摘要：我国建筑给排水自1949年建国以来,经历了三个发展阶段:一、房屋卫生技术设备阶段即初创阶段,自1949年至1964《室内给水排水和热水供应设计规范》开始试行时为止。二、室内给排水阶段即反思阶段,自1964年至1986年《建筑给水排水设计规范》被审批通过时为止。三、建筑给排水阶段即发展阶段,自1986年至今。
关键词：建筑给排水热水供应建筑灭火技术
我国建筑给排水自1949年建国以来,经历了三个发展阶段:
一、房屋卫生技术设备阶段即初创阶段,自1949年至1964《室内给水排水和热水供应设计规范》开始试行时为止。其主要标志是我国开始设置给水排水专业,房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程。第一代通过专业培养的建筑给排水专业技术人员走上工作岗位,开始形成自己的专业队伍。
二、室内给排水阶段即反思阶段,自1964年至1986年《建筑给水排水设计规范》被审批通过时为止。其主要标志是通过工程实践,对以往机械搬用国外经验并造成失误进行了认真总结和反思,进而形成和确立有我国特色的建筑给排水技术体系。
三、建筑给排水阶段即发展阶段,自1986年至今。1986年以来,随着建筑业的发展,建筑给排水专业迅速发展,已成为给水排水中不可缺少而又独具特色的组成部分。在发展阶段,专业队伍上已具备积累了一定经验并经过专业培训的设计、施工、安装管理人员;技术上积累了以前的实践经验、借鉴了国外的新技术,专业技术有了明显的突破和发展,其中消防给水系统在建筑给排水中的发展尤为突出;组织上成立了全国建筑给排水工程标准技术委员会和中国土木学会给排水学会建筑给水排水委员会。近年来,学术活动踊跃,并加强了国际间的技术交流。
下面就建筑给排水在建筑给水、建筑排水、热水供应、建筑灭火技术等几个具体方面的发展现状阐述如下:
1关于建筑给水
1.1增压设施
在我国城市供水中,某些城市的供水能力不足,城市水厂发展速度滞后于住宅和公共建筑发展速度,加之管道的老化、承压能力下降,不少城市不但高层建筑需升压供水,一般多层建筑也不能满足上层水压的要求,使我国两次加压设备广泛使用,增压设施成为建筑给水中比重最大,发展最快的一种装置。我国常用的增压设施是水泵、气压给水设备和变频调速给水设备,后二者技术的运用已日趋成熟。
1.2储水装置
设于屋顶的调节贮水水箱是常用的储水装置,但由于其存在二次污染严重等缺点,现在水箱从材料和加工上已有很大改进,向多元化发展。新颖水箱从材质上说有镀锌、搪瓷、复合钢板、涂塑、玻璃钢和不锈钢的水箱,其和水接触的内表面不易锈蚀,对水质无污染,出减轻结构重量,解决施工不便等问题。材质改变了,水箱的成型方式和形状也随之改变,组合式水箱、装配式水箱可以提高水箱质量,有利于工厂化生产并缩短现场施工安装时间,也减少了水箱内底的死水区范围;球形水箱和槽形水箱是外形变化,用呼吸阀替代浮球阀,解决了因浮球阀关闭不严造成的漏水问题,同时也使水箱从重力供水变为压力—重力供水的新工况。钢筋混凝土贮水池也是常用的储水装置,其底部及内壁应铺设白瓷砖
1.3分质供水
在营造现代化生活的住宅环境和高质量的生活社区中,人们对饮用水水质提出了更高的要求。为了改善饮用水水质,我国最初是以小型家用净水器的方式来处理饮用水,其主要方式是用活性炭吸附过滤,但是它在使用时滤料更换不易控制。近年来,出现了“优质饮用水”这一概念。它是指能达到直接生饮水水质标准的水,其中有超纯水、纯水、蒸馏水、矿泉水和深度处理水等。优质饮用水的水源是来自城市自来水或地下矿泉水,其处理工艺有离子交换、超滤、膜滤、蒸馏、消毒杀菌等。供水方式有桶装供应和管道分支供应。桶装供应是设置集中的优质水供应站,用桶装送至居民家中或自取,这种方式目前占大多数;管道分质供应系统在上海住宅小区已有建成,工艺采用臭氧氧化、活性炭吸附、预涂膜精滤、微电解和紫外线杀菌等技术,可以去除对人体有害的有机物质,特别是致癌、致畸、致突变物,同时又保留了水中对人体有益的矿物质和微量元素。优质饮用水经净化处理后送至每户厨房,采用变频恒压供水系统,管道末端循环,以保证水质要求。
