某住宅小区场外给排水工程设计研究

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摘要：近年来,由于高层建筑的大量建造,对给排水方面也提出了新的要求。本文以某市某住宅小区给排水工程为设计实例,简述目前高层住宅小区给排水工程的一般性做法,供同行参考。

关键词：住宅小区；室外给排水；消防系统

1 工程概况

某住宅小区总用地面积10.34万,小区内主要为32幢高层住宅,小区内最大建筑高度43米,总建筑面积30.4万,其中地下室面积约4.2万。居住总户数3075户,设计人数7263人。工程分为东、西、南园,各园均设置地下停车库,防火分类分别为Ⅱ级、Ⅲ级。沿街住宅1-2层设置商铺。

2 小区给水系统设计

2.1 水源:小区采用市政给水作为水源。高层住宅内部采用分压给水系统。1-6层采用市政压力直供,7层-16层采用水泵加压供给。为了供水安全、便于管理,东西园在相对中心位置的西10#楼合建生活泵房,南园与东西园之间为16米宽的市政道路,故南园地下室另设生活泵房加压,供南园高区给水系统使用。2006年《生活饮用水卫生标准》的修订对生活给水水质提出了更高的要求。此小区临近市政给水干管,征得供水部门的同意,采用了无负压管网增压设备,通过控制负压消除器和流量调节器来保护市政管网不出现负压情况。此设计使生活泵房占地减少,投资降低,系统水质改善,响应了国家目前创造节约型社会的号召。

2.2 生活用水量计算:东西园用户一共1735户,每户平均3.5人,共计6073人,户内卫生器具设置标准为有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和沐浴设备,按普通住宅Ⅱ类计,最高日生活用户定额取260 L/人.d,故最高日用水量1578 T/D(不含社区管理,商铺、绿化、景观用水、公共设施用水等)。小时变化系数的选取2.5。按照规范,计算出最大用水时平均秒流量为45.7 L/s。其中1-6层为低区,共725户,2538人,采用枝状管网供水;7-16层为高区,共1010户,此部分采用水泵加压供水,且小区呈狭长型,故亦采用枝状管网,最大小时用水量为95.8 T/H。南园共340户,1190人,最高日用水量310T/D,同样分高、低区给水系统。

2.3 生活给水系统设计秒流量市政管网直供部分,采用设计秒流量qg作为节点流量和管段流量,管段流量则按该管段所供各住宅当量之和。前面提到本小区户内卫生器具设置标准为有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和沐浴设备,每户均为1个卫生间,给水当量之和为4。最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率:

以东西园低区给水系统为例,其主干管负担的卫生器具给水当量总数为2900,该管段的卫生器具给水当量同时出流概率:

故得低区给水干管的设计秒流量Qg=0.2×U×Ng=22.5L/s

2.4 生活给水系统水压

东西园最不利点为东园5号楼顶楼,层数16层,顶层地面标高42.15米,顶层地面服务水压按0.1MPa计。市政管网压力正常时按供水部门数据0.28MPa,则1-6层要求服务水压为0.26MPa。该住宅楼室内地面±0.000米相当于黄海标高4.550米,室外场地黄海标高4.2米左右。小区入口市政引入管埋设深度为黄海标高3.35米左右。单元给水立管及小区内埋地生活管道,高区、低区分别按上述计算方法计算设计秒流量及水头损失。

2.5 生活给水管道管材:均采用K9级球墨铸铁管,橡胶圈接口。管道按规范要求,设置支墩止推加固。

3 小区消防系统设计

3.1 室外消火栓系统:由市政给水直接供水,市政给水压力0.28MPa。供水管网在室外形成DN150的环形供水管。室外消火栓布置在距建筑5-40米范围内。

3.2 室内消火栓系统由消防水池-消火栓加压泵-屋顶消防水箱联合供水。供水管网在室外形成DN150的环形供水管。本小区建筑消防类别最高为西10#楼,为二类商住楼,室内外消火栓用水量均为20L/s。消防水池及水泵房设在西园地下车库内。地下车库的消火栓给水管由环形管上引出两根DN100,通过减压设施后接入。除地下车库减压后的管道,其余室内消火栓管道工作压力均为0.84 MPa。

3.3 自动喷水灭火系统

地下汽车库喷淋系统的设置标准为中危Ⅱ级,商铺喷淋系统的设置标准为中危Ⅰ级。喷淋系统加压水泵设在西园地下车库内,共设置6组水力报警阀。其中东、西园所有报警阀均设置在西园地下车库消防泵房内,南园喷淋系统则自此喷淋加压水泵后引出DN150环状管道,在南园地下室设置报警阀,供南园地下车库及商铺喷淋系统使用。管道工作压力0.46 MPa。

3.4 消防给水系统管道管材

室外消火栓系统采用球墨铸铁管。消防加压管道均采用内外壁热镀锌钢管,柔性沟槽式连接。

4 小区排水系统设计:小区采用雨污分流制。

4.1 污水系统设计:采用污废合流

根据《污水排放城市下水道水质标准》和《污水综合排放标准》规定的要求,当城镇已建成或规划了污水处理厂时,居住小区不宜再设污水处理设施。该小区内排水管网是一次性建成,可以收集建筑物的污水,接入市政排水管网到城市污水处理厂进行处理。故不设计化粪池。生活排水定额采用生活用水定额的90%,为234 L/人・d,小时变化系数与生活给水相同,选取2.5。居住小区内生活排水量的设计流量按规范,由最大小时流量确定,

L/s(Kz取1.95)

由于市政污水管道在小区外周一定位置预留了污水支管及检查井,故污水干管并非集中了整个小区的生活污水量,而是根据排入市政管道的位置不同,分为相对独立的5个污水排放系统。每根污水干管实际收集的污水量根据服务范围内人数不同而单独计算。最大的污水干管纳污人数约1680人左右,设计流量相应为10.4L/s。

污水管道在设计充满度下,最小设计流速0.6m/s,保证管道内不发生淤积的自净流速。在设计管道起始段,小于2L/s时按2L/s设计。此时为了减少堵塞次数,又不至于太不经济,设计过程中按照规范规定的最小管径选用。

4.2 雨水系统

雨水管渠设计流量Q=Ψq F。

设计重现期选1年,暴雨强度公式按该工程所在地暴雨强度公式计算确定。

与污水管道一样,雨水系统也根据市政雨水管道预留支管的位置分为5根雨水干管。以西园北侧雨水干管排入市政管渠前的管段为例,汇雨面积1.88万,暴雨强度q为195 L/s・万,计算流量202L/s。选用管径DN500,坡度2.5‰。

4.3 排水管道管材选用

采用环刚度≥8kN/的承插式PE双壁波纹管,橡胶圈接口。地基承载力较低时,管基下0.8米范围内按照道路路基要求重新回填塘渣。

5 结语

以上简要说明了该住宅小区的室外给排水工程设计的内容和惯常做法。由于篇幅所限,一些细节问题尚未能一一讨论。总之,从满足人们优良生活环境,确保小区给排水管道的安全、环保、发展角度出发,充足计算小区给排水管道流量,合理选用给排水管道材料,进行可靠的水力计算等工作显得极为重要。

参考文献

[1]郑和.分建生活、消防水池的建议[J],中国给水排水, 1999

[2]GB 50015-2003,建筑给水排水设计规范

[3]GB 50045-2005,高层民用建筑设计防火规范