一 香港淘大花园非典爆发后对其排水系统的反思
2003年3月底,有大批淘大花园居民感染严重急性呼吸系统综合症。为找出这大规模疫潮的原因,香港特别行政区卫生署联同其它八个政府部门展开了详细调查,该调查涵盖流行病理、环境、公共卫生、建筑设计及公共设施等方面。在建筑设计方面污水系统的调查分析如下:
淘大花园每座楼宇都有八条直立式污水管,接纳所有楼层同号数单位的污水。污水管连接大便器、洗手盆、浴盆及浴室地面的地漏。上述卫生设备都设有存水弯,防止污水管内的臭气和昆虫进入厕所,存水弯内须有足够的水封高度,方可发挥其隔气作用。根据当局与淘大花园居民的面谈,涉及厕所内散发臭味的投诉十分普遍,表明卫生设备存水弯可能未有发挥其应有功能。由于大便器、洗手盆、浴盆是常用的,所以与其连接的存水弯是有水的,应能发挥隔气作用。不过,由于住户在清洁浴室地面时是以拖布抹地而不是用水冲洗,所以浴室地面的地漏存水弯很可能因水封的干枯而未能发挥隔气的作用。事实上,当局曾在E座一个单位内进行测试,发现当浴室的排气扇启动后,空气会从污水管经浴室地面的地漏倒流进入浴室。这气流可能把存于污水管内的带病毒的液滴散至浴室内,而浴室内的排气扇亦可能把这些液滴排放至分隔相邻单位的天井,最后带病毒的液滴通过窗户进入其它单位。
疫潮爆发因排水系统问题的解释:由于地漏存水弯无水封的存在,令含病毒的污水小液滴通过地漏触及居民。每当有人使用浴室时,关上的门及运行中的排气扇能造成负气压,驱使这些小液滴由地漏进入浴室。淋浴时所产生的水蒸气及浴室内的潮湿环境,也有助于液滴的形成。淘大花园的浴室面积非常狭小(约3.5m2),更提高了液滴触及物品的机会。带病毒的污水液滴可黏附在各种物品的表面上,如地毯、毛巾、浴室用品和浴室设备,感染浴室的使用者。
香港特别行政区政府在排水系统方面采取的行动:提醒居民浴室地面的地漏须有足够的存水,以确保其发挥隔气的作用;对浴室及厨房内的洗涤盆、大便器、洗手盆、浴盆和地漏进行彻底的消毒。
二 住宅排水系统的选择
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 建筑物内下列情况下宜采用生活污水与生活废水分流的排水系统:建筑物使用性质对卫生标准要求较高时;当生活污水需经化粪池处理后才能排入市政排水管道时;生活废水需回收利用时此条款在各地的执行情况也不相同。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是分流制,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、废水分流还可以减小化粪池的容积,有利于嫌氧菌腐化发酵分解有机物,提高化粪池的污水处理效果。有城市污水处理厂还要设化粪池的目的是由于城市(尤其是居住小区)的快速发展,污水处理厂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。污、废水分流制的缺点是增加了室内的排水立管及室外检查井的数量。建筑物使用性质对卫生标准要求较高时,应采用污、废水分流,既也可以根据建筑物的标准来决定排水系统。
三 专用通气立管的设置
“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,对流量超过表中的规定值,是采用增大一号立管管径还是设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,立管的布置不受管井大小的限制,一般多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“多层住宅连接坐便器的污水立管,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。在北京市有采用增大一号立管管径的方法(高档住宅楼除外)。采用那种方式更合理更安全呢?笔者经过这些年的设计实践及回访业主,推荐设专用通气立管。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,住户对此投诉的较多。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受破坏,卫生器具内发生翻气泡。专用通气立管的设置可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” 第4.6.2条“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”的条款应在工程设计优先考虑。
四 住宅管材及附件的选用
