某住宅小区室外给排水工程设计与研究.doc

某住宅小区室外给排水工程设计与研究 摘 要 文章通过对某新建住宅小区的工程概况作合理地分析和计算，按照国家现行相关设计规范及措施，提出新建住宅小区的室外给排水管网的设计方法、管道材料的选用等见解。 关键词 给排水设计；计算水量；选择管材；管线综合；排水体制 作者简介 温智宽，南宁市龙光房地产开发有限公司助理工程师，研究方向：建筑工程水电设计与安装，广西 南宁，530031 一、小区给排水工程简介 该小区位于广西南宁市江南区，分别为一组团、二组团和三组团，一组团用地面积为46262m2，住宅户数为1279户；二组团用地面积为55489m2，住宅户数为1890户；三组团用地面积为105933m2，住宅户数为2440户；小学用地面积为16667m2，总用地面积为224351m2，住宅总户数为5609户，设计总人口为19632人。小学：36班50人=1800人 。 幼儿园规划500名儿童。住宅建筑层数为最低6层，最高为42层，其他有11层、18层、28层不等，基本为一梯四户或一梯六户；同时，还有商业区、小学、幼儿园等部分公共建筑。属于新建成的居住小区，一组团和二组团靠着北面的市政道路A，三组团靠着南面的市政道路B, 市政道路A有一DN400的市政给水管网，压力流,水压为0.25Mpa,有一市政雨水管DN1200，有一市政污水DN800；南侧有一DN600的给水管道，压力流,水压为0.20Mpa，有一市政雨水管DN1000，有一市政污水DN600。 二、设计与探讨 （一）给排水水力计算 给水排水水力的计算是给排水设计中非常重要的一个计算环节。其计算出来的依据有助于给水排水管道管径的确定和系统的选择，以及水泵合理的选择。据笔者在工作中了解，有些设计人员在设计当中不进行水力计算就按照经验做起设计来，不考虑最不利点的水压要求就对所有的工程采取水池+水泵加压+屋顶水箱的供水方式，不考虑设计流量就随便选择管道管径，不进行水力计算就随便选用水泵等等不负责的工作态度。这些不严谨做法的后果是，要不造成投资成本的增加，要不造成设计缺陷，管网功能不能满足而影响系统的运行等。为此，在进行给排水设计时有必要做好水力计算的工作。 就笔者列举的该项目设计各种水量见表1：小区规划期内各项用水量和排水量计算表。 该项目为住宅小区，按照现行相关国家标准规范用水标准为300L/（人?d），小学生用水定额为40 L/（人?d），幼儿园儿童50 L/（人?d），之所以选用这个标准，是因为南宁市属于我国南方水量充足地区，用水习惯偏大，故用水标准选用国家用水定额的上限。设计人员在设计时要考虑到当地的实际情况，而不能一概而论。 经计算该项目入住设计人口为196315人，配套小学学生1800人，幼儿园儿童500人。按照建筑给水排水设计规范GB 50015-2003规定，在给水水力计算时，3000人以上规模的居住小区，按照该规范的3.1.9条的规定计算最大用水时平均秒流量为节点流量；在排水水力计算时，居住小区生活排水系统排水定额是其相应的生活给水系统用水定额的85%95%，笔者认为折中选取90%即可，居住小区内的生活排水的设计流量应按住宅生活排水最大小时流量和公共建筑排水最大小时流量之和确定。 （二）关于室外给排水管网的设计 随着我国城市现代化建设的不断加快，给排水管网设计在建筑工程当中愈显重要，一个好的管网设计不但要考虑基础建设的经济投资成本，还要考虑系统今后运行的可靠性和经济性。因此，给排水管网优化设计意义重大。 考虑到用水安全和消防相关规范要求，室外消防给水管网应布置成环状，消防用水与生活用水共用一个室外给水环网。在三个组团外围敷设一圈DN300的给水环管，为了方便接水以及结合布置室外消火栓，将三个组团再分别用DN200给水管连成三个环网，在市政道路A的市政给水管的预留市政接口上设置1个DN300的接口，在一组团和二组团边市政道路B预留市政接口上设置一个DN300的引入管。给水管网的设计在符合国家相关设计规范之外，一定还要结合当地政府部门（如自来水公司）的做法。比如南宁市自来水厂规定商业用水与生活用水的价格是不同的，市政引入管上的水表必须是明装于地面上，方便抄表，而且独立用户必须独立计量。因此，本小区除了小区生活给水环网外，还应有独立的商业给水管网和小学（小学建成后是交予政府的）给水管网。在市政引入给水管上安装生活用水水表、商业水表和小学给水水表。此外，还要考虑小区园林绿化的给水系统，园林绿化给水系统应结合园林绿化的设计来合理设计管网。在这点上，笔者认为很多给排水设计人员最常忘记的就是园林绿化给水管网的水源管道接口。 在给水管网设计中还有个重要考虑因素就是给水管道经济流速的选择。在整个给水系统中，管道的造价所占的比例相当大，经济合理地选择管径，确定经济流速就是首要关心的问题。给水管径和流速的关系密切，在同一管网系统中，输送相同流量的条件下，给水管道管径设计越大，其流速越小。