多层公寓建筑给排水系统优化设计研究

随着经济的不断发展、城镇化进程的日益加快，随之而来的是资源的高速消耗。由于城市人口快速扩张，住宅建筑的数量也在极速增长，这就使得消耗的资源中，建筑能耗所占比重较大。如何有效地利用资源、提高资源的利用率，是当今社会广泛关注的重要问题。本文着眼于多层公寓建筑，研究该类型建筑给排水系统的特点并对其进行改进优化，从而降低资源的消耗，使得水资源得到更高效的利用、更节能环保，以期为同类建筑的给排水系统提供借鉴。

1.工程概况

某大型建筑公寓群有建筑16 栋，每栋建筑高度不一，高的建筑可达33m，低的只有18m 左右。建筑群建筑均采用公寓式建造，建成至今已达7年之久，给排水系统存在一定的问题。

2.公寓建筑给排水系统存在的问题

该公寓建筑给排水系统存在的问题分为给水系统和排水系统两部分，具体如下：

2.1 给水系统

该公寓给水系统存在的一个较大问题是用水高峰期的水压不稳定。究其原因，在于公寓建造时给水系统设计存在不合理的地方，抑或是设计时未能考虑到今后的长远发展，造成设计流量的计算不够精确，从而使与之相配套设备管道不能满足现有的需求，在用水高峰期常常出现水压较低、出水不畅的现象。

2.2 排水系统

排水系统存在的主要问题在于排水速度缓慢、排水噪音大等。排水速度慢的主要原因是坡度设计不当，再加上地漏的位置与坡度的配合不当，更加剧了这种现象。由于房屋建造时间较长，大部分没有做到干湿分离，排水时水流与空气产生碰撞，形成的涡流会产生声响，说明了该公寓的排水系统设计得不合理。此外，部分卫生间存在返臭现象，可能是阻止气味传播的水封被破坏，也可能与使用不当或者排水系统的设计不严谨有关。

3.公寓建筑给排水系统优化设计

本文针对以上存在的问题从给水排水两方面进行了系统优化设计。主要从给水和排水两方面进行优化。对给水进行了严格的定额计算，以缓解高峰时期的用水量问题，同时提出卫生间存在的排水问题，不仅考虑到了排水速度、噪音等问题，还针对这些问题进行了有效的优化设计，在满足给排水供需的同时，还很好的满足了生活需要以及生态需要。

3.1 给水系统优化设计

给水系统优化设计分以下两部分。

（1）定额计算

本文对16栋公寓楼进行了调研，统计出每栋楼的人均日用水量，具体情况如表1所示。

表1 每栋楼人均日用水量详情表

为了更好地解决给水问题，本文选择正态分布的80%来求解水的定额， 为80%所对应的 0.85。因此水的定额为：

（2）节水措施

本项目中普通住宅的用水量消耗较大，其用水定额已经类似于Ⅱ类普通住宅，因此需要注意节约用水。从现有的配置来看，这些住宅可以采取一定的节水措施来降低用水量。

① 使用节水器具

节水器具的使用主要包括节水水龙头、节水型坐便器和节水型洗衣机。节水水龙头的出口处安装有螺纹装置，在出口处和螺纹装置中间安装有阻水片，具有一定的阻水节水作用。这种节水型水龙头并不会影响洗涤效果，因为该装置具有多条螺旋水道，可以使得水流在流出时形成多条旋流，由于阻水使得水压力增大，进而加强了水流扩散雾化，最终增强了洗涤效果。由于阻水孔和水喷口处的两次节流，大大节约了水资源，经验得知节水水龙头的节水率高达90%[1]。坐便器的用水量占日常用水的一大部分，选用节水型坐便器可以节省部分水资源。节水型坐便器的一次性用水量不超过6L，而且目前的节约型坐便器还可以实现大小便的两档分类冲洗，更加节能。节水型洗衣机可根据清洗的衣物量自动或者手动调整用水量，从而达到节水的目的。目前，市面上基本都是节约型洗衣机，之前购买的再更新后也会选用节水型洗衣机，达到了一定的节水作用。

