建筑內(nèi)部的排水系統(tǒng).ppt

第4章 建筑內(nèi)部的 排水系統(tǒng),4.1 排水系統(tǒng)的分類和組成,4.1.1 系統(tǒng)的分類 按污廢水的來(lái)源分為： 1）生活排水系統(tǒng) (生活污水、生活廢水) 2）工業(yè)廢水排水系統(tǒng) （生產(chǎn)污水、生產(chǎn)廢水） 3） 屋面雨水排水系統(tǒng),建筑內(nèi)部排水最終要排入室外排水系統(tǒng)，故建筑物內(nèi)部排水體制確定主要取決于室外的排水體制。 1.當(dāng)室外無(wú)出水處理廠和污水管道，即室外僅有雨水管道時(shí)，室內(nèi)宜分流； 2.當(dāng)室外有污水管道和污水處理廠，即室外分別有污水和雨水管道時(shí)，室內(nèi)宜合流。,4.1.2 排水系統(tǒng)的組成 基本要求 1迅速暢通地排放污廢水 2氣壓穩(wěn)定，保持室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生 3布置合理，造價(jià)低,4.1.2 排水系統(tǒng)的組成 （1）衛(wèi)生器具和生產(chǎn)設(shè)備受水器 （2）排水管系 （3）通氣管系 伸頂通氣管和輔助通氣管系 （4）清通設(shè)備 檢查口、清掃口、檢查井 （5）抽升設(shè)備 （6）污廢水局部處理設(shè)施 化糞池、醫(yī)院污水處理設(shè)施等,（1）衛(wèi)生器具和生產(chǎn)設(shè)備受水器 常用衛(wèi)生器具種類 便溺用衛(wèi)生器具及沖洗設(shè)備 大便器、大便槽、小便器、小便槽、倒便器 盥洗、沐浴用衛(wèi)生器具 洗臉盆、盥洗槽、浴盆、淋浴器、淋浴盆和凈身盆 洗滌用衛(wèi)生器具 洗滌盆、化驗(yàn)盆、污水盆、洗碗機(jī) 衛(wèi)生器具常規(guī)設(shè)計(jì)“三大件” 洗臉盆、浴盆、坐式大便器,附：常用大便器種類及配套沖洗設(shè)備,（2）排水管系（圖4.1.1） 組成：衛(wèi)生器具排水管、橫支管、立管、總干管、出戶管 。 管材： 1.排水塑料管UPVC：膠粘劑粘接。 2.柔性接口排水鑄鐵管： 1）T40或瞬間排水溫度80 的排水管道， 3)高度100m建筑。,（3）通氣管系 伸頂通氣管和輔助通氣管系 作用： 1）水流暢通，減小氣壓變化，防止水封破壞。 2）排出臭氣和有害氣體。 3）新鮮空氣流動(dòng)，減少?gòu)U氣銹蝕。 形式： 1）伸頂通氣 2) 專用通氣管 3）專用附件（特指配件、吸氣閥）,（4）清通設(shè)備 檢查口、清掃口、檢查井 檢查口：立管上，距地面1.0m。 底層、最高層應(yīng)設(shè)置。 低于13的地區(qū)，最高層距棚頂0.5m處。 清掃口：橫管，隔一定間距清通用。 1）鑄鐵排水橫管:大便器2個(gè) 衛(wèi)生器具3個(gè)。 2）塑料排水橫管:大便器4個(gè)。,3）水流轉(zhuǎn)角大于45度的排水橫管上。 4）生活污廢水橫管的直線管段上清掃口的最大距離： 檢查井：室內(nèi)和室外較長(zhǎng)的埋地橫干管。 （5）抽升設(shè)備 （6）污廢水局部處理設(shè)施 化糞池、醫(yī)院污水處理設(shè)施等,4.1.3 污廢水排水系統(tǒng)類型（圖4.1.2） （1）單立管排水系統(tǒng) a.無(wú)通氣管的單立管排水系統(tǒng) b.有通氣管的單立管排水系統(tǒng) c.設(shè)有特制配件的單立管排水系統(tǒng)（用于高層建筑） （2）雙立管排水系統(tǒng) （3）三立管排水系統(tǒng),單立管系統(tǒng) 雙立管系統(tǒng) 三立管系統(tǒng),4.1.4 新型排水系統(tǒng) 目前， 建筑物內(nèi)部排水系統(tǒng)大多數(shù)屬于重力非滿流排水。 特點(diǎn)： 1.管徑大 2.橫管要有坡度 3.管道容易淤積 新型排水系統(tǒng)： 1.壓力流排水系統(tǒng) 衛(wèi)生器具排水口下裝設(shè)微型污水泵 2.真空排水系統(tǒng) 地下室內(nèi)設(shè)有真空泵站,3. 住宅排水的設(shè)置 隔層排水：排水支管穿過(guò)樓板， 在下層住戶的天花板上與立管相連。 