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AnApproachtoSomeQuestionsinWaterSupplyandDrainageDesignforcoalmines
AbstrAct：ThecurrentsituationofwatersupplyAnddrainageincoalminesandexistingproblemsareanalyzed.problemsexistinginthedesignofwatersupplyanddrainageforcoalminesaswellasthewayforwardforimprovementarestudiedintheaspectsofselectionofwatersupplysourceswatersupplyinmines，treatmentofcirculatingcoolingwaterforminingindustrialsitesandofwastewaterfromcoalmines，etc.Discussionsaremadeonrationalutilizationoftheeffluentwaterresourcesinminesandrationaldispositionofwatersupplyanddrainagesystemsandcirculatingwatersystems，withaconclusionmadethatfeasiblesolutionsforthetreatmentofcoalminewastewatermustbeselectedincombinationwithpractice.
Keywords：coalminewatersupplyanddrainage；circulatingcoolingwater；wastewatertreatment；watersupplyanddrainagedesign
煤礦給水設計的基本任務是滿足礦井建設生產(chǎn)對水量、水壓和水質的要求。主要包括礦井工業(yè)廣場的生產(chǎn)、生活及消防用水；各類工業(yè)設備的冷卻循環(huán)用水；礦井住宅區(qū)的生活及消防用水；礦井井下給水。
煤礦排水設計的基本任務是將礦井工業(yè)廣場及居住區(qū)產(chǎn)生的各類生產(chǎn)廢水、生活污水及雨水有組織的、符合環(huán)境保護要求排入地面水體。
煤礦給排水設計與城市給排水設計相比較有許多相似之處但又有其特殊性。一方面生產(chǎn)生活需要大量用水，另一方面煤礦開采又大大破壞地下水資源。在煤礦建設過程中，怎樣才能符合市場經(jīng)濟規(guī)律，進行商業(yè)化、城市化給排水設計，怎樣合理利用水資源，保護地面水環(huán)境，是煤礦給排水設計工作者必須重視的問題。本文結合多年從事煤礦設計的實踐，對煤礦建設給排水設計存在的若干問題提出自己的看法。
1給水設計
1.1水源的選擇
目前大多數(shù)礦井工業(yè)場地及居住區(qū)供水以取水源井地下水為主要供水水源、礦井水凈化后回用作為輔助供水水源。
1.1.1存在問題
以上供水方式存在下列問題：
①為保證礦井生產(chǎn)、生活用水，必須建許多水源井，以淮南礦區(qū)為例，潘三、謝橋煤礦均建有10多座水源井，這些水源井的泵房及設備投入大，且每座水源井還得征地保護。水源井輸水管路較長。另外水源井取水能耗高，以淮南地區(qū)為例，一般成井深度超過80m，需要15～22KW的深井泵將地下水提升送至工業(yè)場地及居住區(qū)水池。
②工業(yè)場地及居住區(qū)供水設施分散，重復建設較多。特別是工業(yè)場地礦井水供水為非飲用水系統(tǒng)與水源井供水系統(tǒng)必須分開設置，連管道亦單獨建設。因此，供水系統(tǒng)投資較高。
③礦井水利用率低，水資源浪費嚴重。
1.1.2解決辦法
因此，在進行煤礦給水設計時應解放思想，打破慣用的供水模式，充分利用礦井排水資源，在礦井工業(yè)場地建一座集中式的凈化水廠，將礦井排水處理為生活飲用水，負責向礦井工業(yè)場地和居住區(qū)供水。以安徽省兩淮地區(qū)的礦井排水為例，礦井排水中除懸浮物和細菌外，其余理化及毒理指標都符合生活飲用水的標準。大多數(shù)礦井排水經(jīng)處理后全部回用足以保證礦井工業(yè)場地和居住區(qū)的生產(chǎn)、生活用水。部分水量充足的礦井滿足自己用水外還有富余，凈化水廠可在收取一定的水增容費和管網(wǎng)建設費后，向附近居民供水。礦井水凈化處理流程如圖2所示。
1.1.3采用凈化水的優(yōu)勢
采取凈化礦井水供水模式的優(yōu)點主要有：
①充分利用了地下水資源，由于氣候條件、地理、地質環(huán)境不同，我國水資源的時空分布極不均勻。煤礦建設一方面大量礦井排水污染環(huán)境；另一方面由于地下水資源被破壞導致礦區(qū)供水嚴重短缺；礦井水凈化回用，大大減少地下水的開采量，避免水資源緊缺矛盾，有利于礦井周圍工農業(yè)的進一步發(fā)展，因而環(huán)境和社會效益顯著。
②大大減少了煤礦給排水設施重復建設，節(jié)省大量建設資金。礦井水充分回用，工業(yè)場地的供水管網(wǎng)、給水構筑物及設備單一化，投資大大節(jié)??；同時減少了新建水源井、輸水管路、道路、征地費用以及若干年后由于煤礦開采引起地表沉降而導致的水源井、輸水管路及道路的重建費用；減少了礦井排水的處理費用［2］。
③管理、運行費用降低；
④供水成本降低。
1.2井下供水設計問題探討
隨著采掘工藝的機械化，自動化程度的提高，為滿足生產(chǎn)安全和防塵的要求，煤礦井下供水的范圍越趨廣泛，其主要供水對象歸納起來有：采掘工藝防塵用水、生產(chǎn)用水、消防用水。對于井下各用水點用水設備的用水量及水壓要求，在煤礦設計規(guī)范中已有規(guī)定，本文不再贅述，下面主要就井下消防灑水設計存在的問題作一些探討。
1.2.1水源選擇
目前大多數(shù)礦井設計中都將地面生產(chǎn)生活供水水源作為井下供水水源。由地面用管道將水引至井下，采用集中供水方式。其優(yōu)點為水質可以保證，不需增加管理人員，對于用立井及斜井開發(fā)的礦井，井下水壓較大，能滿足采掘設備以及灑水器的水壓要求，一般不需加壓。缺點是井筒內管道長，部分礦井垂直向下高達1000m，井底大巷水壓過大，使用不安全，特別對井筒深、井巷長者尤甚。其實，井下供水水源還有其他方案可供選擇：如利用井下深部底板水源、利用井下排水。
①利用井下深部底板水源。若井底大巷內底板下有較好的含水層，可采取向下鉆水源孔取水，借用地下水的承壓水頭滿足井下采掘設備、灑水器及消防用水的水壓要求。采取深部底板鉆孔分散供水的優(yōu)點：井下供水管道短，不耗電，節(jié)能，管道承壓低，使用安全。缺點是必須做較多的水文地質工作，因為并非在井下所有地點打鉆孔均可取到水。
②利用井下排水。當井下排水量較大，而且大部分為疏干底板水時，由于水量大，水較清，可在井下建水倉，稍作沉淀后，用泵送至井下供水管網(wǎng)。
綜上所述，我們在進行礦井井下供水設計時，應認真分析水文地質資料，視各礦井的實際情況因地制宜。當井下有疏干水或底板含水層近且水量大時，宜優(yōu)先選擇井下疏干水或井下鉆孔取水做水源。當井下水質很差或不具備取水條件時，應從地面供水。?
1.2.2井下防塵灑水及其自動化問題
井下防塵灑水主要為消除巖塵及煤塵，盡量使井下風流中的巖塵濃度控制在2mg/m3以下，煤塵濃度控制在10mg/m3以下，保證煤礦生產(chǎn)安全及工人身體健康。但實際情況是許多礦井井下煤塵濃度超標，而防塵灑水設備卻閑置不用，分析其原因，有生產(chǎn)管理與思想認識不足，不夠重視問題，亦有設計不能使灑水器自動化工作，管理不便的問題。由于井下運輸中煤流不均勻，尤其是裝車點或翻籠都是間歇工作的，灑水器時開時停，人工操作不方便也不及時。無煤時也灑水，導致水到處漫流或影響皮帶運行等。結果是工人干脆不開灑水器。設計上可采取下列措施達到灑水器自動啟閉：在灑水器前管道上加電磁閥及在煤流控制點設置光感器。當有煤流通過或礦車到達裝車點及罐籠，光線被擋，光電器作用打開電磁閥，灑水器噴水，反之立即關閉。這樣不但方便管理，又節(jié)約用水，更主要保證生產(chǎn)安全。因此，在井下防塵灑水的系統(tǒng)設計時，應力求實現(xiàn)自動化。
1.2.3井下給水管道防腐及管材選擇
井下管道防腐一直是井下供水設計的難題，由于井下環(huán)境條件較差，空氣濕度大，管道極易腐蝕。而且因為承壓較高，往往使用無縫鋼管或鍍鋅鋼管。目前，民用建筑用來取代鍍鋅鋼管的pp－R管，其公稱壓力已達2.5mpa，該管不存在防腐問題，在以后的井下供水設計中，當管道工作壓力不大于1.6mpa時，可做一些試用研究工作。
1.3工業(yè)廣場循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設計
由于煤礦通風、瓦斯抽放、井下滅火的需要，在礦井工業(yè)廣場一般建有空壓機站、瓦斯抽放站及制氮站。而空壓機、瓦斯抽排機、制氮機等設備均需用水冷卻。因需水量較大，采用循環(huán)冷卻水。其供水流程如圖3所示。
1.3.1循環(huán)水系統(tǒng)重復設置問題
目前大多數(shù)礦井循環(huán)水設計均采用空壓機站、制氮站、瓦斯抽放站等各自配套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。采用這種分散設置存在以下弊端：
①冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的水池、泵房等構筑物及水泵、冷卻塔、軟化水等設備重復建設，占地大，投資高；
②冷卻水池、冷卻設備布置在被冷卻設備車間附近，導致車間衛(wèi)生環(huán)境較差；
③分散設置能耗高，運行費用高；
④操作、管理人員較多，且技術力量分散。空壓機站、制氮站、瓦斯抽放站對冷卻用水的水質要求均為軟化水，冷卻進水溫度均要求小于35℃，設備出水溫度39～42℃。因此，礦井建設設計應綜合考慮，在礦井工業(yè)場地適當位置設計一座循環(huán)水中心站，通過管道向各被冷卻設備供水，設備冷卻出水通過管道自流至循環(huán)水中心站。這樣設置不但可克服上述分散設置的許多缺點，而且設備的維修、更換對生產(chǎn)影響?。还?jié)能降耗明顯；便于對循環(huán)供水出現(xiàn)的技術問題組織力量攻關［3］。
1.3.2冷卻設備的合理配置問題
