高層建筑排水系統設計流程的優化方法研討

梁俊彥

(北京世紀中天國際建筑設計有限公司廣東分公司，廣東廣州 510080)

1 某高層建筑排水系統設計的基本概況

某高層建筑的排水系統復雜，要求同時滿足住戶廚房、衛生間，以及建筑設備機房和車庫等的正常排水，同時需要進一步提高排水的安全和衛生設計水平。該建筑采用了國內目前最新的排水技術和引入了國內相對先進的排水設備，譬如衛生間同層的一體化排水、排水系統隔油器、空氣冷凝水回收技術等。當前該建筑生活排水量的流量情況如下:

1)1層～3層商鋪:平均小時排水量63.3 m3/h、最大小時排水量93.6 m3/h、最大日排水量498.4 m3/d。2)4層～8層酒店部分:平均小時排水量58 m3/h、最大小時排水量99.2 m3/h、最大日排水量154.6 m3/d。3)9層～20層住宅部分:平均小時排水量141 m3/h、最大小時排水量 216.7 m3/h、最大日排水量1 504.1 m3/d。4)地下停車場部分:平均小時排水量23.7 m3/h、最大小時排水量98.1 m3/h、最大日排水量153.5 m3/d。

為滿足以上的正常排水量，并避免水資源的浪費，工程將以綠色設計技術作為排水設計流程優化的基本原則，按照《室外排水設計規范》《建筑給水排水設計規范》《建筑同層排水系統設計規程》等，打造具有資源高度集約化和能源高度利用化的排水系統，旨在實現整個建筑在排水設計方面的全面創新優化。

2 案例工程排水設計流程優化的建議措施

基于以上案例工程排水設計的概況和基本要求，在此將重點對該工程室外生活排水系統和室內生活排水系統的設計展開剖析探討，并提出以下一系列的設計流程優化建議措施。

2.1 室外生活排水系統設計內容

本工程位于市中心位置，其室外的生活排水分為雨水和污水，其中在室內的西面位置市政道路設置了截污管，可將建筑的全部污水經市政截污管，排到污水廠進行集中處理，另外在建筑北面和南面位置，也分別設置了污水接口，可滿足地面排水的重力流排除需求。以此作為建筑室外排水的基礎條件，在設計室外生活排水系統時，分別設置了污水排水管線、回收水排水管線、雨水排水管線，并將污水排水管線，分別連接于建筑內部的衛生間、廚房等，將室內的污水收集后，以此排進市政污水管道，而回收水排水管線，則連接于建筑的避難層風廊、泵房等，屬于優質雜排水，可加以回收利用;雨水則通過雨水管道，匯集后排入市政雨水管網。

2.2 室內生活排水系統設計內容

該建筑的室內生活排水，采用污水和廢水合流的方式，并收集空調冷凝水，用于冷卻塔排水。其設計分為地下車庫、1層～3層商鋪、4層～8層酒店和9層～20層住宅四個部分，其中地下室和1層～3層商鋪采用了重力流排水系統，在管井內部設置了排水立管，除了首層單獨排水，還采用潛污泵加壓排水技術;而4層～8層酒店和9層～20層住宅，則將重力流排水系統和降板同層排水技術相結合，在核心筒的四個位置，預留了排水立管，可全面滿足同層增加衛生間和廚房的排水要求，最后在最頂層設置匯合排水管道，直接接入排水管井內部。

2.3 排水系統的優化設計內容

在以上室內外排水系統設計的基礎上，對該系統設計流程的進一步優化，可分別通過“取消化糞池”“采用同層排水技術”“采用污水提升設備”“采用全自動刮油隔油器”“空調冷凝水收集回用”等方面，融入排水綠色設計的理念。1)取消化糞池。案例工程所在區域以往的糞便污水，直接排入了河流中，在很大程度上污染了水體，為了減少河流的污染，后來在環衛部門取證研究后，設置了化糞池，并將建筑內的污水和廢水分流，但隨著大型污水處理廠的相繼建立，工程的污水和排水分流機制得以不斷完善，因此在不設置化糞池的情況下，亦可實現廢水和污水的分流排送。因此該建筑可考慮取消化糞池設置，直接由水質檢測井末端格柵井攔污，直接排放到污水處理廠進行集中處理。該建筑化糞池的取消，一方面可節約300 m2的化糞池占地面積，另一方面還可以有效規避抽糞車清理化糞池時的環境污染問題。2)采用同層排水技術。一方面是降板式地面敷設技術，這種技術適用于1層～3層商鋪的公共衛生間排水，通過在沉箱內敷設排水管線，并在結構降板內部設置地漏，這種技術要求隔墻內側與側壁的平齊，并在衛生間的潔具后，設置襯墻。另一方面是隱蔽式沿墻敷設技術，適用于本工程4層～20層，即沿著墻體走排水支管，與每一層的立管連接，可在進行室內裝修時，將管道和水箱隱藏在假墻后，這樣就能夠有效避免上下樓排水噪聲的互相影響，而且在出現管道滲漏時，就不用進行跨層處理。3)采用污水提升裝置。案例工程可考慮采用真空污水中央提升系統，這種系統以空氣作為傳輸介質，可直接從管道里面的污水，以0.06 MPa的負壓抽除，這種系統可以有效解決排水的沼坡問題，并且不會污染地下水，具有較高的安全自檢性和整體密閉性。4)采用全自動刮油隔油器。4層～8層酒店，廚房排水中含有大量的油脂，按照污水排放的相關規定，需要對這些污水進行處理后，方可排進市政污水管道，而工程采用的傳統隔油池，不能夠有效分離油水，譬如浮油粘附在隔油池壁難以清除，時間久了容易產生臭味，而且含油管線容易出現堵塞問題。為此，工程排水系統設計時，可考慮采用全自動刮油隔油器，在隔油箱體內的進水口，安裝機械格柵，將油水中的粗大顆粒和油污殘渣過濾，再將污水通過翻板折流進入氣浮區，此時啟動刮油裝置，就能夠將浮油刮進集油槽中，協同排氣管道，將廢水和異味同時排出。全自動刮油隔油器在傳統隔油池的基礎上，增加氣浮功能、自動刮油功能、機械格柵功能，大大增強了油水分離的水平。5)空調冷凝水的收集和回用。循環后的空調冷凝水，由于直接暴露在空氣中，可能侵入細菌，因此可通過對冷卻水的處理，直接利用清潔后的廢水，再通過收集管道，將每層的冷凝水收集，集中到該層的冷卻塔補水箱中。這樣一來，既可以減少空調自來水的補充量，還可以控制廢水的排放。案例工程通過空調冷凝水收集和回用，每年可節約補水能達到1萬m3，具有斐然的經濟效益。6)選擇合適的排水體制。首先是管道的安裝和維護管理，本工程涉及到數量眾多的管道，由于管道井的平面設置在空間方面受到限制，因此需要采用污水和廢水分流制系統，同時設置專用的通氣立管。其次是系統水力條件，重點解決橫支管堵塞問題，可通過合流制，改善系統的水力條件。最后是對優化后的系統設計進行經濟比較，判斷系統設計優化的可行性與否。

3 結語

文章通過研究，基本明確了高層建筑排水系統設計流程的優化方法，但具體的設計細節內容，仍然需要結合實際工程的情況和條件，予以進一步補充和完善，方可提高排水系統設計的適用性，并提高排水系統的效益水平。

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