【摘要】:特殊單立管排水系統的優點是管材耗材少,占用的井道面積小,同時克服普通單立管排水系統排水能力小和普通雙立管排水系統占用面積大等缺點。漩流降噪特殊單立管系統能使立管水流和橫支管匯入水流快速形成立管附壁漩流,有效減緩立管中水流速度和消除水舌現象,使排水系統的噪音大幅度降低,漩流降噪特殊單立管排水系統由于其獨特的漩流排水形態,通氣能力好,管內壓力波動小,不會導致水封破壞,漩流降噪排水系統在立管中央形成暢通的空氣柱,保持良好的通氣條件與排水能力。將此系統應用于瑞和設計研發中心大樓舊樓改造工程,并作出詳細介紹。
【關鍵詞】:特殊單立管系統;漩流降噪單立管;舊樓改造
1 舊樓改造項目中排水問題
隨著近年我國城市化進程加速,在當今社會科技發展日新月異的前提下,很多舊建筑在布局、功能分區、系統節能環保等方面已經難以滿足現代化使用的需求,因此很多老舊建筑都面臨著改造升級的問題。
舊樓改造項目中排水系統面臨的主要問題有:由于建筑功能分區改變,衛生間及其他排水點位位置改變造成原有建筑管井無法使用;現有建筑規范要求更嚴格,按照舊的系統已無法滿足現在規范要求;原有建筑結構大部分無法拆改,新增管井面積大小受限,另外還有暖通、消防、電氣專業需要占用管井面積,提高管井有效面積的利用率成為舊樓改造項目中機電設計需要考慮的重點內容之一;同時很多老舊建筑原設計對排水系統要求偏低,多采用了普通立管排水系統,未對排水系統采取任何消聲降噪處理,因此排水噪聲對辦公、生活造成不少困擾。
2 特殊單立管排水系統的應用及發展概述
特殊單立管系統技術起源于歐洲,經過三、四十年的發展,技術不斷改進,在日本被廣泛應用于高層住宅樓、賓館、醫院等各種場所,引進國內后,針對排水的實際情況加大了接頭內徑,調整了葉片角度,完全達到超高層建筑的排水要求。特殊單立管系統排水由一根管道實現,采用特殊管件在一根管道中實現了既排水又通氣。根據排水原理的不同,分為蘇維托單立管排水系統和旋流式單立管系統,在瑞和設計研發中心大樓改造項目設計中,采用了漩流降噪特殊單立管系統,此屬于旋流式單立管系統之一。
3 工程實際應用
瑞和設計研發中心大樓位于深圳市羅湖區中心區域,共11層,建筑高度48.85米,總建筑面積11028平方米。該項目是舊樓改造項目,設計定位為景觀性地標建筑。在機電系統設計時,建筑師提出盡量減小機電管井面積,以提高建筑內有效面積的利用率,同時考慮排水系統的噪音影響。因此,機電設計團隊著重開始跟進研究建筑內各排水立管管井面積減小的可行性研究工作。
3.1排水系統的選擇
由于受管井面積限制,經多方比較,本工程采用污廢合流制。所有污水均排至室外化糞池,經化糞池處理后排進市政污水管道。經計算,見表1,瑞和研發中心項目主排水立管流量最大達到6.64L/s。《建筑給水排水設計規范》》[GB50015-2003(2009年版)]4.4.11中規定,普通單立管排水系統 Dell0立管伸頂透氣排水量最大值4L/s,立管管徑需達到De160或采用普通雙立管De110才能滿足排水要求,這樣會增加管材成本,同時占用管井面積,因此普通立管排水系統不適合該項目。因此我司考慮主立管排水采用漩流降噪特殊單立管排水系統。
表1 核算表
3.2水力計算
漩流降噪特殊單立管排水系統根據排水立管的管材不同分為I型和II型。I型為漩流降噪特殊管件和內部光壁的普通UPVC塑料排水管材組成的單立管排水系統;II型為漩流降噪特殊管件和加強型內螺旋UPVC塑料排水管組成的單立管排水系統。