1.4节水技术
我国水资源缺乏,再加上水污染,使得水资源已成为制约我国经济发展的主要因素之一。在建筑给排水中,节水重点在于推广节水配件和建筑中水道。节水配件有液压式冲洗水箱配件、二挡冲洗大便器配件、屋顶水箱的配重逆开止回阀、水力控制的多功能阀以及给水的卫生器具配件,可具有限流、温度自动调节、高温限制等功能。改进配件还着重于节省用水量和防止漏水。建筑中水道应用已是建筑给排水的发展趋势。沐浴排水、盥洗排水等均可作为冲厕用水的水源,中水还可用于消防、洗车、清扫、绿化用水,这样即可节约用水,又可缓解水资源不足。中水水源可取自生活废水和冷却水,一般可按下列顺序取舍:冷却水→沐浴排水→盥洗排水→洗衣排水→厨房排水→厕所排水。医院污水不易用作中水水源。在建筑中水设计中,将污废水分流,废水经生化处理后回用。我国北京市目前已建成首都机场、中国国际贸易中心、清华浴池等几十项中水工程。大连、天津、青岛、太原、深圳等城市也先后建成一系列中水工程。这些城市中有些已明确要求废水回用,以节约用心,保护环境
2关于建筑排水
2.1卫生洁具
生活水平的提高对卫生洁具提出了新的要求,卫生器具更注重舒适、可靠、安静、节能。近年来,具有代表性的卫生洁具有:水力按摩浴盆,用喷嘴产生大量回旋式气泡和冲击水流,可达到康健和休闲的效果;连体式低位冲洗水箱漩涡式大便器,冲洗时噪声低,冲洗效果好,可节省冲洗水量;高标准的全自动坐式大便器可实现正常使用、冲洗污物、清洗人体和吹干等全部过程自动化;休闲卫生器具,包括桑纳浴设备、蒸汽浴设备、热能震荡按摩设备和身体机能调理运动器等。国外很多知名厂家也进入了我国生产各类新产品。
2.2排水通气技术
主要目的是提供排水中气体的散逸,达到透气的作用;防止排水系统中出现水封的负压虹吸及正压喷溅现象,确保空气的循环;保持排水迅速通畅、安静。在我国已建立了可适应不同建筑标准、不同要求的五级标准,即伸顶通气管、不伸顶通气管、专业通气立管、环行通气管和器具通气管等。在通气系统基础上开发的是通气阀和特制配件单立管排水系统。通气阀是一种减少伸顶通气,替代专用通气管系具有通气功能的阀件,采用优质塑料和橡胶制作。单路进气阀可安装在室内立管顶部或横支管上,即可补气又可防止管道内部气体进入室内;双路通气阀可安装在室外立管顶部代替通气帽,使用时以单路进气阀为主。特制配件单立管排水系统已出台了设计规程,其立管的通水能力增大1/3,减少了立管的数量。但该产品现局限于铸铁制品。
3.关于热水供应
热水供应技术是建筑给水排水技术的薄弱环节,但是近年来由于建筑标准的提高,热水供应工程的普及,热水供应技术也有极其明显的发展。
3.1热水的加热方式和设备热
水的加热方式有直接加热和间接换热。在采用热水锅炉加热设备中,主要有燃气热水锅炉、燃油热水锅炉从总体上讲一次换热的效率要高于二次换热的效率。现国内研究的全自动,高效热水锅炉,基本解决了热水锅炉设于楼上的安全问题,以适用于我国南方无热力管网的地区。在直接加热中,利用太阳能也取得了很大进展。近几年,国内还多次开展了热水供应、加热方式和设备方面的研讨。在间接加热方式上,采用的热媒主要为蒸汽和热水。其换热设备的理论得到一定的发展,对容积式水加热的设计提出了“紊流加热”的概念,即提高热媒和被加热水的流速,以提高热媒对管壁的放热系数和管壁对被加热水的放热系数,用以改善传热效果。在二次加热设备中,出现了导流型容积式热交换器、半容积式热交换器、半即热式热交换器。在设计中已意识到综合考虑设备的安全、先进性以及设备一次性投资与占地面积的因素,合理经济地选择加热设备。
