高层建筑排水立管消能问题探讨
浙江建筑 第24卷第12期 2007年12
月
高层建筑排水立管消能问题探讨
徐长杰
(浙江华东城市建筑规划设计有限公司, 浙江杭州310014)
摘 要:华星时代广场工程排水立管每隔6层设有消能装置, 使用中在消能装置的上一层出现卫生间污水堵塞外溢现象。本文通过对排水立管内水流的流态的分析, 以《建筑给水排水设计规范》对排水立管排水能力取值的依据, 分析了在规范规定值内, 排水立管内的水流流速低于终限流速, 而在水流流速达到终限流速值的时候对应的终限长度也仅有3m 左右, 与标准图集每隔6层设一处消能装置的距离相差较远。从而提出高层建筑排水立管上无需设置消能装置的建议。
关键词:高层建筑; 排水立管; 消能装置
中图分类号:T U992. 4 文献标识码: 文章编号:1008-3707(2007) 12-0045-02
1 工程概况
华星时代广场位于杭州市文三路与万塘路交叉
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口。该工程总建筑面积约为6. 6万, 1裙房地上5层、. 地下层为汽车库, 。
其排水系统采用室内污、废水分流制, 并设有专用通气管。排水立管及专用通气管管径均为d e 110, 排水管材为光壁UP VC 管。设计过程中参考同类建筑设计实例及浙江省标准设计图集《硬聚氯乙烯排水管安装图(2004浙S5) 》, 排水立管在19层、13层和7层并设置了消能装置。
2 事故分析及处理
2006年该工程局部楼层投入使用。主楼在使
水能力。、消能装置长
, , 。
施工等相关人员, 改为直线管段, , 排出横管管材改为柔性接口铸铁排水管, 立管底部垂直管段宜有不小于0. 5m 的铸铁立管段。横管同时采取加固措施。
排水系统经改造后至今未发生堵塞现象, 系统运行良好。笔者在提出处理意见时翻阅了大量资
[1]
料, 从规范到设计手册、给排水设计技术措施等资料均未提到消能装置, 在浙江省标准设计图集《硬聚氯乙烯排水管安装图》里提到高层建筑排水立管宜从第6层起安装一组等配件组成的消能装置, 往上每6层设一组消能装置。在实际工程中, 也有大量的高层建筑在排水立管上设置了消能装置。那么, 排水立管上是否有必要设置消能装置呢?
用过程中发生卫生间污水堵塞外溢现象, 经现场调查, 作出如下分析:
(1) 设计选用d e 110排水管, 配d e 110主通气立管。其最大排水能力为10L /s 。最不利立管计算排水设计流量为6. 96～8. 3L /s 范围内, 可满足设计规范要求。
(2) 经调查发现, 外溢卫生间均位于设置消能装置的上一楼层, 堵塞点应为消能装置处。
(3) 使用实际情况:由于有约半数楼层尚无单位入住, 实际排水流量小于设计流量, 远小于立管排
3 室内排水立管水流问题
众所周知, 排水立管中水流的流态大致分为以下几种:
(1) 流量较小时, 水流沿着管壁周边做螺旋运动, 随着水量的增加, 螺旋运动被破坏, 并且当水量足够覆盖住管壁时, 完全停止了螺旋流。水流附着管壁而作水片下落的附壁流。
(2) 当流量继续增加到足够大时, 由于空气的阻力和管壁的摩擦作用而形成水的隔膜运动。水膜
收稿日期:2007-08-09
作者简介:徐长杰(1972—) , 男, 安徽萧县人, 工程师, 从事给排水设计工作。
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徐长杰:高层建筑排水立管消能问题探讨
运动开始后便以加速度下降, 下降到一定的距离后, 当水流所受管壁摩擦力与其重力平衡时, 便做匀速运动, 水膜厚度不再变化。此时的速度即为水膜流的“终限流速”, 自水流入口处至形成终限流速的距离称为“终限长度”。对于一定的管径, 如果流量越大, 其终限流速及终限长度也越大。
(3) 当水量更大时, 即水流充满立管断面的1/3以上时, 水膜的形成更加频繁, 以至容易变为较稳定的水塞运动。水塞的形成会引起立管内气压激烈的波动, 容易破坏排水水封。
在水膜流终限流速状态下计算出的流量为临界流量。而我国规范规定的临界流量值约为理论临界流量值的一半, 已考虑了实际污水中带有大块杂质、出流实际不稳定及立管负压段对横管出流的强烈抽吸而造成的短时高峰流量等因素。
有资料表明, 对应于流量9L /s 其流速4m /s 时的终限长度值约为3m , 即水流从支管出口流入立管后, 大约经过一层楼的高度, 便保持水膜层厚度(上接第44页)
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和流速不变。因此, 在规范规定的立管排水能力范
[1]
围内设计时, 立管水流在流经3m 左右的距离处已达到终限流速状态, 流速不再增加。显然, 并非楼层越高, 水流在立管底部的流速越大。符合设计规
[1]
范的排水立管不需设置消能装置, 每隔6层设一组消能装置的提法缺少理论依据。
4 结 语
(1) 高层建筑排水立管上不需设置消能装置,
这样既避免了水膜流在消能装置处发生水流紊乱, 又可节约管井面积, 且安装方便。
(2) 排水立管底部转弯处宜采用排水铸铁管, 这样, 可防止被高处跌落的硬物击穿。
参考文献
[1] G B 5001502003, [S].
[2]].重庆:重庆大学出版社,
(3) ,
工围护困难。若采用顶管施工, 地基不会沉降, 管线变形小, 并且可省去施工围护和地基的处理费用, 所以综合造价并不高很多。表4对传统的大开挖施工和顶管施工进行比较。
表4 大开挖施工和顶管施工的比较
施工
方法
优点
缺点
总的来说, 要解决开发区排水管线设计中的问题, 各种措施的选择应遵循以下几个原则:①处理方案的选择应遵循因地制宜、经济合理、技术可行的原则; ②处理工期应满足建设单位工期要求; ③应根据管道埋深、管道荷载、地基土性质、不同的位置分段处理; ④应注意环境保护, 并注重新工艺、新材料的运用。
4 结 语
排水管线设计是经济开发区基础设施建设中一项非常重要的工作, 设计的合理与否直接影响到开发区的日常使用。随着经济发展, 业主对设计的要求也越来越高, 而合理的设计也能大大提高开发区的品位。这就要求我们设计人员需要认真对待、仔细分析, 在实践中摸索、总结、提高, 以便圆满完成经济开发区的管线设计工作。
对地面交通影响很大
对沿线基坑周围的建(构) 筑物有
造价较低很大影响
大开挖施工进度快, 可结合检埋深较大时, 常规12m 长的钢板施工查井一起实施桩难以穿越软弱土层, 对钢板桩
施工机械简单的接长、人工深度、拼缝要求均很
高, 否则, 基坑极易发生漏水、流砂不开挖路面不拆迁、不破坏地面建筑物
不影响交通顶管
不破坏环境
施工施工不受气候和环境的
影响
不影响管道的段差变形机械化程度高, 省时、高效、安全
对施工机械、施工队伍技术水平
有较高要求造价稍高
需进行详细的现场调查, 如遇地下障碍物则处理难度较大管线完成后, 还要实施检查井顶管工作井、接收井所占空间较大, 单体造价较高
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