同層排水：同樓層的排水支管與 主排水支管均不穿越樓板，在 同樓層內(nèi)連接到主排水立管上。 要求采用后排水式的衛(wèi)生潔具， 在本層將污廢水排至立管， 并做好地漏的設(shè)置。,同層排水 隔層排水,4.2 排水管系中水氣流動(dòng)規(guī)律,1.建筑內(nèi)部排水流動(dòng)特點(diǎn) 2.水封的作用及其破壞原因 3.橫管內(nèi)的水流狀態(tài) 4.立管內(nèi)的水流狀態(tài) 5.排水立管的通水能力 6.影響立管壓力波動(dòng)的因素及防止措施,4.2.1 建筑內(nèi)部排水流動(dòng)特點(diǎn) 排水管道按非滿流設(shè)計(jì)，且污水中含有固體雜質(zhì)，因此，排水系統(tǒng)中的水流運(yùn)動(dòng)為水、氣、固三相流動(dòng)。其主要特點(diǎn)包括： （1）間歇排水，水量、氣壓變化幅度大； （2）流速變化劇烈； （3）事故危害大。 設(shè)計(jì)目標(biāo)：（1）技術(shù)上：使排水安全暢通； （2）經(jīng)濟(jì)上：管線短，管徑小、造價(jià)低。,4.2.2 水封的作用及其破壞原因 （器具排水管內(nèi)的氣壓波動(dòng)及其影響） 水封的作用 （1）水封高度h50-100mm； 相關(guān)因素：管內(nèi)氣壓變化、 水蒸發(fā)率、水量損失、 水中固體雜質(zhì)的含量及密度 （2）作用：利用一定高度的靜水壓力來(lái)抵抗排水管內(nèi)氣壓變化，防止管內(nèi)臭氣和有毒、有害氣體進(jìn)入室內(nèi)。,水封的破壞及其原因 因靜態(tài)和動(dòng)態(tài)原因造成存水彎內(nèi)水封高度減少，不足以抵抗管道內(nèi)允許的壓力變化值時(shí)（一般為25mmH2O），管道內(nèi)的氣體進(jìn)入室內(nèi)的現(xiàn)象叫作水封破壞。 水封內(nèi)水量損失主要原因： （1）負(fù)壓抽吸 （2）正壓噴濺 （3）自虹吸現(xiàn)象 （4）靜態(tài)原因,4.2.3 橫管內(nèi)的水流狀態(tài) 能量轉(zhuǎn)換 （P150, 公式4-1） 水流狀態(tài) a）急流段 b）水躍段 c）躍后段 d）衰減段,橫管內(nèi)的壓力變化 a）橫支管內(nèi)的壓力變化 b）橫干管內(nèi)的壓力變化,措施： 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將底層橫支管與立管底部最小距離應(yīng)符合表要求。 最低橫支管與立管連接處距立管管底垂直距離 注： 當(dāng)與排出管連接的立管地步放大一號(hào)管徑或橫干管比與之連接的立管大一號(hào)管徑時(shí)，可將表中垂直距離縮小一檔。 排水支管連接在排出管或排水橫干管上時(shí)，連接點(diǎn)距立管底部水平距離不宜小于3.0m。不得小于1.5m。,當(dāng)靠近排水立管底部的排水支管的連接不能滿足、兩條要求時(shí)，排水支管應(yīng)單獨(dú)排出室外。 排水豎支管接入橫干管豎直轉(zhuǎn)向管段時(shí)，連接點(diǎn)應(yīng)在轉(zhuǎn)向處以下，且垂直距離h2不小于0.6m。（見(jiàn)下圖）,例題. 某建筑物共15層，層高2.7m，采用普通伸頂通氣。若已知首層室內(nèi)地面標(biāo)高為0.00，排入立管的橫支管與立管的連接點(diǎn)位于該層樓板下0.6m處，立管與橫干管連接點(diǎn)的標(biāo)高為-0.67m，排水立管和排水橫干管管徑為100mm，則下面措施中，符合現(xiàn)行建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范的是（ ） A 首層排水單獨(dú)排出，其余各層排水通過(guò)立管匯入排水橫干管； B 排水橫干管管徑放大為125mm時(shí)，各層排水均通過(guò)立管匯入排水橫干管； C 首層排水直接排入排水橫干管，其連接點(diǎn)距立管底部下游的水平距離為1.0m； D 首層和二層的排水單獨(dú)排出。