內(nèi)排水結(jié)構(gòu)中應(yīng)用了人防外墻、引入管、防護(hù)閥門、套管等結(jié)構(gòu)。通過引入管，劃分人防外部和人防內(nèi)部。同時(shí)，填入M75水泥砂漿、黏土和柔性填料可以進(jìn)一步提高人防地下室連續(xù)內(nèi)排水結(jié)構(gòu)的防水性，避免排水時(shí)水從其他位置伸出。將廢水通過排水管道接收，收集到地下一層，并連接地下二層。在地下二層的排水溝結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置防爆地漏，進(jìn)一步將廢水連接到第三層。針對(duì)地下三層排水溝結(jié)構(gòu)中的廢水，通過在建筑面層設(shè)置的預(yù)埋排水管道，連接到非人防區(qū)域，并在車庫明溝匯聚[4]。其次，針對(duì)不同區(qū)域內(nèi)的廢水，可以通過周圍對(duì)應(yīng)的管道連接到人防區(qū)域的車庫明溝。最后，將所有的廢水傳輸?shù)椒雷o(hù)門外的洗消集水坑中進(jìn)行統(tǒng)一處理。對(duì)可能已經(jīng)污染的廢水，需要將其引入清潔區(qū)域內(nèi)。若廢水傳輸管道直通室外非人防區(qū)域，防滲隔墻不具備防護(hù)、密閉等性能，則無法保證周圍環(huán)境不受影響[5]。平時(shí)可以隨時(shí)排除溝內(nèi)廢水，必要時(shí)需要將管道上相應(yīng)的閘閥關(guān)閉，才能夠達(dá)到防護(hù)的目的，妥當(dāng)處理廢水。

2 人防地下室出入口防護(hù)閥門設(shè)置

按照?qǐng)D2，對(duì)人防地下室出入口防護(hù)閥門進(jìn)行設(shè)置。

圖2 人防地下室出入口防護(hù)閥門設(shè)置

針對(duì)圖2的消防管上的2號(hào)閥門和3號(hào)閥門，可采用如下設(shè)置方案。

方案1：同時(shí)設(shè)置2號(hào)閥門與3號(hào)閥門。結(jié)合規(guī)范要求，當(dāng)穿越保護(hù)單元間的保護(hù)密閉式隔板時(shí)，要在保護(hù)密閉式隔板兩邊的管線上安裝保護(hù)密閉式隔板。2號(hào)閥門和3號(hào)閥門間的隔板是封閉的，因此方案1設(shè)置不合理。

方案2：設(shè)置3號(hào)閥門，不設(shè)置2號(hào)閥門。當(dāng)封閉通道中的管道有接頭，管道無水接頭松動(dòng)時(shí)，也可以達(dá)到方案1相同的防護(hù)效果[6]。

方案3：2號(hào)閥門和3號(hào)閥門都不設(shè)置。方案3不合理。

綜合考慮后將方案2作為人防地下室出入口防護(hù)閥門設(shè)置方案，在保障安全的前提下，達(dá)到節(jié)約成本的目的。

當(dāng)人防地下室給排水管道中的沖洗給水管道、消防栓管道穿過外墻、封閉隔墻時(shí)，須用堅(jiān)固的防水套管。當(dāng)供水管線由進(jìn)口或出口導(dǎo)入時(shí)，須保護(hù)密閉門內(nèi)壁，并依此配設(shè)閥門。在給水管道上設(shè)置水閥是較為常見的施工方法，現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程沒有相應(yīng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[7]。當(dāng)外界的水源被損壞時(shí)，打開水龍頭可能會(huì)導(dǎo)致染毒區(qū)內(nèi)的空氣順著水龍頭流到清潔區(qū)，因此利用這個(gè)閥門可以將水封死。