② 中水回用

中水资源回收利用大大提高了水资源的利用率，也在一定程度上缓解了水量的使用。该公寓的中水资源一般用于区域内绿化、景观、冲厕等杂用水。由于冲厕排水的水质中细菌含量较多，不宜再使用，因此中水资源的来源主要是盥洗用水和沐浴用水，这些水中含有一定的皂基，有益于冲洗道路。中水资源的处理有物理化学方法和生物接触氧化方法，考虑到物理化学方法的污泥产生率高、处理效果一般且运行成本高等因素，因此选用生物接触氧化方法处理中水资源。

3.2 排水系统优化设计

排水系统优化设计分为卫生间排水优化和排水噪声控制措施两部分。

（1）卫生间排水优化

地漏是卫生间排水的重要装置，合格的地漏装置应具备排水和阻隔空气的双向功能。我国相关规定明确：“带水封的地漏水封深度不得小于50mm”[2]。该公寓建筑的水封地漏相对较浅，且卫生间没有设置干湿分离，这些因素引起了排水不畅、卫生间返臭的现象，同时由于水封较浅，在排水时污水的震荡会导致有毒有害气体的溢出，极易对业主造成一定的危害。

传统的地漏设计存在着一定的局限性，排水速度较慢，容易出现返臭现象。因此，建议公寓建筑采用U 型高水封线性地漏，该地漏的设计示意图如图1所示，该地漏的设计与传统地漏设计大致相同，但是其采用线性长条格栅装置，增加了水容量空间，进而在排水时可以排出较多的水，也加快了排水速度；此外，水封高度较高，可以很好地阻断空气，有效防止恶臭气体回返现象的出现。

图1 U 型高水封线性地漏示意图

图2 卫生间线性地漏布置图

线性地漏设计具有隔断排水的功能，可以有效的防止因水量过多造成积水流出卫生间到卧室的情况发生，因此，可以去除卫生间的挡板，实现干湿分离、方便使用，线性地漏的设计可参照图2的布置形式。

地面的排水坡度设计既要保证水流的顺利排出不留有积水，又不能坡度太大。一般而言，坡度为3%，且在地漏处最低，安装的地漏篦子应低于地面5mm。地漏周围均高于地漏，坡度施工时应均为顺坡，不可出现倒坡现象[3]。

（2）排水噪声控制措施

建筑物排水时的噪声来源主要有以下4种：水流冲击管壁造成管道振动、水流自身流动的声音、水流流动撞击空气的声音和卫生器具排水噪声。从噪音来源来看，可以采取以下两种措施。

① 卫生器具措施

卫生器具尽量选用低噪声的设备。坐便器的噪音是卫生器具中的主要噪音来源之一，宜选用噪音小的虹吸式设备。目前，虹吸式坐便器中噪音最小的是漩涡虹吸式，但是考虑到该类型的坐便器耗水量较大，因此，建议选用节水静音型的坐便器，而且在安装时宜在坐便器与地面、墙面等存在接触的地方设置橡胶构件。

② 管道措施

管道噪声会通过固体传声向外传射，在弯头、阀门等处噪音更甚，这些噪音本质上是轻微振动引起的，因此可以采取隔振措施降低噪音。具体措施包括：在设备与管道之间、管道支架之间等处加设软装置，利用橡胶垫、弹簧隔振器等设备降低振动；穿墙管道与墙体分开并填实隔音材料等。此外，在管道外利用吸音层、阻尼层等材料进行单层包扎，也可以有效地减小噪音。

4.结论

城镇化的发展使得城市水资源的用量急速增长，为了更高效地利用水资源和节约水资源，有必要对城市建筑的给排水系统进行研究并优化。本文针对多层公寓建筑的给排水系统进行了研究和优化，计算出合理的用水定额，满足高峰期的用水问题，并提出了节水措施；对排水系统进行了优化，解决了排水缓慢、排水噪音等问题，对于提高城市多层公寓建筑的给排水系统优化水平和水资源的有效利用具有重要的意义。