,4.2.4 立管內(nèi)的水流狀態(tài) 排水立管的水流特點(diǎn) （1）斷續(xù)的非均勻流 （2）水氣兩相流 （3）管內(nèi)壓力變化 立管內(nèi)的壓力變化 （圖4-31）,水流流動(dòng)狀態(tài) A. 附壁螺旋流 （充水率t / j 1/4） 特點(diǎn)： a）水流沿管壁周邊 向下作螺旋運(yùn)動(dòng)； b）水流挾氣作用不顯著， 管內(nèi)氣壓穩(wěn)定。,B. 水膜流（ 1/4 t / j 1/3） 特點(diǎn)： a）帶有一定厚度的橫向隔膜的附壁環(huán)狀水膜流； b）隔膜厚度不穩(wěn)定，易被氣流沖破， P波動(dòng)不大，不會(huì)造成水封破壞; C）水膜下降一定高度后達(dá)到終限流速。 C. 水塞流 （ t / j 1/3 ） 特點(diǎn)： a）水膜厚度增加，橫向隔膜 形成頻繁，有水塞形成； b）P波動(dòng)大，水封破壞。,分析： 在同時(shí)考慮排水系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的情況下，排水系統(tǒng)內(nèi)的最佳水流狀態(tài)應(yīng)為水膜流狀態(tài)。此時(shí)既可保證一定的排水負(fù)荷，又能維持管內(nèi)氣壓穩(wěn)定，使管內(nèi)水流暢通。,4.2.5 排水立管的通水能力 水膜流運(yùn)動(dòng)的力學(xué)分析 目的： 水膜流階段排水立管在允許壓力波動(dòng)范圍內(nèi)的最大排水能力 A）水膜流的運(yùn)動(dòng)特征 終限流速（vt）: 水膜的下降速度與厚度不再變化時(shí)的流速； 終限長(zhǎng)度（Lt）: 從排水橫支管水流入口至終限流速形成處的高度。,B）水膜流運(yùn)動(dòng)的力學(xué)分析和終限流速的大小 水膜可近似一個(gè)中空的圓柱體，下降過(guò)程中同時(shí)受到重力W和管壁摩擦力P的作用。 取一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的單元體進(jìn)行分析：,4.2.5 立管在水膜流時(shí)的通水能力 在水膜流狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到終限流速時(shí)，水膜下降速度和厚度保持不變，立管通水能力也不變，表達(dá)式為： 過(guò)水?dāng)嗝婷娣e為 整理后可得：,表1 水膜流狀態(tài)時(shí)水膜厚度,4.2.6 影響立管內(nèi)壓力波動(dòng)的因素及防止措施 立管（橫支管入口處）最大負(fù)壓,穩(wěn)定壓力和增大通水能力的常用措施 減小終限流速 A. 增加管內(nèi)壁粗糙高度； B. 設(shè)乙字彎消能措施； C. 利用濺水方法使下落水流與空氣混合，降低 流速（瑞士，蘇維脫排水系統(tǒng)）； D. 使水流沿切線方向進(jìn)入立管旋流而下，降低 流速（法國(guó)，空氣芯水膜旋流排水系統(tǒng)）。 減小水舌阻力系數(shù) A. 設(shè)置通氣立管； B. 利用空氣芯避免水舌； C. 橫支管與立管相連時(shí)采用異徑三通或順?biāo)ā?當(dāng)靠近排水立管底部的排水支管與立管連接處距立管管底的垂直距離不滿足規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)單獨(dú)排出，否則其存水彎中會(huì)出現(xiàn)冒泡現(xiàn)象，這是由于（ ）造成的。 A.橫干管起端正壓過(guò)大 B.橫干管起端負(fù)壓過(guò)大 C.橫干管起端正、負(fù)壓交替變化 D.橫支管污物堵塞,在下列措施中，不利于穩(wěn)定排水立管內(nèi)壓力、增大通水能力的措施是（ ） A.減小管道內(nèi)壁的粗糙度 B.在立管上設(shè)置乙字彎 C.采用異徑三通 D.在排水橫支管上裝設(shè)吸氣閥,4.3 排水管道的布置原則 （1）排水暢通，水力條件好； （2）使用安全可靠，不影響室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生； （3）總管線短，工程造價(jià)低； （4）占地面積??