3 人防地下室出入口噴淋布置

日常為車庫的人防地下室，在其口部，除了合用的風(fēng)扇房外，通常不設(shè)有噴淋。如果當(dāng)?shù)赜刑貏e的規(guī)定和要求，那么封閉通道區(qū)的噴水裝置可以根據(jù)圖3的條件自行布置。

圖3 人防地下室出入口噴淋布置

圖3分別為3種不同的情況。在情況1中，密閉通道既是火災(zāi)時(shí)的人員疏散通道，在平時(shí)也是防火分區(qū)的一部分，因此這種情況需要設(shè)置噴淋裝置。在情況2中，密閉通道的防護(hù)密閉門和密閉門處都設(shè)置了可移動(dòng)門檻，該密閉通道是發(fā)生火災(zāi)時(shí)的人員逃生通道，但防火門設(shè)置在密閉門處，即密閉通道不包括在平時(shí)防火分區(qū)中，可以不設(shè)置噴淋裝置[8]。在情況3中，密閉通道的防護(hù)密閉門和密閉門處都設(shè)置了固定門檻，在這種情況下，密閉通道不能用作火災(zāi)時(shí)的人員逃生通道，在防護(hù)密閉門處設(shè)置有防火門，即密閉通道在平時(shí)防火分區(qū)中。為保障安全，應(yīng)安裝噴淋裝置，并做好水管保護(hù)。

4 人員洗消排水方式設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)定，應(yīng)在須清洗的區(qū)域設(shè)置地漏、清掃口以及集水池，以收集清洗和消毒污水。圖4為洗消排水方式示意圖。

圖4 洗消排水方案示意圖

由圖4可知，在其相應(yīng)的位置上，設(shè)置洗消集水井，劃分洗消積水區(qū)域。在清洗的過程中，工作人員需要打開清洗集水井上方的保護(hù)閥。在設(shè)計(jì)中，保護(hù)閥可以按照工程保護(hù)級(jí)別，選擇保護(hù)壓力為1.0MPa或1.6MPa的保護(hù)級(jí)別。

在人員洗消排水設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)排水的具體情況，采取相應(yīng)的雨水收集管道連接處理措施，以滿足各方面用水的需求。同時(shí)，應(yīng)該合理使用消防設(shè)施和生活污水設(shè)施，并采用機(jī)械化的方式對(duì)廢水進(jìn)行加工和處理，再將其排放到特定的區(qū)域中，以此避免矛盾問題。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，要注意排出量不能大于進(jìn)水量，并要科學(xué)地設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)?shù)叵率抑写嬖诙鄠€(gè)保護(hù)單元時(shí)，應(yīng)該在內(nèi)部設(shè)置一個(gè)集中性的生活污水處理區(qū)，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合各種保護(hù)單元的特性，完善現(xiàn)行的設(shè)計(jì)，以滿足各種設(shè)備的排水需求。家庭污水收集器應(yīng)設(shè)置在潔凈區(qū)的衛(wèi)生間下方或換洗室下方，以降低水資源的消耗。

5 雨水排水與消防給水設(shè)計(jì)

5.1 雨水排水系統(tǒng)

在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，考慮地區(qū)一旦出現(xiàn)突發(fā)性降雨，就會(huì)導(dǎo)致雨水倒灌問題，而采用傳統(tǒng)的重力式排水系統(tǒng)，需要大量的立管作為支撐，整體安裝方式難度較高，為解決該問題，本文利用人防地下室的滿管壓力流排水系統(tǒng)（也可以稱為虹吸雨水系統(tǒng)）進(jìn)行雨水排放，不僅可以降低工程投資，還可以解決設(shè)計(jì)施工中的管材用量問題。為確保設(shè)計(jì)的排水系統(tǒng)在投入使用后可以達(dá)到預(yù)期，按照50年的重現(xiàn)期，對(duì)地下室中進(jìn)行雨水排水設(shè)計(jì)，在此過程中，為提高地下室的雨水排水安全性，設(shè)計(jì)地區(qū)暴雨強(qiáng)度，計(jì)算過程如公式（1）所示。

