浅谈住宅建筑排水系统的类型及选择

李 光

北京度地唯绿机电设计事务所

随着我国经济建设的快速发展,人民生活水平的提高,对居住建筑的要求也越来越高.人们在关注住宅的建筑面积、户型、朝向的同时,也越来越关注住宅的核心部分厨房、卫生间的设计.排水管道设计的正确与否与居住环境卫生有着直接的关联.中国建筑标准设计研究所出版的国家标准图《住宅卫生间》《住宅厨房》,对厨房、卫生间的设计给出了统一的指导原则,对提高住宅建筑给排水的设计水平起到了积极的作用.现结合我个人在住宅建筑设计的实践,谈谈住宅建筑排水设计.

建筑内部排水系统的功能是将人们在日常生活和工业生产过程中使用过的、受到污染的水以及降落到屋面的雨水和雪水收集起来,及时排到室外.建筑内部排水系统分为污废水排水系统和屋面雨水排水系统两大类.

1 住宅建筑内排水系统的类型

1.1 单立管排水系统

单立管排水系统是指只有一根排水立管,没有专门通气立管的系统.根据建筑层数和卫生器具的多少,单立管排水系统又有5种类型.

(1)无通气管的单立管排水系统.这种形式的立管顶部不与大气连通,适用于立管短、卫生器具少、排水量少、立管顶端不便伸出屋面的情况.

(2)有伸顶通气管的普通单立管排水系统.排水立管向上延伸,穿出屋顶与大气连通,适用于一般多层建筑.

(3)特制配件单立管排水系统.在横支管与立管连接处,设置特制配件(称为上部特制配件)代替一般的三通;在立管底部与横干管或排出管连接处设置特制配件(称为下部特制配件)代替一般的弯头.这样,在排水立管管径不变的情况下可以改善管内水流与通气状态,增大排水流量.这种内通气方式因利用特殊结构以改变水流方向和状态,故亦称为诱导式内通气.它适用于各类多层、高层建筑.

(4)特殊管材单立管排水系统.该系统的立管采用内壁有螺旋导流槽的塑料管,配套使用偏心三通.它适用于各类多层、高层建筑.

(5)吸气阀单立管排水系统.在立管和较长支管的末端设吸气阀,吸气阀只吸气不排气,当管内压力波动时(负压),吸气补压,以维持管内压力平衡.它适用于各类多层、高层建筑.

1.2 双立管排水系统

双立管排水系统也叫两管制,由一根排水立管和一根专用通气立管组成.双立管排水系统是利用排水立管与另一根立管之间进行气流交换,所以叫外通气.因通气立管不排水,所以,双立管排水系统的通气方式又叫干式通气.它适用于污废水合流的各类多层和高层建筑.

1.3 三立管排水系统

三立管排水系统也叫三管制,由三根立管组成,分别为生活污水立管、废水立管和专用通气立管.两根排水立管共用一根通气立管.三立管排水系统的通气方式也是干式外通气,适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的各类多层、高层建筑.

三立管排水系统的一种变形系统,如图g所示,该系统去掉通气立管,将废水立管与污水立管每隔2层互相连接,利用两立管的排水时间差,互为通气立管,这种外通气方式也称湿式外通气.

图1 排水系统变形比较图1-排水立管2-污水立管3-废水立管4-通气立管5-上部特制配件6-下部特制配件7-吸气阀8-结合通气管

2 住宅建筑内排水系统的选择

住宅建筑室内排水系统是采用污水、废水分流还是采用污水、废水合流,应根据所在城市室外排水制度、市政主管部门的要求以及是否有利于综合利用与处理要求来确定.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(以下称“规范”)第4.1.2条当生活污水需经化粪池处理后才能排入市政管道时,其粪便污水宜与生活废水分流.当有污水处理厂时,生活废水与粪便污水宜合流排出.此条款在各地执行情况也不相同.北京市、深圳市、广州市都有城市污水处理厂,生活污水在排入城市污水管道网前按地方主管部门的要求均需设化粪池简单处理.北京市、深圳市建筑物的排水系统采用的是合流制(建筑物采用中水系统除外),而广州市建筑物的排水系统则采用的分流制.生活废水在化粪池后与粪便污水合并排入城市污水管网.从提高建筑物的卫生标准来讲,广州市的做法是合理的.污、废分流还可以减小化粪池的容积,有利于厌氧菌腐化发酵分解有机物,提高化粪池的处理效果,有城市(尤其是居住小区)的快速发展,污水处理厂以及城市污水管网的建设不能适应城市建设的要求,污水处理构筑物处于超负荷的运转,为减轻污水处理厂的负担而设置化粪池.