從已投入運行的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的使用效果來看，循環(huán)冷卻水設備與被冷卻設備配置不合理，導致冷卻效果不佳或節(jié)能效果很差，以淮南煤礦的潘三、謝橋礦井空壓機站循環(huán)冷卻水系統(tǒng)配置為例，空壓機站一般有3～5臺空壓機，根據(jù)井下通風情況，可合理調節(jié)空壓機啟閉臺數(shù)，而循環(huán)水系統(tǒng)水泵配置采用一臺冷水泵、一臺熱水泵、一臺互為備用泵。冷、熱水泵流量按空壓機組最大通風時所需冷卻水量選型，這樣配置的結果，不論空壓機組開啟幾臺，冷卻水泵均按最大流量在運行，而且空壓機開啟臺數(shù)轉換頻繁時，冷卻水量調節(jié)只能靠頻繁調節(jié)冷、熱水泵出口管道閥門的開啟度，很難控制，有時導致空壓機冒水現(xiàn)象，為便于調節(jié)，又不得不在出水管上增加旁路回水。這種運行方式對水泵使用壽命影響大，能耗高。因此，在循環(huán)水系統(tǒng)設計時，一定要根據(jù)被冷卻設備運行時需水量的變化情況合理配置冷卻設備，如冷、熱水泵、冷卻塔、軟化水裝置的臺數(shù)及流量搭配等。若從節(jié)能的角度出發(fā)，還可以考慮在循環(huán)水系統(tǒng)的冷、熱水泵上增加變頻調節(jié)功能，使流量調節(jié)隨被冷卻設備需水量變化更合理。雖然增加變頻調節(jié)功能一次性投資有所增大，但4～5a的節(jié)能費用就可收回增加的投資［4］。
2煤礦排水設計存在問題
煤礦排水設計的難點是生活污水處理設計，煤炭系統(tǒng)新建礦井非常重視環(huán)保建設，并投入了大量的環(huán)保建設資金。煤炭設計部門也對生活污水處理進行了多工藝、多方案比較與探索。如淮南地區(qū)，潘二礦的生物曝氣工藝、潘三礦的生物轉盤工藝、謝橋礦的表面曝氣工藝、新集礦的氧化溝工藝。但從投入使用的實際效果及資金利用率來看均不理想。下面對煤礦生活污水處理作一些分析與探討。
2.1煤礦生活污水處理設施重復建設現(xiàn)象普遍
目前部分煤礦礦井工業(yè)場地和居住區(qū)各建一座污水處理廠，這樣兩處征地，重復建設，投資大大增加，運行能耗高，管理費用高，技術力量分散，噸水處理成本高。一般來說，礦井工業(yè)場地和居住區(qū)相距不是很遠，合建一座污水處理廠更合理，考慮從居住區(qū)向工業(yè)場地排水，管道埋設太深，可在中間設置污水提升泵站，或者在工業(yè)場地與居住區(qū)中間地段征地建設污水處理廠。采取合建方式，不但可節(jié)省投資，更主要可大大降低運行成本。
2.2污水處理設計參數(shù)選擇不合理
進行煤礦生活污水處理廠設計時，對污水中污染物指標BOD5、CODCr、SS取值，不是按實測，也不是用類比，而是套用城市生活污水污染物指標為設計依據(jù)，以BOD5為例，城市生活污水為200mg/L，而實際煤礦BOD5值一般只有70～80mg/L。由于生活污水中有機物含量太低，致使原來設計的不少活性污泥法處理工藝，在運轉過程中微生物得不到最低限度的營養(yǎng)物質，而被“餓死”、分解、礦化，形不成活性污泥。為此不少處理廠停止了回流活性污泥，保持了原來設計中的曝氣環(huán)節(jié)，使原來的設計失去了核心環(huán)節(jié)--活性污泥及其工藝過程，變成了簡單的一級強化處理。即使氧化溝污水處理工藝，也存在同樣的問題，往往設計流程中的回流活性污泥回流不起來，致使原氧化溝系統(tǒng)變成了附加曝氣的帶狀平流沉淀池；原設計中的不少配套設施成為多余，如消泡池、污泥集中處理池和污泥晾曬場等，造成了大量資金的浪費[5]。
山西古交礦區(qū)的許多礦井采用二級生物接觸氧化法處理煤礦生活污水，效果很好。此工藝的特點是能適應礦區(qū)低濃度、變化大的污水，同時投資省，操作維護也比活性污泥法簡單。它的原理是利用固體濾料表面所形成的生物膜凈化廢水。可利用的濾料是多種多樣的，如爐渣、玻璃鋼或塑料蜂窩狀材料、半軟性纖維球等[6]。
因此，在進行煤礦污水設計時，一定要分析進水污染物指標，選擇適用性強、耐沖擊負荷高的污水處理方案，提交環(huán)境保護部門專家組審查后確定最終處理工藝。
3結語
總之，煤礦建設的水資源化，煤礦給水系統(tǒng)，循環(huán)水系統(tǒng)的合理配置，煤礦污水治理與環(huán)境保護等問題，值得煤礦給排水設計工作者深入研究與探討。
參考文獻：
［1］B.A.高爾什可夫（蘇）.煤炭工業(yè)企業(yè)廢水的凈化及利用［m］.山西：山西科學教育出版社，1987.
［2］石振華，李傳堯.城市地下水工程與管理手冊［m］.北京中國建筑工業(yè)出版社，1993.
［3］嚴煦世.給水工程（第三版）［m］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1995.
筆者結合珠海華發(fā)新城三期(以下簡稱新城三期)地下車庫的給排水設計實例，對地下車庫給排水的設計要點和設計中遇到的實際問題逐一進行闡述。
2現(xiàn)代住宅小我地下車庫的建筑特點
一是規(guī)模大，車庫的建筑面積大。新城三期地下車庫共72000m2，有十八個防火分區(qū)，停車位達2000個。
二是管線多。由于整個新城三期的27棟住宅均建在車庫上，地下室頂板上覆土深度有限(扣除找平、防水后H=800mm)，且頂板上又有大量的水景、園建，所以為方便施工和后期管理，各種管線(除綠化用水、雨排水、污排水管道外)均需敷設在地下室的頂板下。
三是環(huán)境要求高。為了保證車庫的通風及采光，在地下室側壁周邊做了高窗：同時在頂板上也開了許多洞口，洞口總面積約4000m2。洞口下設樹池、水景池，僅新城三期地下室就有樹池、水景池共120處之多。
3現(xiàn)代住宅小區(qū)地下車庫的給排水設計要點
3．1確定給排水系統(tǒng)的組成
根據(jù)上部住宅、園林水景和車庫本身的建筑功能，明確整個給排水系統(tǒng)的劃分。一般包括：各個分區(qū)的生活給水系統(tǒng)、特色景觀補充水系統(tǒng)、綠化灑水系統(tǒng)、人工水體的循環(huán)水處理系統(tǒng)、游泳池循環(huán)水處理系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。
3．2確定設備機房的位置
車庫內的給排水設備房有：生活給水加壓泵房、消防水泵房、景觀水體及游泳池的循環(huán)水處理機房。生活給水加壓泵房應位于小區(qū)給水負荷的中心，以簡化配管，節(jié)約能耗。消防水泵房宜與生活給水泵房合建。循環(huán)水處理機房的位置應結合水體及游泳池的位置確定，距離越近越好。機房的選址還要以不犧牲停車位為原則。
3．3確定各種管道的布置
雨排水、污排水管道及綠化用水干管宜敷設在地下室頂板覆土層內，其他各類管道均敷設在地下室的頂板下，以利于施工和維護。
4設計中遇到的問題及對策
4．1如何充分利用有限的凈高資源新城三期地下車庫層高3.6m，扣除800mm的大梁，大部分地方凈高只有2.8m，而甲方為降低土建造價，不愿意再加大車庫的凈高，為滿足規(guī)范和使用要求，留給設備專業(yè)的走管空間就相對較小。這就要求我們在管線布置時要統(tǒng)一協(xié)調，盡量避免干管交叉，如有交叉，交叉處管道上彎：較長的管道盡量分段找坡，局部增設排氣閥和放水閥：支管盡可能翻至次梁下安裝。當然，在管道的布置過程中，我們還盡可能利用一些有利條件，例如頂板下的一些凸起空間，見圖2、圖3。
4．2消防電梯排水
《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB50045-95)中6.3.3.11條規(guī)定：“消防電梯井底應設排水設施，排水井容量不應小于2.00m3，排水泵的排水量不應小于10L/s?！背Ｒ姷淖龇ㄊ窃谙离娞菖粤碓O集水坑，但這種做法既增加投資，又給結構設計帶來諸多麻煩。經(jīng)過論證，筆者采用了加深電梯基坑的方式，見圖4。圖4中H2的深度要求至少滿足水泵、管道的安裝，調節(jié)容積不小于2m3，當調節(jié)容積不足時，可以利用部分H1(產(chǎn)品樣本上要求的最小基坑深度)的底部空間，但前提是不影響電梯的正常使用，不浸漬電梯配件(包括平衡錘等)。
4．3地下樹池的排水
排水量按頂板洞口面積的雨水量計算，若洞側有建筑物側墻，則附加其受水面積的1/2。有的樹池的集雨量較大，采用單泵排水會導致集水井調節(jié)容積的增加，可考慮選用兩臺水泵，平時互為備用，最不利時雙泵同時投入運行。至于集水井的位置則顯得較為棘手。甲方要求集水井設于樹池外，且不能影響美觀、影響車位的銷售，結果，許多集水坑都只能藏身于偏僻角落，見圖5。
這種做法的主要弊端是：大量的管線預埋在底板下，增加了管道滲水的可能，尤其是沿海地區(qū)地下水位較高，一旦管道斷裂或接口松動，就會造成地下水的大量滲入，致使水泵經(jīng)常運轉，增加能耗。華發(fā)新城一期地下室就有這種滲水情況的發(fā)生。筆者認為圖6的做法較為合理，集水井設于樹池內，井蓋板作為雨水口箅板，用卵石鋪蓋，既滿足了排水，又起到美化環(huán)境的作用。整個系統(tǒng)無預埋在底板下的管線，故較為安全實用。
值得注意的是，集水井的開泵水位不能超過樹池底部卵石透水層的頂面，否則可能會引起種植土長期浸水，從而導致植物爛根而死。
4．4車庫入口處噴頭的布置
在地下車庫入口處，由于坡道由內向外逐漸升高，路面與頂板的距離不斷變小，最小處甚至不足23m，這使得該段坡道上無法設置直立或下垂型噴頭。而根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》(GB50084—2001)中7.1.12條的規(guī)定，地下停車庫屬于中危險級Ⅱ級，不能采用邊墻型標準噴頭。但是否就意味著不能采用其他類型的邊墻型噴頭呢?規(guī)范對此并沒有明確的解釋。筆者認為在坡道處設置邊墻型擴大覆蓋噴頭是可行的，只要保證兩排相對噴頭交錯布置，設計噴水強度不小于8L/min.m2即可，這種做法也得到了消防主管部門的認可。
4．5合理布置噴淋管道，最大限度地節(jié)約投資
在地下車庫的噴淋設計中，按結構梁格布置直立噴頭已是不爭的事實。但是如何配管才能做到經(jīng)濟合理呢?對比圖8和圖7，顯然圖7比圖8更合理，它一方面提高了車庫的使用空間，同時又減少了管材的用量，尤其是當噴頭的連接立管較長、噴頭數(shù)量較多時，這種節(jié)約會相當明顯。
合理地布置配水干管同樣也可以節(jié)約投資。圖9的做法在一些設計中是經(jīng)常出現(xiàn)的。而對于此種情況，在華發(fā)新城三期地下車庫的噴淋系統(tǒng)設計中，我們則按圖10的方式進行配管。經(jīng)過比較，兩種方案在管材上的成本相差無幾，但管件上的成本就相去甚遠。因為圖9中采用的卡箍接頭的數(shù)量是圖十的8倍!