式中：q為地區(qū)暴雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，L/s·ha；P為暴雨重現(xiàn)期，年；t為突發(fā)性降雨（暴雨）歷時(shí)，min。計(jì)算地區(qū)降雨量如公式（2）所示。

式中：Q為地區(qū)降雨量計(jì)算結(jié)果，L/s；F為人防地下室的有效計(jì)算面積，m2；ψ為設(shè)計(jì)流量系數(shù)。

在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)人防地下室的雨水排水立管的公稱外徑與泄流量進(jìn)行匯總，經(jīng)過綜合分析發(fā)現(xiàn)，如果使用傳統(tǒng)的雨水排放方式進(jìn)行地下室排水設(shè)計(jì)（重力雨水排放系統(tǒng)），就那么需要設(shè)置至少20根鋼管，以此滿足排水需求。如果使用滿管壓力流排水系統(tǒng)進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)，那么需要設(shè)置6根～8根雨水立管即可滿足需求。因此，可以在設(shè)計(jì)中，選擇滿管壓力流排水系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的重力雨水排放系統(tǒng)，通過這種方式，減少雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的工程量，全面提高工程的效益，并控制排水系統(tǒng)的施工周期。

完成上述設(shè)計(jì)后，應(yīng)采用優(yōu)化雨水排水系統(tǒng)中鋼塑復(fù)合管選用的方式，對(duì)給排水管道選材進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。在管道選材的過程中，應(yīng)考慮管材的作業(yè)環(huán)境，分析是否存在影響管材老化性能、腐蝕性能的因素，同時(shí)，應(yīng)評(píng)估管材防爆沖擊波能力，確保應(yīng)用的管材可以在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到預(yù)期效果。在深入市場(chǎng)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，目前市場(chǎng)內(nèi)可用的復(fù)合管材種類較多，不同類型的管材的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)不同，為滿足應(yīng)用需求，可在具體工作中，結(jié)合管材的作業(yè)環(huán)境、實(shí)際情況，選擇對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的管材，以此保證工程可以達(dá)到預(yù)期。在設(shè)計(jì)中，針對(duì)管道中的一些特殊位置，可以使用襯塑、涂塑等金屬類的復(fù)合管代替常規(guī)復(fù)合管，以此提高管材的綜合強(qiáng)度。

5.2 消防給水系統(tǒng)

由于人防地下室屬于綜合型附屬建筑，因此為保障此類附屬建筑的安全，應(yīng)對(duì)人防地下室的消防給水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于消防給水方式較多，因此為確保相關(guān)工作符合規(guī)范，須對(duì)人防地下室中消防給水系統(tǒng)進(jìn)行用水量設(shè)計(jì)，見表1。

表1 人防地下室中消防給水系統(tǒng)的用水量設(shè)計(jì)

在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，設(shè)定人防地下室中的消防水池容積，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，水池容積應(yīng)＞150m3，在供水過程中，需要輔助水泵接合器、消防補(bǔ)水裝置等同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)輸用水。

6 結(jié)語

在人防地下室給排水設(shè)計(jì)中，應(yīng)從具體的應(yīng)用需要出發(fā)，明確主要的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，并逐漸優(yōu)化現(xiàn)有的工作方案，以確保地下室中給排水系統(tǒng)具有更高的通暢度。在設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)對(duì)人防地下室給排水設(shè)計(jì)流程進(jìn)行深入研究，了解人防地下室的運(yùn)行特點(diǎn)和相關(guān)給排水設(shè)計(jì)要求。為滿足此方面需求，本文進(jìn)行了此次研究。通過研究，明確了規(guī)范人防地下室中給排水設(shè)計(jì)工作的重要性，在后續(xù)的工作中，會(huì)結(jié)合地下室的具體功能、分區(qū)，進(jìn)一步優(yōu)化給水、排水的設(shè)計(jì)。