3 专用通气立管

“规范”第4.4.11条表4.4.11-1、表4.4.11-2给出了生活排水立管的最大排水能力,对流量超出表中的规定值,是采用增大一号立管管径还是专用通气立管各设计单位的作法也不一致.在广州市及深圳市,排水立管设在建筑外墙上,一般采用设专用通气立管,排水立管每隔二层与专用通气立管以H管连接.在上海市地方标准《住宅建筑设计标准》中规定“多层住宅连坐便器的污水管,应设置专用通气立管,隔层设H管”设置专用通气立管的标准更高些.在北京市一般采用增大一号立管管径的方法(高档住宅楼除外).采用哪种方式更合理安全呢?经过这些年的设计实践及回访业主,推荐设专用通气立管.我认为小高层(十层-十二层)及高层住宅应设专用通气立管.在工程回访中发现,不设专用通气立管的住宅,最下面一层卫生间的大便器内有翻气泡的现象发生,住户对此投诉较多.设专用通气立管的住宅,基本上无此现象发生.由于污水立管的水流流速大,污水排出管的水流流速小,在立管底部管道内产生正压区,这个正压区使靠近立管底部的卫生器具内的水封遇到破坏,卫生器具内发生翻气泡.专用通气立管的设置可以平衡排水立管内的气流,减少正压区的正压值,使其不足以对卫生器具内的水封形成威胁.“规范”中增加了“建筑标准要求较高的多层住宅和公共建筑、10层及10层以上高层建筑的生活污水立管宜设置专用通气立管”的条款是必要的.

4 排水管道布置和敷设

4.1 对住宅建筑底部设架空层、商场或商铺的情况,上部排水立管必须在底层进行转换,以不影响底层的使用功能.转换后的出户管不应少于二根,宜控制在4根左右.排水横干管的管径不应大于DN200,采用DN150为宜.表1为铸铁管、表2为塑料管排水横干管的设计参数.排水横干管所服务的户数不宜超过100户.在实际工程中发现有的设计将一栋楼的排水立管均汇到一根排水横干管上出户,是不安全的.出户管过多,在地下室外墙上所预留的防水套管(设地下车库的住宅楼)及室外的检查井均增多,给施工及室外环境带来不利.

表1

表2

4.2 设有专用通气立管的住宅楼,底层卫生器具的排水管道是否还要与其它楼层分开单独排出?“规范”并没有给出要求,第4.3.12条表4.3.12适应的前提是排水立管仅设置伸顶通气立管.在专用通气立管一节的分析中我们知道,专用通气立管的设置是可以防止卫生器具水封遇受破坏、内部冒气泡现象的发生.也就是说,排水立管设有专用通气立管时,其底层卫生器具的排水支管可以接到排水立管上.但住宅内排水管道在使用过程的复杂性,排水管道内有固体废物的存在,影响排水的通畅,使与排水立管底部连接的卫生器具有溢水的可能,此现象在实际工程也有发生.因此,底层卫生器具的排水管道不接到排水立管为好,应单独排出,排水立管需要进行转换时,底层卫生器具的排水支管可以接到排水横干管上,连接点距立管底部下游水平距离不宜小于3.0 m,且不得小于1.5 m.对满足不了上述要求的排水支管,应以单独的排出管排至室外检查井

综上所述,住宅建筑生活排水系统的选择应考虑多种因素.总之,应根据《建筑给排水设计规范》规定并结合当地的实际情况及工程的实际情况,确定经济合理的排水方式.本文所提及的各类排水系统,有的属于实际工程的总结,有些则属于理论上的探讨,不当之处敬请各位专家指正.