4．6如何避免排水干管進入地下車庫
由于車庫頂板面積大、覆土淺，為保證快捷、順暢地排水，排水管應就近接向地下室的四周。然而在實際工程中，地下室頂板往往高出周邊的市政道路。針對此種情況，一般的做法見圖11。該做法的主要缺點是：影響車庫的美觀；會因預埋防水套管位置不準而給安裝帶來麻煩；容易漏水。筆者則采用在地下室外墻設置局部凹壁的辦法，見圖12。其優(yōu)點是：不需預埋套管，靈活性強；管道與地下室完全分開，無漏水隱患。
4結語
1建筑給排水設計中水資源利用的現(xiàn)狀
伴隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展而來的不僅是科學技術的提高和城市化進程的加快，也帶來了各類資源的快速消耗。由于城市人口的不斷增加，城市房地產(chǎn)也在不斷開發(fā)，再加上城市因發(fā)展而需要建設的工廠等，這一切都給城市用水帶來了極大的挑戰(zhàn)。所以面對這種情況，自來水公司必須要提高其工作效率，并及時對水資源的供水和處理技術進行掌握，將節(jié)能環(huán)保理念運用在建筑給排水設計之中，同時優(yōu)化設計給排水的系統(tǒng)，從而避免水資源的無故浪費，提高水資源的利用率，最終保證建筑在用水方面的安全。但是現(xiàn)階段的建筑給排水系統(tǒng)中還存在著諸多問題。
1．1水資源的浪費比較嚴重
目前，建筑物中的水資源浪費現(xiàn)象十分嚴重，究其原因，除了人為因素之外，也存在著給排水系統(tǒng)方面的緣故，總的來說有以下幾點:①人們節(jié)能環(huán)保意識較差，不注重對水資源的節(jié)約保護;②節(jié)能環(huán)保理念未運用在給排水系統(tǒng)設計之中;③系統(tǒng)有些零部件質量不高且年久失修。這些因素很容易導致給排水系統(tǒng)發(fā)生滲漏、滴漏等問題。
1．2給水管網(wǎng)壓力較大
由于建筑用戶的用水量需求較大，而給排水系統(tǒng)的節(jié)水能力又不高，以至于給水管網(wǎng)所要承擔給水的壓力過大，從而很容易造成接口磨損和噪聲較大等問題。一旦這種情況長時間發(fā)生，那么給水管網(wǎng)的壓力就會降低，使得高層建筑的給水成為問題。
1．3給水零部件和衛(wèi)浴設備沒有較高的節(jié)水能力
現(xiàn)階段，不論是自來水公司、房產(chǎn)開發(fā)商或者居民等都沒有足夠的節(jié)能環(huán)保意識，在這種情況下，廠商在設計和生產(chǎn)給水零部件時就會忽略節(jié)水這一環(huán)節(jié)，使得其在實際使用過程中的性能難以更改，最終造成水資源的浪費。而且在設計的時候，如果沒有選擇型號合適的計量水表，一旦型號過大，那么靈敏度不夠的水表會忽視對小流量水資源的計量，最終造成巨大的浪費。目前建筑給排水系統(tǒng)存在的一個普遍問題就是雨水與其他廢水的再利用效率較低，不能充分利用自然水資源，就會使得供水資源的負擔更重，也容易造成水資源浪費。
2建筑節(jié)水給水設計中綠色環(huán)保理念的運用
2．1優(yōu)選先進節(jié)水設備
建筑給排水系統(tǒng)的設計是一項系統(tǒng)且復雜的工程，不但涉及到給排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計，同系統(tǒng)內部的各種設備、部件的選型也息息相關，由于設備和部件選型十分關鍵，所以必須要對具有節(jié)能環(huán)保功能的新型設備和部件進行優(yōu)選。
2．2優(yōu)選高質量的節(jié)水管道和閥門
一般來說，在給水管道的選擇中都會選材質為鍍鋅的鋼管，但是這種傳統(tǒng)管道不僅被腐蝕幾率大、壽命短，長時間使用很容易產(chǎn)生漏水問題，而且對水體也容易造成污染，影響居民的正常用水。因此，在設計建筑給排水系統(tǒng)時，想要保證節(jié)能環(huán)保就必須優(yōu)化管材設備，選擇持久耐用的、先進、不易腐蝕的管材，限制并禁用冷、熱鍍鋅鋼管。另外選擇的管材也要保證環(huán)保消聲，室內排水管材更是要保證抗震性，同時也要牢固耐用、防火防腐蝕，基于此，即使不銹鋼管成本高、價格貴，但是由于其抗腐蝕、使用時間長、能靈活適應冷熱水體，所以在室內供水的管材選擇中還是受到推崇的。至于室外的排水系統(tǒng)，同樣需要考慮以上特點，所以塑鋼聚乙烯的纏繞排水管比較適用于室外，其不僅使用時間長、便于安裝、抗腐蝕，而且?guī)缀醪粫嬖谛孤﹩栴}，所以廣泛地運用在室外的排水系統(tǒng)之中。
2．3節(jié)水型衛(wèi)具使用
配水設備以及各種衛(wèi)生器具等的節(jié)水性能在很大程度上也影響著給水節(jié)約功效，鑒于衛(wèi)生器具為建筑居民日常生活、生產(chǎn)中直接索取水源的重要設備。以洗浴噴頭為例，普通噴頭的噴水量有20L/min，但是節(jié)水型的衛(wèi)具噴頭卻只有9L/min，可以看出，節(jié)水水量有一半之多。淋浴龍頭可以使用帶恒溫控制和溫度顯示功能的冷熱水混合淋浴器，在開啟配水裝置的時候，可以快速得到相對穩(wěn)定的熱水，減少由于調溫過久而造成的水量浪費。如果可以在建筑內安裝節(jié)水型的衛(wèi)具，則可以有效達到節(jié)水目的。按照實際衛(wèi)浴設備選型的過程中一定要重視其節(jié)水的性能，因為事實上從長遠來看單純的價格因素難以達到環(huán)保節(jié)水的目的。當前，一般的節(jié)水型衛(wèi)浴主要設備為:感應型衛(wèi)浴、光電淋浴器等等。這類衛(wèi)浴設備據(jù)調查可以節(jié)水在20%上下。因為其便于長時間使用，而且密封性良好，為防止水的浪費，水龍頭側重優(yōu)選陶瓷芯。
3無效冷水的利用
隨著人們生活水平的不斷提高，建筑功能的日趨完善，建筑集中熱水供應逐漸成了建筑供水不可缺少的組成部分。據(jù)調查，大多數(shù)集中熱水供應系統(tǒng)存在嚴重的水浪費現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱水配水裝置后不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉很多冷水后才能正常使用，造成水的浪費，因此可稱之為無效冷水。對其的利用一般可以采用改造循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)方式的方法。在熱水系統(tǒng)的各種循環(huán)方式中，無效冷水量從大到小依次為無循環(huán)、干管循環(huán)、立管循環(huán)、支管循環(huán)，依此順序，各循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)水效果則是從差到好。支管循環(huán)系統(tǒng)的成本是相當高的，但是采用支管循環(huán)節(jié)水效果非常顯著，而采用立管循環(huán)有其獨到的優(yōu)勢，不僅節(jié)水效果比無循環(huán)和干管循環(huán)好，而且系統(tǒng)比支管循環(huán)簡單，建設成本較低，見效快。但是對于室內設計來說，支管循環(huán)的方式可以達到最大的節(jié)水量，不過考慮到成本以及排管的難易程度，其不是一個最優(yōu)的選項。對于那些管線比較短的管路，管內存的無效冷水量相對較少，上述的無效冷水可以利用起來，比如各種洗滌或者廁所沖水等方面加以應用。綜合起來看，對于室內的設計，最好的方案是立管循環(huán)方式，該方法與支管相比，除了循環(huán)稍差外，成本低廉，見效快，值得推廣。為節(jié)水可以對已建成的建筑熱水系統(tǒng)進行改造。在循環(huán)系統(tǒng)改造中，設置循環(huán)管的管徑也相應增大，同時比相應熱水配水管管徑小1檔，采用同程布置，可以使循環(huán)不短路，減少冷水排放，并均設防結露保溫層及防護層。同時，控制保持用水點的冷熱水壓力基本一致，也可以減少無效冷水的排出，也是可以達到節(jié)能的目的。泉州經(jīng)貿學院的4#、5#宿舍樓的熱水系統(tǒng)改造中，采用了同程布置的立管循環(huán)方式，取得了良好的效果。
4特殊單立水管的應用
現(xiàn)在的高層建筑越來越多，僅伸頂通氣的單立管排水能力已經(jīng)漸漸不能滿足高層排水的需要，為此，GB50015－2010《建筑給水排水設計規(guī)范》明確指出了需要設置通氣立管或特殊配件單立管排水系統(tǒng)的情況。特殊單立管的系統(tǒng)有很多種，以筆者設計中經(jīng)常使用到的漩流降噪單立管系統(tǒng)為例。此系統(tǒng)分I型和II型，前者適用于18及18層以下，后者適用于18層以上的建筑排水。規(guī)范中給出，僅設伸頂通氣管徑DN100的排水立管，最大設計排水能力為4．0L/s，設有DN100專用通氣管的排水立管排水能力為8．8L/s，特殊單立管普通型的排水能力為3．5L/s。而實際中，在湖南大學的排水流量測試中，雙立管排水能力試值僅為6．0L/s，而特殊單立管廠家給出的I型漩流降噪單立管系統(tǒng)最大排水能力就能達到6．0L/s?？梢娞厥鈫瘟⒐艿呐潘芰κ呛懿诲e的。由于省去了通氣立管，節(jié)省了管材及安裝人工費用成本，安裝和維修也更為方便。傳統(tǒng)雙立管排水在實際安裝中會占用2～3根立管管位，在高房價的今天，衛(wèi)生間的使用面積可謂“寸土寸金”，需要充分利用。從經(jīng)濟方面，筆者粗略算了一筆賬，以設計的泉州海星安置小區(qū)一期為例，18層住宅，層高約3m，采用的是I型漩流降噪單立管系統(tǒng)異層安裝。根據(jù)廠家提供的資料，特殊管件的價格約為160元1個，1根立管的特殊管件費用約為3040元。如果采用專用通氣立管，1根DN100的UPVC通氣管52m，阻火圈17個，套管17個，這樣大概的費用大概為4300元，兩者相差高達1260元，這樣一期7棟樓算起來，也是一筆不小的數(shù)目?？梢?，特殊單立管不僅排水流量大，節(jié)省管材而且安裝方便，在低碳節(jié)能上是值得積極推廣的。
5結束語
建筑給水排水設計的重要性不言而喻，其節(jié)能符合國家低碳減排的政策，利國利民。在設計時要在節(jié)水、排水、節(jié)能方面多加考慮，希望本文的設計能給廣大同仁帶來更多有益的思路。
