淺議建筑地下室排水設計

城市建設中，建筑地下室設計越來越多。一般來說，建筑地下室有三個使用功能:(1)作為設備用房;(2)用作車庫、倉庫、商場等;(3)作人防場所。由于地下室地面設計標高普遍低于室外地面標高，導致地下室排水很難實現重力自流排入市政排水(雨水、污水)管網，其排水主要依靠設置“集水坑+排水提升泵”方式來解決。其排水設計在建筑給排水設計中是重要組成部分。地下室排水主要包括以下五部分:(1)雨水;(2)沖洗地下室地面廢水;(3)生活污水;(4)發生火災時產生的消防廢水;(5)人防排水。若地下室排水設計不當，常造成雨水(尤其在暴雨時)或消防滅火用水(發生火災時)不能及時排除而被淹，從而影響地下室使用及損壞其中的建筑設備。因此合理設計地下室排水非常重要。

1 排水量計算

1.1 地下室雨水量Q1

地下室雨水排水主要排除車道敞開段和敞開樓梯、豎井處流淌下來的積水。為了盡量減少地下室雨水量，有必要在地下室室外車道或敞開樓梯出入口處作一定的抬高處理，并設置一道蓋雨水箅子排水溝收集室外地坪流向出入口的雨水，這部分雨水可重力流向室外雨水井。另在地下室室內車道或敞開樓梯出入口處再設一道蓋雨水箅子排水溝攔截雨水或地漏收集雨水至附近集水井內，通過潛水排水泵提升，排至室外雨水井。

式中:Q1—雨水流量(l/s);ψ—徑流系數，一般取0.9;q—當地設計降雨強度(l/s·ha);F—匯水面積(m2)，應為坡道敞開面積及其側墻面積之和，F=A1+A2/2，其中A1為坡道露天面積，A2為坡道側墻面積。

1.2 地下室沖洗地面廢水量Q2

為了保持車庫內清潔，地下室地面需要用水沖洗。

式中:Q2—地面沖洗廢水量(l/s);Kh—小時變化系數，取1.0;q—沖洗用水標準(l/m2)，一般取2～3l/m2;F—汽車庫的面積(m2)，(如有防火分區，應按每個防火分區的面積分別計算);T—使用時間(h)，一般取6～8h;

1.3 地下室消防廢水量Q3

當建筑地下室發生火災時，消防排水量規范并沒有明確規定其取值，一般各設計院都是憑自己的經驗來做。考慮到地下室設備房中通常的空調冷凍機組、水泵機組、變配電設備、備用發電機等基礎高度離地面0.2m左右，因此當地下室積水在0.2m以下時，就不會對地下室的設備造成損壞。在不影響地下室設備正常使用的條件下，從節約成本的角度出發，消防廢水量可減去地下室的允許積水容積，來確定排水泵流量及集水井容積。

根據《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95，2005年版)，按照最不利情況考慮，自動噴水滅火系統和消火栓系統的消防水量分別為30l/s、40l/s，火災持續時間分別為1h、3h。火災發生時，自噴系統和消火栓系統同時啟動，產生的消防廢水量為540m3，以2000m2消防分區為例，則地面積水厚度為0.27m。消防排水量Q3=(0.27-0.20)×2000=140m3。

1.4 地下室衛生設備污水量Q4

地下室衛生間的生活污水量Q4應按《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)有關設計秒流量計算公式確定。

1.5 人防污水量Q5

人防污水量Q5包括口部沖洗廢水及清潔區內生活污水，應按《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)有關公式計算，本文不作進一步探討。

2 潛水排水泵的選用

2.1 排水泵流量

上述流量Q1～Q5中，Q2不與Q1及Q3同時發生，且其值較小，可略去不計。另外注意一點，用于排出消防電梯下積水的集水井中排水泵的排水量不應小于10L/s。

2.2 排水泵的揚程計算

式中:H—潛水排水泵揚程(m);Hm—排水管出口標高與集水坑運行停泵水位的高差(m);Σh—水泵進、出口管道水頭損失(m);Ha—出水口的自由水頭(m)，一般取2～3m。

2.3 選泵及泵組合

除根據上述流量和揚程，在潛水排水泵特性曲線高效區內選泵外，還應注意集水井的調節容積與井內最大流量那臺泵的流量成正比。因此，當排水量較大時，宜采用多臺泵并聯方式，以減小每臺泵的流量，從而避免設置太大的集水井，減小土建工程投資。排放生活污水的排水泵應選用帶有切割或允許通過相應粒徑顆粒污物的潛水泵。