根據中國工程建設標準化協會標準《漩流降噪特殊單立管排水系統技術規程》(CECS287-2011)3.3.2條,排水立管管材及立管測試最大排水能力見表2:
表2 選用表
經計算,見表1,主排水立管下部管段排水設計秒流量為6.64L/s,大于6L/s,故本項目采用漩流降噪特殊單立管系統II型,其組成為:漩流三通,加強型內螺旋管(PVC-U),大曲率底部異徑彎頭等專用管件。
3.3 排水系統設計
漩流降噪特殊單立管系統對各樓層排水橫支管無特殊要求,本工程為改造項目,原建筑結構在衛生間位置沒有降板設計,所以本工程按異層排水敷設方式設計布置,衛生間排水橫支管敷設如圖1所示,接入立管漩流降噪三通特殊管件。
圖1 衛生間排水管道大樣圖
立管采用加強型硬聚氯乙烯(PVC-U)螺旋排水管,橫支管和立橫干管均采用普通硬聚氯乙烯(PVC-U)光壁管,上部特殊管件采用漩流三通,下部特殊管件采用大曲率異徑彎頭。漩流降噪特殊管件,使立管水流和橫支管匯入水流快速形成立管附壁漩流,減緩立管中水流速度和有效消除水舌現象,改善系統水力工況,降低立管的壓力波動,增大立管排水能力。
大曲率底部異徑彎頭中部擴容,背部壁厚增強,底部設有減震支架,出口端比進口端管徑放大2檔,曲率半徑等于4倍立管管徑,除正常排水功能外,滿足氣水分離,消除排水立管底部正壓,改善橫管水力工況。
底層排水橫支管與立管底部連接距離不能滿足《建筑給水排水設計規范》4.3.12條要求,設置單獨排出。
由于十、十一層在管井垂直位置上設計成了室外露臺,排水立管經過此樓層需偏置。偏置距離大于1米,采用兩個45°彎頭,并需設置輔助通氣管,輔助通氣管應從偏置橫管下層的漩流四通接頭一端接至偏置管上層的漩流降噪直通,管徑同排水立管管徑,并應采取防止排水立管水流流入輔助通氣管的措施。污水立管經過十、十一層時的污水立管偏置系統見圖2。
圖2 污水立管系統圖
3.4管道安裝
(1)本工程漩流降噪特殊單立管排水系統中的排水管材與特殊管件設計采用柔性連接方式;
(2)管道安裝宜自下向上進行。宜先安裝立管,后安裝橫管;
(3)排水立管穿越樓板部位按規范應采取設置阻火圈、無機防火套管或阻火膠帶等防止火勢煙氣貫穿的措施;
(4)塑料排水立管宜每六層設置一個檢查口,但在建筑物最低層和設有衛生器具的二層以上建筑物的最高層應設置檢查口。立管上設置檢查口,應在地(樓)面以上1.00m,并應高于該層衛生器具上邊緣0.15m。
4 結語
建筑排水系統是實現建筑功能的重要組成部分,本工程為舊樓改造項目,衛生間等主排水點位重新設計,原有排水系統已不能滿足需求,新設計機電管井由于受到條件限制,面積有限,在這種條件下,經多方比較和計算,在本工程中采用了漩流降噪特殊單立管排水系統,該系統節省管材,節約了管井空間,同時降低了排水系統的噪音。很適合應用在本項目。
將該系統應用于多廁位的公共建筑,并且在系統運行過程中也取得了良好的效果。
在建筑排水新技術、新材料不斷涌現、不斷發展的情況下,給排水設計人員要勇于實踐,在工程設計中充分體現安全可靠、技術先進、經濟合理、管理方便的設計理念,確保排水系統正常使用。
參考文獻:
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(作者單位:深圳瑞和建筑裝飾股份有限公司設計研發中心總工室)