作者:張亮亮 單位:泉州市住宅建筑設計院
參考文獻:
1管材選用
1.1給水系統(tǒng)
給水系統(tǒng)一期時，業(yè)主提出給水管明裝，所以設計選用給水用PVC-U管。二期時，業(yè)主提出給水管暗裝，熱水管布置到位，每戶均設有飲用水。故給水管選用鋼塑復合管，熱水管選用薄壁銅管，飲用水管選用PP-R管材。鋼塑復合管是用去除內毛刺的熱鍍鋅鋼管和衛(wèi)生級PVC-U管復合而成。它集PVC-U管耐腐蝕性，內壁光滑及鍍鋅鋼管剛性好的優(yōu)點于一體，無論是管材還是管件，都非常安全可靠，價格又適中。小口徑的薄壁銅管價格不高，配套的連接方法、管件均十分安全可靠，是目前應用較好的熱水管材。PP-R管衛(wèi)生、無毒屬綠色建材，特別適用于純凈飲用水管道系統(tǒng)。
1.2排水系統(tǒng)
排水系統(tǒng)一期選用PVC-U管及專用透氣立管，二期選用硬聚氯乙烯螺旋管。一期二期的房型廚衛(wèi)面積比較緊湊，一期排水采用PVC-U管及專用透氣管，從現(xiàn)場安裝效果來看，空間顯得比較緊張，所以二期設計采用PVC-U螺旋消音管，它與DRF/X管件配合組成單立管排水系統(tǒng)。它的特點是：消音三通把橫支管流來的污水從圓周的切線方向導流進入立管，形成旋轉水流，避免了進入水流與立管及立管水流的碰撞。在管內壁螺旋肋的導流作用下，使污水貼立管內壁繼續(xù)保持螺旋狀下落，在立管中央形成暢通的空氣柱，從而大大降低了管道系統(tǒng)的噪音。這種排水結構提高了管道的通氣性，增加了排水能力。采用螺旋消音排水立管，不需另設專用通氣管，既節(jié)省了管材，又提高了空間利用率。DRF/X管件采用絲扣擠壓膠圈密封接口，水密性好，而且該管件上設有伸縮節(jié)，既節(jié)省了管件，又便于安裝和維修。此外，該管件水流方向的下段設有防止水逆流的止水帶，可以防止污水倒流。
2供水方式
本工程一期二期主要以小高層為主，另有少量的多層及高層住宅，市政管網(wǎng)的壓力不能滿足供水要求。因此多層及小高層住宅給水系統(tǒng)豎向分為兩個區(qū)，地下1層～2層由市政管網(wǎng)直接供水，3層～11層由生活泵房的變頻調速恒壓給水設備供水。高層（18層）給水系統(tǒng)豎向分為兩個區(qū)，低區(qū)（地下1層～9層）由屋頂水箱經(jīng)減壓閥減壓后供水，高區(qū)（10層～18層）由屋頂水箱供水。本工程是以小高層為主的居住小區(qū)，若每棟小高層住宅設一座獨立的水泵房，顯然不太合理。在與浦東自來水公司的協(xié)商下，設計采用每一個組團設一座集中泵房。這樣既減少了設備用房，又節(jié)省了設備投資，降低了造價。
3衛(wèi)生間降板
衛(wèi)生間結構降板在深圳等南方地區(qū)使用比較普遍，這種方法使衛(wèi)生間頂部的空間得到釋放，使住戶在裝修時重新布置衛(wèi)生間成為可能，而且維修排水支管時，不會影響下層住戶的正常生活，給物業(yè)管理帶來很大的方便。但這種方法目前在上海地區(qū)使用不是很普遍。本工程頂層大多為躍層住宅，許多臥室的上面設有衛(wèi)生間，本設計采用衛(wèi)生間的結構板降低 300 mm的辦法，讓衛(wèi)生器具的水平排水管道均埋設在后澆的輕質混凝土填層中，使臥室上空既衛(wèi)生又美觀。
4遠傳式水表
不進戶抄表是目前住宅建設的主流，主要有以下三種方法：
（1）把水表設在戶外或樓梯間內。
這種方法室內給水管線較長，遇到有些房型樓梯間公共面積比較小的情況，嵌墻表根本就無法安裝，所以有很大的局限性。
（2）IC卡水表。
這種方法使水作為商品實現(xiàn)了先付費再使用的消費原則，避免了用戶與管理部門之間因水費而造成的矛盾。
（3）遠傳式水表
通過網(wǎng)絡布線在管理中心收集數(shù)據(jù)，用戶可以通過市內電話網(wǎng)與自來水公司的營業(yè)收費及其管理部門建立通訊聯(lián)系。而自來水公司通過市內電話可隨時調取用戶用水量信息，自動結帳，打印及查詢。該專用表具除了具有提供遠傳所需的信號外，另保留原有的讀表數(shù)值顯示，居民如對遠傳數(shù)據(jù)有疑義的話，可以與表具讀數(shù)值進行核對。這種方式管理方便，布置靈活，但投資較大。經(jīng)業(yè)主認可，本工程設計采用遠傳式水表。
5消火栓給水系統(tǒng)設計
本工程主要是以十一二層的小高層為主，一層架空用于管道轉換或設零星的商業(yè)網(wǎng)點。其消火栓給水系統(tǒng)設計套用現(xiàn)行《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（GB50045-95），一般如下設計：室內消防給水系統(tǒng)應與生活給水系統(tǒng)分開獨立設置。當采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，應設不小于6 m3的高位消防水箱。設臨時加壓泵房，每個消火栓處應設直接啟動消防水泵的按鈕。
當最不利點消火栓靜水壓力低于0.07 MPa時，設消火栓穩(wěn)壓泵。為保證消防水不作它用，應單獨設消防水池或采用液位控制消防水量。
按上述設計，勢必造成室外管位緊張，給設計和施工帶來很大的難度，而且增加了投資，影響房地產(chǎn)商的開發(fā)利潤。
本工程經(jīng)與自來水公司和消防局的協(xié)商，在集中泵房內分別設獨立的生活泵和消防泵，出泵管合并，入戶前再分開，生活管上裝緊急關閉閥后與室內生活管網(wǎng)連通，消防管直接與室內消防管網(wǎng)連通。由于生活用水采用變頻調速恒壓給水設備，所以為滿足初期火災時的消防用水量，屋頂設消防水箱?？紤]到生活與消防的室外管網(wǎng)是合并的，而屋頂?shù)南浪淅寐实停苋菀孜廴旧钣盟?，所以每個消防水箱的放空管都接至一層地面，作為室外的綠化澆灑用水。
近年來，由于住宅樓盤的高檔化及私車擁有量的增加，在地下修建一層或多層地下停車庫，幾乎成了各個樓盤競相效仿的熱點，且有愈演愈烈的跡象。但是，由于這部分建筑即地下停車庫的地面標高普遍低于室外地面標高，其排水不能自流排入市政排水管網(wǎng)，尤其是暴雨時節(jié)，若排水設計不當，常造成雨水宕積，影響車庫的安全和使用。對此，必須在設計時引起高度的重視。
1、地下車庫的防水與排水
由于地下車庫地面標高低于室外道路標高，所以，防止暴雨時道路路面水的侵入是排水設計的第一個問題，其二，車輛出入口敞開部分雨水的匯集、沖洗地面的污水、撲救火災時的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)的積水如何排除，是排水設計的重點。根據(jù)這些防排水的特點，可確定如下排水方案：在地下車庫出入口起坡處作一定的抬高處理，并設第一集水明溝，以阻斷室外地坪瞬時積水的侵入；
在出入口坡道最低處再設第二集水明溝，以攔截坡道處的雨水；在地下車庫室內設地漏及排水直埋管匯集沖洗地坪的排水；設適量集水井，由排水直埋管收集各種排水，并利用潛水排污泵提升、排放。
1.1起坡處的擋水
起坡處的擋水，在設計中尤為重要，它關系到暴雨時車庫能否抵御道路雨水的傾瀉。設計中，通常在車道起坡處設一坡度為7.5%、高出室外地坪300mm的斜坡，并在最高處設置第一集水明溝，然后再以7.5%的坡度坡向室外地坪，明溝內雨水直接排入雨水管網(wǎng)。該明溝采用凈寬為450mm，深度300mm，上設鋼制或鑄鐵篦子。
1.2車庫地坪排水的收集
地下車庫地坪排水，不宜設明溝排水，而是直接利用地面坡度坡向地漏，在車庫地坪上設一定數(shù)量的地漏，再通過排水直埋管匯集至集水井。根據(jù)車庫的柱距，一般每兩跨柱距設一地漏，如地漏設于車道與車位交界處，則可充分利用地面坡度。該地漏及直埋管通常選用DN100型。
在車道出入口坡道最低處設第二集水明溝，以攔截坡道雨水。因該明溝設于結構底板內，故其深度不宜過大，其尺寸同第一集水明溝。根據(jù)車道有、無頂蓋的情況，應充分考慮坡道的匯水面積，并對該接收集水井的設計流量進行校核。
2、地下車庫集水井的設置及潛水排污泵的選用
對于日趨增多的地下二三層車庫的排水，只需在各層地坪設地漏及排水管（PVC-U），排入最底層的地漏或集水井。應強調的是：在排水管上應設置阻火圈，以免火災的蔓延。
地下車庫集水井應為隔油集水井
2.1集水井的設置集水井對于車庫排水非常重要，多層車層尤其如此，設置時一般應根據(jù)車庫的形狀，合理布局。因此每設一處集水井，將增加潛污泵的數(shù)量，增加供配電系統(tǒng)以及自控系統(tǒng)的數(shù)量，同時由于集水井的設置，最下一層的結構底板將作挖深處理，在增加造價的同時，亦增加今后的物業(yè)管理的工作量及維修費用。
在設置集水井時，應盡量利用地下車庫底板的混凝土厚度，安排排水埋地管。如地下車庫的底板厚度通常為500~600mm，除去上下鋼筋和保護層距離250mm，尚有205~350mm的空間，可使排水埋地管從中穿越。設計時應利用這一高度，將排水埋地管的坡度盡可能采用最小，排水埋地管采用最小設計坡度，是利用“水往低處流”的原理，以延長排水埋地管的長度，擴大集水井的匯水面積。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(qū)內應無沉降縫、伸縮縫、變形縫，根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》規(guī)定：建筑物內排水管不得穿越以上諸縫。
（2）每個防火分區(qū)必須獨立設置集水井，以免排水直埋管穿越防火分區(qū)。一旦發(fā)生火災，雖然防火卷簾將兩防火分區(qū)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(qū)與非人防區(qū)。
2.2集水井的設計
集水井主要起收集、貯水及調節(jié)作用
集水井的平面尺寸，對地下車庫而言，一般無太多的限制。只要能滿足潛水排污泵的安裝和土建施工時拆、裝模板的操作需要。集水井的深度可分為三部份：
（1）淹沒部分：即最低水位線以下。對于小功率潛水泵，其電機無水套冷卻裝置，而靠淹沒在周圍的污水冷卻。這部分高度即為潛泵保護高度。這一數(shù)值一般在潛水排污泵說明書中針對每一型號均有規(guī)定。對于2.2kW左右的潛水泵，其高度約在300~400mm.