； （5）施工安裝、維護(hù)管理方便； （6）美觀,衛(wèi)生間的布置 （1） 根據(jù)衛(wèi)生間和公共廁所的平面尺寸、所選用的衛(wèi)生器具類型和尺寸布置衛(wèi)生器具； （2）衛(wèi)生器具的安裝高度要符合要求； （3）地漏的設(shè)置要合理。,圖例 公共衛(wèi)生間布置,排水管道的布置方法 （1）器具排水管 a.存水彎的作用 （2）排水橫管 a.位置 b.長(zhǎng)度 c.坡度 d.清掃口 （3）排水立管 a.位置 b.與橫管連接 c. 檢查口 （4）出戶管 a.盡可能單獨(dú)出戶 b.長(zhǎng)度 c.坡度 d.檢查井,例. 下列衛(wèi)生器具中，在排水口以下不需設(shè)置存水彎的是（ ） A 污水盆； B 洗滌盆； C 坐便器； D 小便器,二、排水管道的敷設(shè)與安裝 管道的敷設(shè)安裝要求： 1在標(biāo)準(zhǔn)較高的建筑內(nèi)所有的排水管道均暗裝。 2管道的連接方式應(yīng)滿足下列要求： 衛(wèi)生器具排水管與排水橫支管連接時(shí)，可采用90斜三通。 排水管道的橫管與橫管、橫管與立管的連接， 宜采用45三通、45四通、90斜三通、90斜四通。 排水立管與排出管端部的連接，宜采用兩個(gè) 45彎頭或彎曲半徑不小于4倍管徑的90彎頭。 排水管應(yīng)避免軸線偏置，當(dāng)受條件限制時(shí)，宜采用乙字彎管或兩個(gè)45彎頭連接。 排水管與室外排水管道連接，排出管管頂標(biāo)高不得低于室外排水管管頂標(biāo)高。其連接處的水流轉(zhuǎn)角不得小于90，當(dāng)有大于0.3m的跌落差時(shí)，可不受角度限制。,3排水管必須采取可靠的固定措施，立管必須在每層設(shè)置支撐支架，橫管一般用吊箍吊設(shè)在樓板下。 4為防止埋設(shè)在地下地排水管道受機(jī)械損壞，排水管道的最小埋設(shè)深度，可參照下表確定。,4.4 通氣管系的布置與敷設(shè) 通氣管系的作用 （1）大氣相通，使管道中有毒有害氣體排入大氣； （2）保持氣壓平衡，水封受到破壞； （3）新鮮空氣流通，可避免管道因廢氣銹蝕。,設(shè)有通氣管系的鑄鐵排水立管最大排水能力,不通氣的生活排水立管最大排水能力,通氣管系的種類及設(shè)置原則 （1）種類 A 伸頂通氣管 B 輔助通氣管系 專用通氣立管 主、副通氣立管和環(huán)形通氣管 結(jié)合通氣管 匯合通氣管,(a)僅有伸頂通氣管的系統(tǒng) (b)有專用通氣管的系統(tǒng),(c)有環(huán)形通氣管的系統(tǒng),(d)設(shè)有副通氣管的系統(tǒng) (e)設(shè)有器具通氣管的系統(tǒng),1）伸頂通氣 a）高出屋面0.3m，且大于積雪厚。 管徑：北方 比立管大一號(hào) 南方 比立管小一號(hào) b）上人屋面不小于 2.0m c）出口4m內(nèi)有門窗時(shí)，高于門窗上邊緣0.6m d）不能設(shè)在挑出部位下（陽(yáng)臺(tái)、遮陽(yáng)板、 遮雨板）,2）專用通氣管 (管徑比最底層立管管徑小一級(jí)) 當(dāng)立管設(shè)計(jì)流量大于臨界流量時(shí)設(shè)置，且每隔二層與立管相同 。 3）結(jié)合通氣管 (不小于所連接的較小一根立管管徑) 10層以上的建筑每隔68層設(shè)結(jié)合通氣管，連接排水立管及通氣管。,4）環(huán)形通氣管 橫支管連接6個(gè)以上的便器，橫支管連接4個(gè)以上的衛(wèi)生器具且管道長(zhǎng)度大于12m時(shí)設(shè)置。 5）匯合通氣管 通氣立管不能伸出屋面時(shí)。 6）衛(wèi)生器具通氣管 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及控制噪音要求高的排水系統(tǒng)。