在设计时，宜采用平均经济流速来确定管径，当D=100400mm时，平均经济流速取0.60.9m/s；当D?R400mm时，平均经济流速取0.91.4m/s。所以说给水管道流速的大小，对给水工程造价和运行稳定性都有很大的关系。在给水管网设计中确定管径时，应通过对建设费用和运行管理费用之和为最低之原则，计算出不同管径的经济流速。 现代住宅小区室外排水管网的设计，应按照雨污分流的系统来设计。以往因为我国在给水排水专业起步比较晚，以及经济限制等因素，大部分市政排水管网均为雨污合流的管网，随着我国经济建设的不断发展，人民生活水平的不断提高，建筑群像雨后春笋般在神州大地上拔地而起，给水排水学科越来越专业化，到了现在，基本上城市所有的市政管网都设计了雨污分流管网或者改造成了雨污分流管网。因此，设计人员在方案设计阶段就应该首先确定排水管网设计应按照雨污分流体制。 在进行室外排水设计中，管道的管径选择、埋深、坡度、以及流速等的控制很关键。关于排水水力计算，在不少的规范和技术措施以及设计手册等都有介绍，在此，笔者就不再详说了。关于管道的选择，在满足目前排水能力的前提下，笔者认为设计人员要有超前的规划，将主干管设计的管径能满足后期的建设需要。特别是对于大型小区开发项目，很多开发商都是分期进行开发建设的，甚至拿地也是分期的。 排水管道埋深做到综合考虑，把排水管的高程控制在一个经济合理水平。首先要保证管线所服务区内的污水和雨水能在重力流的情况下顺畅排入，要求管线有总够的深度，但是也要注意不要把管道埋得过深而带来开挖困难而大大提高施工成本。笔者认为排水管道的埋深，在其他条件满足的情况下，在非过车道路下的排水管道管顶覆土宜0.3m做起端，在过车道路下的排水管道管顶覆土宜0.7m做起端。这是符合国家相关规范标准的。 排水管道的敷设坡度和流速控制是互相影响，相辅相成的，在其他情况相同下，坡度的增大，会加大流速，减小坡度，亦可降低流速。但是要保证非金属管的水流速不大于5m/s，最小流速不小于0.6m/s，管道敷设坡度不可大于15%，在排水管道设计时，即可用这几个参数复核管道设计的合理性与否。 笔者在本文所举例的这个工程的室外排水设计就是遵循这些原则来设计的。 （三）关于室外给水管的选用 常用的给水管材有：聚丙烯PP-R管、硬聚氯乙烯PVC-U给水管、聚乙烯PE给水管、钢丝网骨架塑料复合给水管、镀锌钢管、球墨铸铁给水管等。排水管有：硬聚氯乙烯PVC-U双壁波纹管、HDPE双壁波纹管、排水铸铁管、钢筋混凝土管、玻璃钢夹砂管，等等。 随着塑料管材的日益发展，塑料管材在给排水管材中占的比重正逐渐加大。给水管材设计选用HDPE管，与金属管相比，具有管道质轻，耐腐蚀，水质好、水力条件好，水头损失小等优点；与其他塑料管相比，强度高是它突出的优点，可以满足塑料管在城市道路下直埋地敷设。但这种管材是市场上新出现产品，价格比较高，厂家只是订购生产；此外，对于室外的HDPE管，管道的连接需要全自动电熔焊机及热熔焊机，均需要施工单位购买或租借，专业的技术人员管理。这对于一般的建设和施工单位，其经济技术条件有一定难度。最后，选用砂型离心铸铁管。室外排水管方面，在管径小于DN1000的排水管中选用塑料管有很多优势，主要表现在密封性能好，抗渗漏能力强，过流能力强，减少能耗，减少提升泵站，耐腐蚀能力强，实用寿命长，施工安装方便快捷，综合经济性能优等。 建议在经济技术可行的条件下，今后室外给水管材选用HDPE塑料给水管。小区室外埋地排水管选用硬聚氯乙烯PVC-U双壁波纹管。 （四）消防与生活共用系统的设计 小区消防用水按同时一处着火设计。建筑的室外、室内用水量均由市政给水管网供给，而自喷用水和局部公共建筑的室内、室外消防用水需要在建筑物附近设贮水池和水泵加压房。设计考虑生活和消防共用给水系统，室外消火栓布置在给水管网上，最大时生活用水量比消防用水量大，计算得到环网上管径300。 （五）管线综合 在室外给排水管道的布置过程中，并不是单纯地布置给水管线、污水管线、雨水管线，应与城市直埋电力、电信、热力、燃气等管线或地下管沟等进行管线综合。平面上，防止设计管线抢位，严格按规范确定各种管线的水平位置，（上接第94页）以便为以后管线改建或扩建或维修留有足够空间；竖向上，各种管线的高程应从上而下依次确定，考虑小区排水管高程与区外市政排水管道的衔接和检修可行性。 此外，小区地势平缓，管道施工过程中可能出现一些偏差。所以，污、雨水管道的管径和坡度适当加大，确保污、雨水快捷通畅地排入区外城市主干管。 建议区外水力条件优越的小区尽可能加大区内排水管道的坡度，保证排水通畅。 三、结 语 随着我国城市经济的高速发展和城市化进程的加快，一批又一批的新建住宅小区像雨后春笋般涌现出来，小区的规模越来越大，也越来越高档，它将领携今后一段时间内人们一定的生活观念。从满足人们优良生活环境和小区再改建扩建，确保小区给排水管网的安全、环保、可持续发展角度出发，充足计算小区给排水水量