3.2节能
热水供应系统节能是建筑给排水节能的重点,其节能措施主要有:提高给水温度;降低使用温度;减少热水耗量,在满足使用要求前提下减少流率;减少热损失,采用高效能保温材料;改进加热方式和热水系统;提高水加热器的传热效率;利用新热源;采用节能产品等
3.3热水的水质处理
主要是防止热水结垢,损坏设备管道,降低传热效率。当用水量大、水质差时,集中热水供应系统应在加热前进行水质软化处理,在处理技术上除运用加药处理外还有运用静电处理技术、电子处理技术和磁化处理技术,以保证热水在循环中的水质稳定。此外,热水中的军团菌问题,也引起了关注。我国在热水器或贮缶的容积以及构造上进行了改进,采取了一定的抑制细菌和军团菌滋生的条件。
4.关于建筑灭火技术
4.1消火栓给水系统
建筑灭火设计已成为建筑给水排水的重要部分。在消火栓给水系统中更注重扑救初期火灾,系统中常采用稳压泵保持系统的常高压。增设小口径自救式水枪,提供给非消防专业人员使用,以便自救。在分区中可采用减压阀、多出口水泵、稳压阀,以保证消火栓的水压和出水量。为保证灭火设置能及时投入运行,加强了工作泵和备用泵的自动切换装置。
4.2自动喷水灭火技术
近年来我国确立了以消火栓给水系统为主逐步向自动喷水灭火系统为主过渡的原则。高层、超高层以及大规模工业建筑发展,加强了自动喷水灭火技术的应用。自动喷水喷头除了设置在容易起火部位、疏散通道和人员密集场所外,还扩大设置在火灾蔓延通道,不易发现火灾、不易扑救火灾部位和需淋水降温保护等场所,使火灾扑救更及时、更迅速。这也是我国消防给水系统设置标准和发达国家逐步接轨的重大举措。在高层建筑中对玻璃幕墙,中庭回廊,自动扶梯开口部位和普通防火卷帘处,采取了喷头加密的方式来替代水幕。在高架仓库内引进了国外的大水滴喷头、ＥＳＦＲ喷头,把喷水灭火从“控火”引入以“灭火”为目的。并且在建筑高度超100ｍ的高层建筑,其消防也有了相应的措施,如设置避难层、避难区和屋顶设直升飞机停机坪等,与此相配套的也有相应的消防给水设施。
4.3气体灭火
气体消防中的卤代烷灭火剂是破坏大气臭氧层的主要原因。我国在卤代烷灭火剂替代物方面做了大量工作,并获得一定进展,以ＦＭ200型为代表的卤代烷替代物已开始应用,为最终取消卤代烷灭火剂取得一定经验。目前,气体灭火剂和灭火系统日趋多样化,有ＦＭ200、ＣＥＡ、ＩＮＥＲＧＥＮ、Ｔｒｉｏｘｉｄｅ等等,此外还有将水喷雾运用到电气灭火,将泡沫喷水运用到汽车库灭火,扩大了自动喷水灭火系统的应用范围。
最后还应当重视智能化建筑中的给排水设计重视楼宇自动化系统和运用计算机技术对给排水设备进行测量、监视及自动控制。给排水专业主要对卫生设备及灭火设备方面提出监控要求。在给水系统中提出对流量、压力(压差)、温度、液位的监视、控制、测量、记录;排水系统中,提出能对流量的测量、记录、阻塞的显示等;消防灭火系统中,提出监控方式、监测位置,并能及时反映运行状态。自动化系统起步较晚,但现已有了智能建筑设计标准。在住宅区内给水计量开始推广应用远传水表,徐州市已经开始应用,新落成的科教小区采用了这一新技术,并在几年内市区全面实行“抄表出户”。
在新世纪,建筑给排水将担负新的历史重任,面临新的挑战。建筑给排水将更突出以人为本的原则,并将重点调整到民用建筑与工业建筑并重,公共建筑与居住建筑并重,冷水供应与热水供应并重,供水的水量、水压与水质并重等方向上来,走上全面、均衡、务实、安全的发展之路。
参考文献
(1)中国期刊网、维普网、水网
(2)中国给水排水在线
(3)姜文源等主编.建筑给水排水设计手册.中国建筑工业出版社,
(4)姜文源.建筑给排水技术现状及发展趋向.给水排水