（2）調節(jié)部分：即有效高度。地下車庫排水流量不穩(wěn)定，為保證潛水排污泵不因頻繁啟停而損壞電機，根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》要求，這部分貯水容積不宜小于井內最大一臺泵在自控狀態(tài)下5min的出水量。同時這一高度將對集水井的設計深度起到?jīng)Q定的作用。設計中，在滿足控制設備的靈敏要求下，通常盡量壓縮這一高度，取500~600mm以減少集水井的總深度，以利于結構設計并適當降低造價。
（3）超高部分：一般取300~400mm，該部分要滿足控制系統(tǒng)裝置的要求及蓋板的厚度。
2.3潛水排污泵的作用
1設計參數(shù)
(1)工作人員生活用水量按50L/（人.班）計，時變化系數(shù)為2.5，每天按18h計；(2)車站公共區(qū)域沖洗用水量按4L/（m2.次）計，每日按一次、每次按沖洗1h計；(3)綠化用水量按2L/（m2.次），每天一次計；(4)公共廁所用水量按衛(wèi)生器具的小時用水量和公共廁所開放時間的70％計。
2采用市政自來水直接供水，生產(chǎn)生活給水和消防給水管網(wǎng)獨立設置
室內生產(chǎn)生活給水包括衛(wèi)生間給水、站廳和站臺沖洗給水等內容。站廳、站臺層設給水栓，給水栓箱采用不銹鋼制作。衛(wèi)生間內給水管、站廳和站臺層給水管應盡量暗設。給水管暗設時，干管應敷設在吊頂內，支管敷設在樓（地）面的找平層內或沿墻敷設在管槽內。給水管道也可由建筑裝飾隱蔽。給水管道應按有關規(guī)定進行水壓試驗、沖洗和消毒，本工程水壓試驗壓力除注明者外均采用1.0MPa。
二、生產(chǎn)生活排水排水采用雨、污分流制
衛(wèi)生間規(guī)模較小，排水采用污、廢合流制。鋼結構屋面采用虹吸壓力流雨水系統(tǒng)，其他屋面采用重力排水系統(tǒng)。生活污廢水經(jīng)化糞池及一體化污水處理設備(如城市排水系統(tǒng)設置二級污水處理廠的可不設)處理后就近排入市政污水管網(wǎng)；沖洗水、消防廢水、雨水等就近排入市政雨水管網(wǎng)。
三、消火栓給水系統(tǒng)
按站廳層車站候車樓考慮，水槍充實水柱≥13.0m，消火栓用水量≥20L/s；站臺層按撲救列車火災考慮，水槍充實水柱≥10.0m，消火栓用水量≥15L/s。水槍充實水柱經(jīng)計算選用13.0m；每支水槍最小流量5.7L/s，同時使用水槍數(shù)量4支，室內消火栓用水量為22.8L/s，每根豎管最小流量≥15L/s，火災延續(xù)時間按2h。室外消火栓用水量為30L/S，消防水池有效容積為380.16m3。最不利處消火栓壓力為0.23MPa。室內消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓給水系統(tǒng)。由氣體頂壓式消防給水設備+消防泵供水加壓供水，消火栓泵從埋地式室外消防水池取水，采用自灌式吸水方式。在水泵房上方設置有效水容積≥12m3的氣壓水罐，儲存10min室內消防用水量；在地下水泵房內設置配套的氮氣瓶組及補氣空壓機。消火栓泵控制方式：就地控制、FAS系統(tǒng)自動控制、車站控制室手動控制，管網(wǎng)系統(tǒng)壓力自動控制、并可由消火栓箱啟泵按鈕直接啟泵。室內消火栓一般采用單閥單出口消火栓箱，間距不超過30m；箱內配置SN65消火栓1個、25m長DN65消防水帶1條、噴嘴口徑為19mm的水槍1支、25m長自救式消防軟管卷盤1套、遠距離啟泵按鈕1個等，箱體采用不銹鋼材質。站臺采用雙閥雙出口消火栓組合箱，間距不超過50m；箱內配置SNS65消火栓2個、25m長DN65消防水帶1條、噴嘴口徑為19mm的水槍2支、25m長自救式消防軟管卷盤1套、遠距離啟泵按鈕1個、消防專用扳手1把、滅火器2具、自救面具2個等，箱體采用不銹鋼材質，座地設置。消火栓管網(wǎng)安裝完畢后，應對其進行強度試驗、嚴密性試驗和沖洗：水壓強度試驗壓力采用1.0MPa。
四、建筑滅火器和自救面具
本車站按嚴重危險級A類火災配置磷酸銨鹽干粉（ABC）滅火器；在站廳、站臺(嚴重危險級)、辦公室(中危險級)設置ABC干粉滅火器和自救面具；在變電所、通信(信號)機械室(機房)、電源室等“四電”(電力、電化、通信、信號)用房，按嚴重危險級設置帶非金屬喇叭噴筒的CO2滅火器。每個滅火器箱配置自救面具2個。
五、難點問題及探討
城際車站一般位于市郊，與處于市區(qū)的地鐵站、汽車站等比較，可供接駁的市政給水往往只有1路水源，造成車站的室外消防不能滿足規(guī)范2路水源的要求。設計計算時，消防水池有效容量按火災延續(xù)時間內室內、室外消防用水量的總和確定，室外消防管網(wǎng)環(huán)狀布置，并采取加壓設施。島式站臺的車站，站臺層消火栓箱無墻體或柱子可依靠設置，布置困難，對設有安全門的車站，設計將消火栓箱緊貼安全門布置，對沒有設置安全門的車站，設計采用了在站臺板上預留孔洞的方式，暗埋消火栓箱，并要求做好相關標識。根據(jù)規(guī)范，設置臨時高壓給水系統(tǒng)的重力自流消防水箱應設置在建筑的最高部位，但本工程沿線各站最高部位均為拱形的鋼結構雨棚，不具備設置消防水箱的條件。經(jīng)與公安消防機構溝通確定，采用了在設備房頂板上設置消防水箱(低于站臺層，非車站最高處)結合消防氣壓供水設備的方法。不同的是廣州地鐵的部分高架站(如金洲站、廣豐站、坦尾站等)引入了“穩(wěn)高壓消防給水”的概念，不設置高位消防水箱，直接采用氣壓消防供水設備，其氣壓罐容積只需滿足穩(wěn)壓泵的流量要求。車站生活日用水量的計算方法有以下3種：(1)按車站站廳候車人數(shù)確定時，按15～25L/cal•d計算，小時變化系數(shù)3.0～2.5；(2)只有日客流量(與高峰小時發(fā)送量不同)時，按3～4L/cal•d計算，小時變化系數(shù)3.0～2.5；(3)根據(jù)衛(wèi)生間內衛(wèi)生潔具的設置，按設計秒流量計算。據(jù)調研，城際車站不考慮旅客候車，只有旅客高峰小時發(fā)送量這個數(shù)據(jù)，而現(xiàn)行規(guī)范、標準、手冊等資料均未明確旅客高峰小時發(fā)送量的人均用水量，無法有效計算車站的日用水量，如向自來水公司申請給水接駁時，也無法提供準確的日用水量數(shù)據(jù)。設計采用第3種方法，按衛(wèi)生潔具的設置，按設計秒流量計算，從而確定車站生活日用水量。
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，對住宅條件的要求也越來越高。住宅條件的改善不單表現(xiàn)在面積的擴大，更重要的是功能的轉變。要實現(xiàn)這種功能的轉變，在一定程度上則取決于廚房、衛(wèi)生間的給水排水設計。現(xiàn)根據(jù)工程設計實踐，結合國家規(guī)范要求，談談現(xiàn)代住宅建筑給水排水系統(tǒng)設計中的一些成功做法。
1水表的設置方式
現(xiàn)代住宅要求廚房、衛(wèi)生間使用的水、電、氣應做到三表計量出戶?！叭沓鰬簟钡哪康氖潜阌谟嬃俊p少打擾。為此，新的建筑給水排水設計規(guī)范第3.4.17條規(guī)定：住宅的分戶水表宜相對集中讀數(shù)，且宜設置于戶外；對設在戶內的水表宜采用遠傳水表或IC卡水表等智能水表。在實際工程中，水表有以下幾種設置方式：
設置在室外的水表箱內
這種方式常用于多層單元式住宅中，分戶水管沿室內管井或建筑外墻引入戶內，相應水表集中在外墻的水表箱內，此種方式在南方一些地區(qū)應用很普遍。水表的位置根據(jù)供水方式可在底層也可在屋頂層。建議給水管道入戶后加設一個控制閥門，以便于住宅戶內的管道維修，戶外水表箱應加鎖，由小區(qū)管理人員統(tǒng)一管理。
設置在樓梯間處的水表間內
對高層及超高層住宅或建筑外立面有特殊要求的住宅，給水立管及水表間均設在樓梯間或走道外，由水表間至各戶的給水橫干管敷設在樓板下面，此種設置方式的缺點是管道的使用量增加較多，給施工和管理都增加了難度。
采用IC卡(或TM卡)智能型水表，水表設置在廚房或衛(wèi)生間內
此種水表應用先進科技，居民可持卡至售水處購買任意數(shù)量的“水”，然后將卡插入水表中即可打開閥門供水。此卡具有記憶、累積、報警、斷水等功能(TM卡智能更高些)。
采用智能抄表系統(tǒng)(即電子遠傳水表)
對于高標準住宅小區(qū)，開發(fā)商一般采用自動計量系統(tǒng)，對水、電、氣三表實現(xiàn)全自動化收費管理。智能抄表系統(tǒng)是通過在水表上加裝輔助裝置，用導線將用水量信號傳輸至戶外的信號收集器完成的。
2給水管的敷設及材質選用
給水管的敷設
目前，新建住宅中一廚兩衛(wèi)已很普遍，有的住宅甚至配有一廚三衛(wèi)、一廚四衛(wèi)，且廚房、衛(wèi)生間、陽臺各用水點位置均較分散。分戶支管至用水點間管道如沿室內樓板下吊設，必然要求設室內吊頂，管外壁還應有防結露措施，給住戶裝修帶來不便，畢竟不是所有住戶都想設吊頂?！督ㄖo水排水設計規(guī)范》第3.5.18條規(guī)定，給水支管宜敷設在樓（地）面的找平層或沿墻敷設在管槽內，敷設在找平層或管槽內的給水支管外徑不宜大于25mm。實際上，如果將接往兩個或兩個以上用水點給水支管串接在一起，其支管外徑均會超過25mm。因此，為了滿足規(guī)范的要求，給水支管入戶后即接入分水器，分水器暗設于廚房或衛(wèi)生間墻體內，通過分水器后接往各用水點支管管外徑均可控制在25mm以下。但應注意：設于找平層內給水支管施工完畢后，應在其位置做上明顯的標記，以免住戶裝修時破壞給水管道。
給水及熱水管道材質的選用