潛水排水泵組大多一用一備，或多用一備，逐臺投入(此時各臺泵的啟泵線相差100～200mm)，并設自控裝置、故障聲光報警和常用與備用泵自動切換。地下停車庫平時少有排水，潛水排污泵往往長期閑置。因此要定期試泵(三個月一次)，以便及時發現故障，及時維修。

3 集水井設計

集水井主要起收集、貯水及調節作用。

3.1 集水坑的水位和控制方式

集水坑的水位一般設置3個控制點:低水位(停泵水位)、高水位(啟泵水位)和報警水位。低水位按潛水泵間歇運行設計，以選用的潛水泵廠家樣本為準;報警水位一般比集水坑進水管渠底低100mm以下，高水位比報警水位低100mm。備用泵應在報警水位處投入運行。排水泵的運行由集水坑的液位自動控制，控制方式有浮球式和液位傳感式。

3.2 集水井有效容積確定

集水井有效容積是指集水井中低水位與高水位之間那部分容積。

根據《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)第4.7.8條第1款要求，這部分貯水有效容積不宜小于井內最大一臺泵在自控狀態下5min的出水量，且排水泵每小時啟動次數不宜超過6次。另外，按照《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005年版)6.3.3.11條規定，用于收集消防電梯的井底排水的集水井容量不應小于2.00m3。地下室用作人防功能時，清潔區內戰時生活污水集水井的有效容積包括調節容積和貯備容積，其中調節容積應符合建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)第4.7.8條第1款要求，貯備容積必須大于隔絕防護時間內產生的全部污水量的1.25倍。

3.3 集水井設置位置

污水集水井宜設置在地下室(平時或戰時)衛生設備的底板下或臨近位置，獨立設置，并設通氣管高空排放臭氣;收集地下車庫坡道處的雨水集水井應盡量靠近坡道盡頭處;地下室內排水集水井應設置在使排水管、溝盡量簡短的地方;消防電梯坑集水井應設在電梯附近，但不應直接在電梯井內，井底低于電梯坑底不小于0.7m;地下室用作人防時，設在防護密閉門內的洗消廢水集水井是收集防毒通道、洗消間和防護密閉門內染毒區的墻、地面的洗消水;設在防護密閉門外的洗消廢水集水井是收集密閉門以外的墻、地面的洗消水。

在集水井的設置中，還要特別注意以下幾點:(1)每個集水井的受水區內應無沉降縫、伸縮縫、變形縫。根據《建筑給水排水設計規范》規定建筑物內排水管不得穿越以上諸縫;(2)每個防火分區必須獨立設置集水井，以免排水直埋管穿越防火分區。一旦發生火災，雖然防火卷簾將兩防火分區阻隔，但隱患埋藏于車庫底板下;(3)在有人防的地下車庫，每個人防防護單元內應獨立設置集水井，排水直埋管也不應穿越防護單元，且排水直埋管亦不能穿越人防區與非人防區。

3.4 集水井優化組合

地下室兼有平時和戰時功能時，為了便于管理，節約造價，有些集水井能兼用。防護單元清潔區內有供平時使用的生活污水集水井或消防廢水集水井時，宜兼作戰時生活污水集水井。另外一些通過防爆地漏及排水管收集的洗消廢水可排入非人防區內供平時使用的生活污水集水井或消防廢水集水井內。由于在隔絕防護時間內，人防用的集水井不允許向外排水，所以在臨戰時兼用的集水井必須清空。

4 結論與建議

(1)建筑地下室排水很重要，設計不當有可能造成地下室被淹的嚴重事故，而地下室排水泵排水量的大小與地下室消防水量、地下室面積、當地暴雨強度、出入口敞開面積等有關;(2)排除消防廢水的地下室排水泵應根據消防流量和地下室的水容量選擇排水泵的排水量;(3)地下室集水井布置要合理，在滿足最不利情況下的排水時，應盡量減少集水井水量，以便于管理，節約造價;(4)地下室水池、排水集水坑均應設置水位報警裝置，以便于水池發生溢流時及時報警。

[1]GB50015-2003，建筑給水排水設計規范[S].北京:中國計劃出版社，2003.

[2]GB50045-95(2005年版)，高層民用建筑設計防火規范[S].北京:中國計劃出版社，2005.

[3]GB50038-2005.人民防空地下室設計規范[S].

[4]黃頻.淺談地下停車庫排水設計[J].給水排水，1998，25(5):49-51.