UPVC排水塑料管已在住宅建筑中得到了广泛的应用,取得了成功的经验,但也存在缺点及不足。最大的问题是噪声远大于铸铁管,管壁隔音效果较差,对日常生活有一定的影响。为解决噪声问题,在UPVC管内壁增加了凸起的螺旋型导流线,使水流条件得到改善,有效的降低了噪声,即目前市场上的UPVC螺旋管。为解决管壁隔音效果较差的问题,又开发了UPVC芯层发泡管(PSP管),不仅具有传统UPVC实壁管的优点,还具有高抗冲击、隔音、阻燃、绝缘、热稳定性好的特性。排水管道设于室内时,应优先选用螺旋管、芯层发泡管或离心铸造排水铸铁管。目前许多城市都有住宅建筑高度小于100m时,生活排水管和雨水管应采用硬聚氯乙烯管的地方规定,以政府行政作用的角度来推广排水塑料管。在实际工程中,设计人员应根据不同的情况灵活的加以掌握。高层住宅底层排水立管需要转换时,排水横干管、转换层以下的排水立管、出户管应采用离心铸造排水铸铁管,提高排水管道因堵塞后下部管路系统为受压状态时的承压能力,提高整个排水管道系统的安全度。
地漏是排水管道系统中的一个重要附件,功能就是排除地面的积水。“规范”第4.5.7条“厕所、盥洗室、卫生间及其它需经常从地面排水的房间应设置地漏” ,这里很重要的一点就是“经常”二字,对于不经常从地面排水时,就不必设置地漏。因为只有经常从地面排水,才能不断地补充地漏存水弯水封,隔绝管道内有害气体窜入室内,反之,地漏由于得不到补充水,水封就会干枯,结果反而成了一个通气出口,造成对室内环境的污染。实际上,许多高级宾馆卫生间均不设地漏。在住宅建筑中,现实情况是地漏主要设在卫生间,厨房不设置。为彻底杜绝地漏水封蒸发而使有害气体窜入室内的情况发生,笔者认为在住宅卫生间也可不设置地漏。这是由于在住宅卫生间及厨房内,地面不可能形成积水,只有少量的溅水,用抹布即可保持地面的干净。为了避免水患,应从给水安全方面考虑:卫生器具都应有溢流口;给水管道附件(管道配件阀门、卫生设备软管等)均应符合现行的行业标准要求,避免爆管、脱节而造成水患。若将洗衣机设于厨房时,洗衣机的排水可采用在其旁边的排水管道上设一个管径为DN32带存水弯的排水接口,采用上排水洗衣机。“规范”第4.5.9条 “带水封的地漏水封深度不得小于50mm”是依据排水管道系统内压力的波动值和水封蒸发等因素确定的。水封的深度越高,越有利于防止因管道内压力的波动对其的破坏。在设计上应选用符合规定的产品,既地漏要有一定的排水流量,有自清能力,水封要有稳定性。
五 住宅排水管道布置和敷设
住宅排水立管有如下的敷设方式:
排水立管设在建筑物的外墙上,南方城市广泛采用,立管上的检查口因为设置在外不能同设在室内的检查口一样清掏方便。工程中可在上人房面上通气管高出房面的部分设置一个检查口,在立管发生堵塞时发挥清通作用。此种立管设置方式可减少排水噪声的污染,尤其适用塑料管材。
排水立管设在管井内,但要考虑在立管检查口处设清通用的检修门。此种敷设方式管井要占用房间内的面积,用于建筑标准要求高的住宅。
排水立管明设在卫生间或厨房内,此种作法最为常见,排水立管应设在侧墙阴角处,以便于用户在二次装修时隐蔽立管的需求。
住宅排水横管有如下的敷设方式:
排水横管设在建筑外墙上,一般为建筑背立面,卫生间坐便器采用后出水式,地漏采用侧墙式。此种敷设方式完全将排水管隔离在室外,室内空间洁净。但对建筑专业考虑卫生间的位置及内部洁具的布置要求较高。
排水横管敷设在卫生间内侧的地面上。此种管道布置方式可结合毛坯房的要求,在排水立管上留出接卫生器具的三通口,由住户自己根据需要敷设排水槽管并决定卫生间的大小。排水横管也可隐蔽起来,但要较地面高出20cm左右。此种管道布置方式坐便器只能使用后出水,地漏采用侧排水地漏。
上面两种管道布置方式都要求使用侧墙地漏,在实际使用普通反映存在臭气易外逸和污水返溢的缺点。
采用下沉式卫生间,排水横管敷设在填渣层内。所谓下沉式卫生间就是卫生间结构板下降一定高度,一般不小于300mm,下降部分用焦碴充填。下沉式卫生间分为二种形式:一种是卫生间结构板全部下降,一种是卫生间结构板仅在卫生器具侧下降。二种形式的采用依赖卫生器具的布置。坐便器采用下排水式,地漏采用多通道直埋式地漏,管道(包括给水及热水管)均埋设在填层中,管道维修只在本层进行,不影响下户人家。
排水管走在下层的板顶。此种方式在以往的住宅中应用的最多,管道可通过在下层做吊顶进行暗装。此种方式的优点是管道维修方便,最不利的问题是管道维修影响下户。
对住宅建筑底层设架空层、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。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,若发生管道堵塞或破裂将影响整栋楼的用户,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。
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管道分开单独排出?“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,此现象在实际工程中也有发生。因此,底层卫生器具的排水管道不接到排水立管上为好,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3.0m,不得小于1.5m。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。
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