由于鍍鋅鋼管存在著與水中雜質發(fā)生化學反應，產(chǎn)生“紅水”、“黑水”等問題，影響水質。目前，廣泛采用新型建筑給水塑料管而淘汰鍍鋅鋼管。銅管仍是高檔住宅的首選，但價格高。一般在熱水系統(tǒng)中采用帶保溫套的紫銅管、聚丁烯管（PB管）、鋁塑復合管（PEX－AL－PEX）、PEX管、PPR管等。UPVC管和PE－AL－PE管適用于冷水供水系統(tǒng)。
3排水管道敷設及材質選用
《住宅設計規(guī)范》第6.16條規(guī)定:住宅的污水排水橫管宜設于本層套內。，雖然規(guī)范有此規(guī)定，但在筆者所了解的大部分住宅設計中，由于存在各種問題，真正能做到這一點的尚不多見。于是在日常生活中，經(jīng)常出現(xiàn)上下層住戶因排水管道漏水而導致的各種糾紛、影響鄰里關系。作為工程設計人員，應在設計時努力解決這一問題。在此，筆者提出一些做法以探討解決問題的辦法。
廚房排水管道設置
廚房洗滌池排水支管可直接在樓板上接入排水立管，建議廚房內不設地漏?，F(xiàn)代生活中廚房地面一般已很少用水沖洗，少量的濺水用抹布就可完成地面的清潔，廚房地漏由于長時間無水補充，水封內存水蒸發(fā)后臭氣反由地漏進入室內。同時，取消地漏還可避免地漏排水支管進入下層戶內空間。
衛(wèi)生間排水管道設置
為了不使衛(wèi)生間污水橫管進入下層戶內空間，排水管道的敷設一般采用以下幾種方式：
衛(wèi)生間地面樓板下沉，污水橫管設于下沉室內。這種方式對排水管道的施工較為方便，但檢修管道則十分不易。在實際工程使用過程中，經(jīng)常發(fā)生下層住戶靠衛(wèi)生間處樓板及側墻發(fā)生滲漏現(xiàn)象。由于無法查找出漏水的原因，上層住戶只能將整個衛(wèi)生間地面鑿開重新翻修，鑿開后才發(fā)現(xiàn)下沉室內積滿水，積水經(jīng)側墻滲入下層。分析產(chǎn)生積水的主要原因有：衛(wèi)生間地面防水未處理好，地面水滲透入下沉室；部分給排水管道漏水進入下沉室。針對以上原因采取的措施有：嚴格做好衛(wèi)生間地面的防水處理及下沉室四周的防水處理；衛(wèi)生間內所有給排水管道應經(jīng)嚴格試壓住水試驗后方可暗封管道，建議在下沉室側面設置側排地漏，以排除可能出現(xiàn)的積水。
采用側排方式。衛(wèi)生間采用后出水式座便器，側排地漏，將浴盆或淋浴房墊高，各衛(wèi)生器具排水橫支管沿衛(wèi)生間地面墻腳處引至外墻。器具存水彎、排水橫管及立管均設于建筑外墻處。采用這種方法，可避免出現(xiàn)下沉式積水的狀況，但應注意幾點：首先，盡可能將潔具特別是座便器設于靠外墻處；其次應與建筑專業(yè)密切配合。由于排水橫管及立管均設于外墻，不可避免影響到建筑外觀，因而在建筑方案設計階段，給排水專業(yè)人員就應介入，將衛(wèi)生間布置于建筑凹槽處，盡量降低對建筑立面的負面影響。
在北方嚴寒和寒冷地區(qū)的氣候條件下，住宅廚房、衛(wèi)生間的排水立管應分別設置。加側排地漏,北方地區(qū)因安裝困難可適當加大管井，排水管道不得穿越臥室，排水立管采用普通塑料排水管時，不應布置在靠近與臥室相鄰的內墻；當必須靠近與臥室相鄰的內墻時，應采用橡膠密封圈柔性接口機制的排水鑄鐵管、雙臂芯層發(fā)泡塑料排水管、內螺旋消音塑料排水管等有消聲措施的管材。
排水管道的材質選用
根據(jù)建設部的規(guī)定，目前新建多層住宅均使用UPVC塑料排水管，室內UPVC排水管的類型有普通UPVC實壁管、UPVC芯層發(fā)泡管（PSP管）、UPVC螺旋消音管三種。普通UPVC實壁管噪音較大，而同等壁厚的UPVC芯層發(fā)泡排水管比UPVC實壁管重量輕約20%-30%左右，同時它又具有隔熱隔音的效果，特別適合于建筑排水，可顯著地降低流水噪音，大有取代UPVC實壁排水管的趨勢。UPVC螺旋消音管不僅可以降低噪音，而且與其它同管徑排水管相比排水能力大大提高。不僅可作為高層建筑的排水管，而且還不用設專用通氣立管。因此，要根據(jù)安全、經(jīng)濟、環(huán)境等因素綜合考慮，合理選擇排水管。
參考文獻
[1]李宏燕.談現(xiàn)代住宅給排水設計理論[J].內蒙古科技與經(jīng)濟,2004,(17).
設計計算書及給水排水系統(tǒng)選擇是設計人員在進行給水排水設計時的首要任務，也是給水排水設計的核心所在。設計人員在選擇設計參數(shù)時，要注意不能一味擴大設計參數(shù)，要認真負責的做好設計計算書的計算工作。在給排水專業(yè)的各相關規(guī)范中，各設計參數(shù)往往是一個范圍，如果各參數(shù)都按最大值取值，步步疊加，最后的計算結果必然與實際偏離較大，會造成極大的浪費。設計參數(shù)的選擇應根據(jù)地域以及用戶的用水特點等合理選取，并認真計算，精細化設計是給排水節(jié)能設計的首要要求。
1.2充分利用管網(wǎng)壓力，合理選擇貯水及加壓設備
在城市中，居民生活用水與工業(yè)用水市政管網(wǎng)壓力一般是在0.2~0.4MPa的范圍內的，設計時，應充分利用這部分壓力，較低樓層由市政管網(wǎng)直接供水。一般民用建筑用水水壓按衛(wèi)生器具最低工作壓力+5米左右的富裕水頭進行設計。通常民用建筑用水水壓較高的為大便器延時自閉沖洗閥，其最低工作壓力為0.10~0.15MPa，因此給水分區(qū)最高樓層的供水壓力控制在0.15~0.20MPa即可?，F(xiàn)代建筑一般是高層建筑較多，市政管網(wǎng)的壓力難以滿足所有樓層的供水需求，超過市政管網(wǎng)供水壓力服務范圍的樓層需要二次加壓。無負壓供水設備可以充分利用市政水壓，在市政水壓的基礎上進行增壓，也是充分利用管網(wǎng)壓力的一種有效方式。但該種方式僅適用于供水水量充足、水壓穩(wěn)定的低區(qū)，而且需要得到當?shù)刈詠硭镜耐?。對于大部分不適宜采用無負壓供水設備的低區(qū)，一般均采用貯水箱+增壓設備的方式進行供水，設計時應注意把握四個方面：一、合理選擇貯水箱的大小，避免水量不足和水質污染；二、合理分區(qū)，確保用戶用水水壓穩(wěn)定，又減少能耗；三、供水水泵根據(jù)用戶用水特點合理搭配，降低水泵能耗；四、按業(yè)態(tài)劃分供水范圍，便于管理。
1.3水源的開發(fā)利用
建筑給排水最常用的水源為自來水，自來水水質好，不需要特殊處理便可滿足生活日常使用，且費用低廉。但對于日常生活中的雜用水，如綠化澆撒、景觀用水、冷卻循環(huán)水補水、沖廁、洗車等來說，其水質偏高，造成了浪費，因此開發(fā)利用非常規(guī)水源有利于節(jié)約水資源、減少浪費。建筑給排水中開發(fā)較多非常規(guī)水源的一般為中水回用和雨水回用。中水回用是將生活污、廢水處理成中水后進行回用，中水回用既減少了自來水的用量，又減少了建筑物的污水排放量，可謂一舉兩得。雨水作為一種天然水源，污染小、處理成本低，適用于降雨充沛的低區(qū)。由于非常規(guī)水源均需要增加水處理設備，因此給排水設計中，應充分進行經(jīng)濟技術比較，合理原則適宜的水源和水處理措施，最大化的做到節(jié)能減排。
1.4輸配水管網(wǎng)的優(yōu)化設計
輸配水管網(wǎng)的優(yōu)化設計，主要包括四個方面：輸配水管網(wǎng)合理計算，使管網(wǎng)流速在經(jīng)濟流速范圍內，同時減少管網(wǎng)中的水力損失，充分利用水壓；選用優(yōu)質的化學管材和高質量的控制閥門，既有利于節(jié)約水壓，降低漏損，又可減少管道污染，延長管道使用壽命；熱水管道做保溫處理，保溫處理可以有效降低管道熱量的散失，節(jié)約能源；合理安裝水表，公共建筑按業(yè)態(tài)和業(yè)主的不同分別設置計量水表，住宅建筑推廣使用一戶一表。
1.5熱源的合理選擇
熱水系統(tǒng)在建筑物的能源消耗中占較大比重，因此合理選擇熱源對于建筑節(jié)能有很大的意義。分散供熱常用的熱源一般為電能、燃氣以及太陽能；集中供熱可選用的熱源較多，包括電能、燃氣、燃油、蒸汽、太陽能、工業(yè)余熱或廢熱以及各種形式的熱泵等。選擇熱源時，應因地制宜，經(jīng)經(jīng)濟技術比較后慎重選取，并優(yōu)先采用潔凈、無污染、低能耗的熱源。
1.6供水水溫及水質
熱水系統(tǒng)設計中應選擇適宜的供水水溫，熱水管道的內外溫差越大、管路越長則熱損失就越大，設計時應綜合考慮管道的保溫情況和管路長度確定熱水的供水水溫。同時水源水質硬度較大時，容易造成加熱設備及管道結垢，從而降低換熱效率及過水斷面，對配水點的水溫及水壓造成不利影響，因此設計時對硬度較高的源水應采取適當?shù)乃|軟化或穩(wěn)定的措施。
1.7采用節(jié)水型用水設備
建筑給排水設計中應采用節(jié)水型設備，節(jié)水設備一般會對水的流量進行限定，而且其封閉性能也需要相對較好，節(jié)水設備的大力推廣能夠有效的減少水資源的浪費，提高我們生活中的用水效率。建筑室內設計時，主要是節(jié)水型衛(wèi)生器具以及各用水終端設備的選擇，在便于使用的同時應選擇具有節(jié)流、限流功能的衛(wèi)生設備；建筑室外設計時，采用節(jié)水效果較好的自動噴灌技術。
1.8利用自控技術節(jié)水節(jié)能
建筑物的節(jié)水節(jié)能系統(tǒng)的設計控制是非常重要的，設計時可以在以下幾個方面進行考慮：分區(qū)域對建筑物各用水點進行分流量、總流量監(jiān)控，適時調整對各區(qū)域的供水量，同時可及時發(fā)現(xiàn)并處理管網(wǎng)的異常漏損。對于學?；蛘呤聵I(yè)單位宿舍則可以采取刷卡出水的方式來獲取水。將自動化溫控裝置引用到熱水系統(tǒng)中，提高熱水機組效率。增加液位顯示、報警功能，及時發(fā)現(xiàn)水箱、水池等用水點的異常情況，避免不必要的浪費。在各水系統(tǒng)中適當增加電動閥門，提高系統(tǒng)自動化水平，增加系統(tǒng)的操作靈活性，實時控制可以實現(xiàn)建筑節(jié)水節(jié)能的目的。