,（2）設(shè)置原則 一般2層或2層以上的生活污水管道，有污水立管，必須設(shè)置伸頂通氣管；只有1層的建筑可以不設(shè)伸頂管；底層單獨(dú)出戶管不設(shè)伸頂管； 當(dāng)立管所承納的排水負(fù)荷較大，立管所承擔(dān)的排水負(fù)荷超過(guò)臨界流量時(shí)，需設(shè)置專用通氣立管，以增加立管的通氣能力；,當(dāng)橫管所承納的排水負(fù)荷較大時(shí)，需設(shè)置主、副通氣立管和環(huán)形通氣管，以增加橫管的通氣能力； a) 排水橫管上有4個(gè)以上衛(wèi)生器具，且管長(zhǎng)大于12米 b) 排水橫管上有6個(gè)以上便器 c) 排水橫管的充滿度大于0.5 結(jié)合通氣管用于聯(lián)結(jié)排水立管和通氣立管。,輔助通氣管的安裝 a）通氣立管上下端的位置 b）環(huán)形、安全通氣管的末端高度 c）結(jié)合通氣管的數(shù)量及安裝方法 通氣管的管徑確定 a）通氣立管的管徑與排水立管的管徑相同或小 一級(jí) b）結(jié)合通氣管管徑與通氣立管管徑相同 c）匯合通氣管斷面面積 總管斷面積,4.5 污廢水提升和局部處理,4.5.1污廢水的提升（自學(xué)） 設(shè)置條件 排水泵房的設(shè)置地點(diǎn) 排水泵的種類和選型 集水池的設(shè)置方法,某大廈地下室設(shè)有一個(gè)污水集水池，該集水池內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)污水泵，一用一備。 污水泵的參數(shù)：流量 ， 揚(yáng)程 ， 功率 ； 試求該污水集水池的最小有效容積。,某大廈地下室設(shè)有一個(gè)污水集水池，該集水池內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)污水泵，一用一備。 污水泵的參數(shù)：流量 ， 揚(yáng)程 ， 功率 ； 試求該污水集水池的最小有效容積。,按規(guī)范要求污水集水池有效容積最大一臺(tái)污水泵 5min的出水量。 污水集水池的最小有效容積 V=（5/60）32=2.67 立方,4.5.2 污廢水局部處理 1、化糞池和生活污水局部處理 （1 ）化糞池的工作原理 A 沉淀 沉淀時(shí)間 24小時(shí) 污染物（SS)去除率 50-60% B 污泥厭氧消化 停留時(shí)間 3個(gè)月-1年 有機(jī)物（BOD5）去除率 20%左右 C 污泥脫水熟化,（2 ）化糞池的規(guī)格 材料及設(shè)置方法：埋地鋼筋混凝土水池 外觀：多為矩形，內(nèi)部分格. 規(guī)格：按容積由小到大分為1-13# （3）化糞池的設(shè)計(jì) A . 化糞池的容積,Vs,Vn,Vb,a）污水容積Vs N：化糞池實(shí)際使用人數(shù)； q：每人每日排水量（取生活用水定額）； t：污水停留時(shí)間，取12-24小時(shí)。 b）污泥容積Vn a：每人每日污泥量（0.4-0.7L/人，天）； T：化糞池清掏周期（3個(gè)月-1年）； （1-b）/（1-c）：濃縮體積縮減系數(shù)； K：發(fā)酵體積縮減系數(shù)（0.8）； m ：清掏后殘留污泥容積系數(shù)（1.2）。,例.計(jì)算某單獨(dú)建筑物的化糞池，糞便污水單獨(dú)排出， 建筑物內(nèi)的用水人數(shù)為800人， 每人每天的生活污水量取30L/（人d）， 污水在化糞池中的停留時(shí)間，取12h， 化糞池使用人數(shù)百分?jǐn)?shù) 取40%， 每人每天的污泥量按0.5 L/（人d）。 若污泥清掏周期定為180d， 試求化糞池的有效容積？,例.計(jì)算某單獨(dú)建筑物的化糞池，糞便污水單獨(dú)排出，建筑物內(nèi)的用水人數(shù)為800人，每人每天的生活污水量取30L/（人d），污水在化糞池中的停留時(shí)間，取12h，化糞池使用人數(shù)百分?jǐn)?shù) 取40%，每人每天的污泥量按0.5 L/（人d）。若污泥清掏周期定為180d，試求化糞池的有效容積？,V有效 = Vs+Vn B . 化糞池的自行設(shè)計(jì) （1）容積25 m3時(shí)，宜設(shè)置2個(gè)以上化糞池； （2）每日污水量10 m3時(shí)，采用雙格化糞池， 其中第一格的容積占總?cè)莘e的75%； （3）每日污水量10 m3時(shí)，采用三格化糞池， 其中第一格的容積占總?cè)莘e的60%，第二、 三格的容積占總?cè)莘e