2潛水電泵排水系統(tǒng)設計方案
2.1潛水電泵排水方案
礦井潛水電泵排水系統(tǒng)主要包括以下幾部分:排水水泵為潛水泵;排水管路由井下直達地面，獨立于礦井井下現(xiàn)有的排水管路系統(tǒng);供電電源由地面直供，獨立于礦井井下供電系統(tǒng)。結合貴石溝井趙家分區(qū)井上下實際建設條件，提出了以下四個方案:
1)方案一:利用現(xiàn)輔助提升立井，調整輔助提升立井井筒裝備布置?？紤]到輔助提升立井井筒永久提升裝備尚未安裝，通過對井筒裝備布置進行調整，取消交通罐，可滿足潛水電泵排水管路及電纜的鋪設，并可預留出兩趟注漿堵水用灌漿管位置。井下布置潛水電泵排水泵房管子道，分別與強排泵房和輔助提升立井井筒連接。
2)方案二:布置一個潛水電泵排水管鉆孔，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜沿輔助提升立井井壁鋪設。結合井上下條件，在現(xiàn)有的工業(yè)場地內西北部空地上布置一個潛水電泵排水管道鉆孔，鉆孔直徑為650mm，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜則沿現(xiàn)輔助提升立井井壁鋪設。井下布置潛水電泵排水管線通道，分別與潛水電泵排水泵房和井底車場調車線相連。
3)方案三:新建管道立井。結合井上下布置情況，在副井工業(yè)場地西南，擴建現(xiàn)有的工業(yè)場地，新建管道立井，井筒凈直徑為3.5m，井筒落底標高與現(xiàn)輔助提升立井井底車場巷道一致，井筒深825m，布置單側馬頭門，通過管道石門巷道與井底車場連接。井筒內安裝兩趟潛水電泵排水管及潛水電泵排水專用電纜，并預留兩趟注漿堵水用灌漿管。
4)方案四:新建排矸立井。充分考慮礦井永久排矸的要求，結合井上下布置情況，在副井工業(yè)場地西南，擴建現(xiàn)有的工業(yè)場地，新建一個排矸立井，井筒凈直徑為7.0m，井筒馬頭門標高與現(xiàn)輔助提升立井井底車場巷道一致，井筒深855m，布置排矸井底車場，通過排矸井底車場進出車線巷道與現(xiàn)有井底車場連接。潛水電泵排水系統(tǒng)管線沿新建排矸立井井壁鋪設。綜合比較上述四個方案，考慮到方案三和方案四需新建立井，投資較大，工期較長，另外，方案三和方案四還需對工業(yè)場地進行擴建，工程量較大，因此設計暫時不推薦方案三與方案四，只對方案一和方案二進行比選。
2.2方案比選
2.2.1方案一優(yōu)缺點
1)優(yōu)點為:①輔助提升立井井筒永久裝備尚未訂貨、安裝，井筒裝備布置還有改裝的可能，利用現(xiàn)有井筒，僅在井底布置強排水硐室、巷道，工程量小、投資少，強排水系統(tǒng)施工工期短;②利用現(xiàn)有井筒敷設強排水管、電纜，工程量小、工期短;③利用現(xiàn)有井筒，不需要擴建現(xiàn)有工業(yè)場地，不需購地等問題。
2)缺點為:①調整了井筒裝備布置，取消交通罐，交通罐作為長材料下井及檢修用罐籠，交通罐取消后，會對長材料的下井和井筒裝備檢修有所影響，在考慮井筒永久裝備時，原一寬一窄罐籠需統(tǒng)一考慮，解決長材料的下井問題;②新補強排水泵房管子道，需在井筒井壁新開口，對井筒井壁支護有一定的影響。
3)需施工井下巷道及硐室共計240m，投資609萬元，工期為5.5月。
2.2.2方案二優(yōu)缺點
1)優(yōu)點為:①可利用現(xiàn)有工業(yè)場地，不需要新增購地;②強排水管線通道與井底車場巷道相對獨立，管線的布置不會影響井底車場巷道管線布置。
2)缺點為:①鉆孔深度約791m，施工技術要求高，施工困難;②鉆孔施工工期約4個月;③布置一個鉆孔，僅解決強排水系統(tǒng)，趙家分區(qū)全部帶壓開采，井下采掘過程中如需注漿堵水措施，還需另行考慮注漿堵水管路系統(tǒng)。
3)需打鉆孔791m，施工井下巷道及硐室216m，共需投資813萬元，工期為8月。綜合上述優(yōu)缺點，方案一雖然在投資和工期方面有優(yōu)勢，但出于安全考慮，最終確定采用方案二，即由地面布置一個潛水電泵排水管鉆孔，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜沿現(xiàn)輔助提升立井井壁鋪設。
3潛水泵布置方式
3.1潛水泵布置方案
潛水泵的布置方式有兩種:臥式與立式。不同的布置方式對泵房的要求也不同，具體布置方案如下:
1)采用臥式布置，該布置方式井巷工程量總長度為950.7m，均為巖巷，掘進體積為2963.9m3。
2)采用立式布置，該布置方式井巷工程量總長度為923.9m，均為巖巷，掘進體積為3203m3。
3.2技術經(jīng)濟比選
3.2.1技術比選
1)臥式布置方式主要優(yōu)點有:①強排水泵房硐室跨度較小，施工容易，可利用空間地段蓄水、排水;②蓄水空間不用穿很深底板，避免底板出水;③水泵的搬運、安裝、檢修方便，對起重設備要求不高;④可利用通道機泵房內敷設軌道清理蓄水空間內淤泥，清理方便。缺點有:①排水管路較長，壓力損失較多，排水效率較低;②水泵臥式布置，煤泥淤積對水泵使用壽命有一定的影響，使用壽命較立式布置短。
2)立式布置方式主要優(yōu)點有:①管路最短壓力損失小，排水效率高;②水泵可潛入吸水井井底，不間斷地把水位降到最低，抗災能力強;③潛水電泵懸吊在吸水井內，受力方式合理，運行壽命長。缺點有:①強排水泵房硐室跨度大，吸水井較深，泵房及吸水井施工困難，一次性投資大;②吸水井需穿過很深的底板，底板出水的可能性增大;③對起重設備要求較高;④水泵安裝、檢修難度大。
3.2.2經(jīng)濟比選
臥式布置與立式布置其巷道硐室工程量、投資及工期具體情況，潛水泵采取臥式布置在投資和工期方面都具有優(yōu)勢。潛水電泵臥室布置與立式布置工程量及經(jīng)濟比較比較內容臥式立式巷道及硐室工程量/m156.1129.0掘進體積/m32700.12939.1投資/萬元490524建設工期/月56綜合技術及經(jīng)濟比選，最終采用臥式布置。
1.1管渠系統(tǒng)布置
布置雨水管渠系統(tǒng)時應注重考慮以下細節(jié)問題：①認真分析城市各區(qū)域地形特點，將雨水就近排入水體，并結合河道水位及地面標高，進行強排區(qū)、自排區(qū)的劃分。同時，減少雨水泵站的設置。②綜合分析城市道路、街區(qū)規(guī)劃情況，最大限度的利用道路兩側邊溝及時將地面徑流排出，尤其應注重將雨水管渠布設在草地、人行道下，并與道路保持平行。同時，根據(jù)城市實際情況采用暗管或明渠相結合的方式進行布設。通常情況下，當建筑物密度大，交通條件復雜的區(qū)域設計為暗管排水，反之，采用明渠排水。③注重調蓄池的合理設置，即，選擇合適的洼地或河湖水面作為調蓄池，防止調節(jié)洪峰的出現(xiàn)，適當降低邊溝設計流量，減少泵站設置數(shù)量[1]。
1.2設計雨水管渠重現(xiàn)期的選擇
對雨水管渠重現(xiàn)期進行選擇時，應注重參考《室外排水設計規(guī)范》相關內容進行[2]，即，同一排水系統(tǒng)采用的雨水管渠重現(xiàn)期可不同，具體可參考表1內容。另外，按現(xiàn)在城市建設的情況，設計時采用的重現(xiàn)期n，經(jīng)過數(shù)年施工建成以后，往往滿足不了實際的要求，應引進設計重現(xiàn)期為n時，校核重現(xiàn)期為n1（例：設計時重現(xiàn)期如取5，建議用5×1.5＝7.5校核）。
1.3管渠水力計算
計算雨水管渠水力時應注重收集與分析當?shù)貧庀筚Y料，注重對暴雨強度、暴雨強度重現(xiàn)期、集水時間、徑流系數(shù)等參數(shù)的考慮，以保證雨水管渠設計流量的合理性。同時，還應注重一些細節(jié)內容的落實，如滿流時管中最小流速不能低于0.75m/s，起始管段應處于平坦的地形上，最小設計流速不能低于0.6m/s；雨水支干管最小管徑為300mm，對應設計的最小坡度為0.002；處于車行道下的最小覆土不能低于0.7m，在冰凍深度不足0.6m的區(qū)域，可設計成無覆土的地面式暗溝。
1.4管材及構筑物規(guī)劃
結合實際情況采用合適的雨水排水管材，如現(xiàn)澆混凝土管、金屬管、陶土管、鋼筋混凝土管等。同時，還應按照規(guī)范要求合理設置檢查井、跌水井、雨水口等附屬構筑物，尤其設計跌水井時當?shù)畛^1m時應注重在上下管段間設置跌水井。
2合流制排水系統(tǒng)規(guī)劃設計
城市排水體制有合流制與分流制之分，結合城市發(fā)展情況加以合理應用，一般情況下，舊城改造、新開發(fā)區(qū)、擴建新區(qū)、新建城市等適合使用分流制。另外，舊城改造可將原來合流制系統(tǒng)改造成為截流式合理制系統(tǒng)。接下來以合流制排水系統(tǒng)為例對其規(guī)劃設計進行分析。合流制排水管道中的水由雨水徑流、工業(yè)廢水以及生活污水構成，在溢流井上、下游設計流量存在差別，其中上游設計流量為雨水徑流、工業(yè)廢水、生活污水三者流量的最大值之和，而設計下游流量則是部分降雨徑流流量、生活污水以及工業(yè)廢水流量。例如，第一個溢流井上游管渠設計流程計算公式為：Q=Qd+Qm+Qs=Qdr+Qs其中公式中Qd、Qm、Qs、Qdr分別表示綜合生活污水設計流程、工業(yè)廢水量、雨水設計流量、截流井以前旱流污水流量，單位均為L/s。溢流井下游管渠設計流量的計算公式為：Q=（n+1）Qdr+Qn+Qy其中Qdr、Qn、Qy分別表示上游管渠上游旱流污水流程、溢流井之后管渠旱流污水流量、溢流井以后匯水面積雨水流量，單位均為L/s。n為截流倍數(shù)，其隨著環(huán)境要求的高低而變化，即，環(huán)境要求越高、降雨越豐富的區(qū)域具有越大的截流倍數(shù)[3]。不同排放條件下n的取值如表2所示。其中合流制管渠滿流時最小流速應達到0.75m/s，旱流時最小流速應控制在0.2~0.5m/s。對重現(xiàn)期進行設計時，應較同一情況下雨水管渠設計大20~30%。另外，處理排放的工業(yè)廢水時應結合具體情況區(qū)別對待。當工業(yè)企業(yè)距離城市較近時，應注重將工業(yè)生產(chǎn)污水納入城市污水管道系統(tǒng)中，在節(jié)省投入的同時，提高管理效率。當工業(yè)企業(yè)距離城市較遠、產(chǎn)生的污水量較大或污水較復雜時應進行單獨排放處理。
3城市污水處理利用規(guī)劃
城市污水處理利用規(guī)劃設計是市政排水規(guī)劃設計的重要一環(huán)，有助于提高城市水資源利用率，避免水資源浪費。對城市污水處理利用規(guī)劃時應注重以下內容的認真落實：
3.1明確城市污水性質
明確城市污水性質有助于采取針對性處理技術，提高污水處理效果，一方面，掌握污水污染指標。污水污染指標較多，如生物化學需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、懸浮固體（SS）等，其中BOD的值越高表明污水中含有較多可被生物降解的有機物。另一方面，了解水體污染及自凈狀況。對污水污染及自凈情況加以了解，有助于投入合適的資源用于污水處理。
3.2合理規(guī)劃污水廠
對城市污水處理廠進行規(guī)劃時，一方面，應確保廠址選擇的合理性。規(guī)劃污水廠需要考慮的內容較多，尤其在選擇廠址時應選擇地勢低洼位置，確保城市污水更好的流進廠內。同時，污水處理廠應與附近水體距離較近，方便處理后的污水排放，并根據(jù)水體及污水廠處理能力設置合適數(shù)量的出水口。另外，廠址應少占或不占用農田，并且具備較好的地質條件。而且為方便后期的運營與管理，污水廠應靠近公路，保證水電的可靠供應。另一方面，對污水處理廠各部分加以合理布置。規(guī)劃污水廠應注重平面及豎向上的布置。例如，在平面布置上應注重將聯(lián)系緊密的處理布設在一起，保證污水處理的連續(xù)性。豎向布置上應綜合分析污水處理所用的設備所占空間大小、功能等，方便污水處理中的管理。
3.3注重中水系統(tǒng)規(guī)劃
做好中水系統(tǒng)規(guī)劃可提高城市水資源利用率，緩解城市用水緊張問題，即，采用專門污水處理技術，對生活污水、城市污水進行處理用于城市雜用，如用處理后的污水灌溉綠地等。依據(jù)規(guī)模中水系統(tǒng)由城市中水系統(tǒng)、小區(qū)中水系統(tǒng)以及建筑中水系統(tǒng)之分，在進行規(guī)劃設計時應結合不同中水系統(tǒng)特點及要求，進行合理規(guī)劃。另外，污水處理后產(chǎn)生的污泥，也應進行處理加以利用。例如，可對污泥進行厭氧消化、脫水干化處理，加工成建筑材料等其他產(chǎn)品，降低給城市環(huán)境造成的不良影響，當污泥無法利用時可進行填埋處理[4]。
4結論
城市規(guī)劃部門應結合市政排水要求，做好城市各項資料的收集，積極開展城市排水系統(tǒng)研究工作，以確定最佳的規(guī)劃方案。本文通過研究得出以下結論：（1）城市市政排水系統(tǒng)中雨水排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計尤為關鍵，城市規(guī)劃部門應認真收集與分析城市氣象資料合理布置管渠系統(tǒng)，尤其應注重管渠水力的計算，以及合理選擇雨水管渠重現(xiàn)期，保證排水系統(tǒng)流量設計的合理性。另外，還應根據(jù)管渠經(jīng)過的環(huán)境選擇合適管材，做好附屬構筑物設計，保證雨水排水系統(tǒng)的正常運行。（2）合流制排水系統(tǒng)是城市排水系統(tǒng)的常見形式，要求城市規(guī)劃單位結合城市區(qū)域發(fā)展特點，明確河流制排水系統(tǒng)設計重點，保證溢流井上下游流量設計的合理性，確保城市污水的高效率排放。（3）城市市政排水規(guī)劃設計時應注重污水處理利用規(guī)劃，提高水資源利用率，即，城市規(guī)劃部門應在明確城市污水性質的基礎上，保證污水處理廠選址的合理性，尤其應做好中水系統(tǒng)的規(guī)劃設計，提高污水利用率。
作者:尹偉軍 單位:柳州市市政設計科學研究院
參考文獻
[1]張林竹.城市市政給排水的規(guī)劃設計的幾點思考實踐思考[J].綠色環(huán)保建材，2017，01：39.
2冶金企業(yè)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點
循環(huán)供水系統(tǒng)在各類工業(yè)生產(chǎn)中早已普遍應用，不過大多為供水量大、用水點少的情況，個別甚至采用一泵一機的供水形式，系統(tǒng)比較簡單，而冶金生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)供水系統(tǒng)通常單臺設備的用水量小，用水點多，安全供水要求高，若考慮不周，將造成設備損壞事故，因此對供水壓力要求嚴格。
有的設汁者由于對冶金工藝和設備性能的特點了解不深，供水管設計的水壓降過大，致后面的設備水壓不足，甚至形成負壓、無水可供的情況，造成設備損壞。因此設計此類循環(huán)給水系統(tǒng)，應慎重考慮供、排水管的壓力平衡，并應在進、出水管處采取相應技術措施，以確保系統(tǒng)運行的安全可靠。
3具體設計措施
根據(jù)筆者在工程中的實際體會，對于金屬火眭冶煉企業(yè)生產(chǎn)設備循環(huán)給水系統(tǒng)的具體設計，可采取如下措施：
3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系統(tǒng)大阻力、同程式系統(tǒng)、在供熱、空調專業(yè)應用較多，在給水處理構筑物中也有應用，如采暖、熱水供應、集中空調和給水處理的大阻力快濾池項目等。這類工程均有出水點壓力要求嚴、用水點多、出水量少的特點。冶金生產(chǎn)企業(yè)循環(huán)供水系統(tǒng)的特點最與此類似，適宜于此類技術移植采用。即將進、出水水管的管徑偏大采用，理論上使進、出水干管從起至終點的壓力損失趨近予零，阻力主要集中在沒備部分；管道配置中考慮先供水的設備先排水，后供水的設備后排水，盡量使水在管道中流經(jīng)的距離近似相等。這種配置方式能確保進、出水管壓力基本平衡，供水水量僅隨支管管徑大小而變化，可靠地避免了形成負壓、出現(xiàn)斷水的情況。
3.2設備進、出水連接管分別設置閥門、壓力表由于市場經(jīng)濟的變化多樣及原料供應等多方面的原因，工廠調整冶煉工藝流程和產(chǎn)品種類的事時有發(fā)生。在設備的進、出水連接管上分別設置閥門和壓力表，可隨時根據(jù)變化了的工況，對供水狀況進行適當微調，并可實測相關數(shù)據(jù)，以累積經(jīng)驗，滿足生產(chǎn)需要。
3.3設置供水壓力略小于循環(huán)水泵的備用水源由于我國電力供應仍比較緊張，循環(huán)水泵一般不設雙電源和應急電源，臨時斷電在所難免，故需設置供水壓力略小于循環(huán)水泵的常高壓備用水源。與此配套，還需在供水干管上設置閥門及逆止閥、壓力表和斷水報警裝置，排水干管上設應急外排旁通管和閥門。采取了上述措施，正常工作時，由于循環(huán)泵工作壓力大于備用水源壓力，備用水源供水管關閉；停電時，斷水報警系統(tǒng)動作，備用水源開通，即可保證設備安全運行。3.4安裝調速裝置循環(huán)水系統(tǒng)擔負著選冶金企業(yè)主要設備用水的供給，輸送水流量較大，電耗較高，如何減少循環(huán)水系統(tǒng)不必消耗的電力，是應引以重視的一個問題。特別當選別系列較多，而循環(huán)水泵工作臺數(shù)較少時，一旦系列變化循環(huán)水泵往往不是在高效率區(qū)間工作。為此，建議循環(huán)水泵配置調速裝置，根據(jù)生產(chǎn)系列的變化，調節(jié)環(huán)水泵的轉速，使送出流量滿足循環(huán)水量要求，并使水泵在高效區(qū)間工作，盡量避免采取調節(jié)閘閥消耗能量，同時不致因選別系列的變化，而引起工作系列水量水壓的波動。調速設備可采用變頻調速、液力耦合器調速和可控硅串級調速等，調速控制可依循環(huán)水泵壓出管上的流量計讀數(shù)為控制參數(shù)。應盡可能設計成在正常運行時，不論安裝了幾臺循環(huán)水工作泵，只需其中一臺泵調速運行，以節(jié)省調速設施投資。
4結語
給排水設施設計的合理性、操作性、適應性和可靠性是冶金企業(yè)維持正常和高效生產(chǎn)的重要前提，也是環(huán)境保護和水污染防治的基本要求；所以，設計人員在設計時應綜合考慮技術、工程投資等各方面的因素，通過經(jīng)濟技術比較，確定安全可靠的方案，選用質優(yōu)、價廉的給排水設備，為廠方提優(yōu)質的設計。當然，給排水系統(tǒng)的科學管理和嚴密監(jiān)控是實施上述要求的根本保證。設計和生產(chǎn)管理的協(xié)調配合才是促進生產(chǎn)技術不斷完善、不斷發(fā)展的有力保證。
參考文獻：
[1]錢以明.高層建筑空調.上海：同濟太學出版社.
[2]給水排水設計手冊.第5冊.中國建筑工業(yè)出版社.
