時間:2023-03-22 17:48:23
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房屋屋面防水是一個系統(tǒng)工程。多年來,屋面滲漏是房屋建筑中最突出的質(zhì)量問題之一,也是多年來一直未能很好解決的難題。屋面滲漏到室內(nèi),不僅會嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量和居住水平,也會直接影響到建筑物的正常使用和耐久性。文章將從屋面防水設(shè)計、材料到選擇施工等方面進行探討研究。
1屋面防水設(shè)計的重要性
影響建筑屋面防水的質(zhì)量因素有設(shè)計的合理性、防水材料的選擇、施工工藝及施工質(zhì)量、管理和維修與保養(yǎng)等。為防止雨水、地下水、工業(yè)與民用給排水、腐蝕性液體以及空氣中的濕氣、蒸汽等,對建筑物部位、內(nèi)部設(shè)施的滲透侵入,防水設(shè)計要考慮的方面幾乎是全方位,整體性的,包括:屋面、外墻面、外窗套、露臺(南方臺風(fēng)、多雨、潮濕地區(qū)和墻體改革引發(fā)的滲漏尤為突出);廁浴間、廚房間的墻面與樓地面;地下室(包括地下連續(xù)墻、變形縫、樁頭等),一旦出現(xiàn)因設(shè)計錯誤或設(shè)計不善造成的屋面滲漏等質(zhì)量問題往往損失嚴(yán)重,這也就要求抓好設(shè)計這一工程建設(shè)的龍頭。且設(shè)計的合理性不僅是影響建筑屋面防水質(zhì)量的首要因素,而且影響建筑屋面防水施工的進度和投資控制。總而言之,房屋屋面防水設(shè)計對提高建筑物的質(zhì)量,多快好省的建造房屋極為重要,做好建筑屋面防水設(shè)計對解決屋面漏水的質(zhì)量問題意義重大。
2目前屋面防水設(shè)計存在的不足
多年來屋面防水設(shè)計沒有一套統(tǒng)一的實用標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計人員對具體工程無指導(dǎo)性規(guī)程遵守,建筑設(shè)計圖簡單、不完整,沒有構(gòu)造大樣圖和細部構(gòu)造詳圖,導(dǎo)致在施工過程中,屋面防水等級和設(shè)防要求的設(shè)計不能滿足工程實際的需要;由于建設(shè)規(guī)模和需求量的增加,防水材料和品種的大力發(fā)展,功能和性能各不相同,而一些設(shè)計人員對新材料和新工藝技術(shù)缺乏了解,對材料的性能、適用范圍、使用環(huán)境及相應(yīng)工法知之過少,在設(shè)計采用時不能正確合理的綜合選擇用材;許多設(shè)計人員在習(xí)慣上也存在誤區(qū),認為屋面防水只是建筑專業(yè)的事情,在施工過程中則易出現(xiàn)缺乏防水體系構(gòu)造層次的不到位,屋面排水系統(tǒng)的設(shè)計不完整,排水路線不清晰,無分水線,匯水面積不清楚,水落口的位置、標(biāo)高不準(zhǔn)確,水落管數(shù)量不足。
3房屋屋面防水設(shè)計
3.1房屋屋面適合的防水等級和設(shè)防要求
3.1.1確定防水等級
我們在進行屋面防水設(shè)計時,為了設(shè)計合理、經(jīng)濟,應(yīng)按建筑物的性質(zhì)、重要程度、建筑結(jié)構(gòu)特點、使用功能要求和防水耐用年限劃分防水等級,按照不同等級,進行不同的設(shè)防,并確定設(shè)防構(gòu)造層次和防水材料選用的限制。GB50207—94屋面工程技術(shù)規(guī)范的基本規(guī)定中將屋面防水劃分為4個等級(詳見表1),在房屋屋面防水設(shè)計時必須遵守這些規(guī)定。
3.1.2房屋屋面的設(shè)防要求
屋面防水工程要求做到絕對可靠,這要求設(shè)防可靠性好,保證率高。要達到這一目標(biāo),防水設(shè)計時必須遵循多道設(shè)防,復(fù)合防水的原則。表1中對設(shè)防要求分別作了詳細規(guī)定,屬于I級防水的工程應(yīng)設(shè)三道或三道以上的防水層;屬于Ⅱ級防水的工程應(yīng)設(shè)兩道的防水層;屬于Ⅲ級和IV級防水的工程應(yīng)設(shè)一道的防水層。
在房屋屋面設(shè)計中采取多道防水層,目的是為了在第一道防水層失去作用時,第二道和第三道設(shè)防能起到防水的作用,共同阻止了屋面的滲漏。其中,多道防水的防水層面,可采用同品種、同規(guī)格的材料,也可采用不同性能和規(guī)格的材料,但在性能上都應(yīng)選用能獨立承擔(dān)防水能力的材料;且在材料搭配上,應(yīng)將高性能,耐老化、耐穿刺性好的材料放在上部,對基層變形適應(yīng)性好的材料放在下部,充分發(fā)揮各種材料性能的特點。
3.2防水材料選用及環(huán)境和氣候因素
①防水材料選擇是保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ),正確選擇、合理使用防水材料是設(shè)計工程質(zhì)量優(yōu)劣的重要體現(xiàn),是設(shè)計施工的前提。
建筑防水材料可分為柔性和剛性兩大類。柔性防水材料拉伸強度高、延伸率大、重量小、施工方便,但操作技術(shù)要求較嚴(yán),耐穿刺性和耐老化性能不如剛性材料。同是柔性材料,卷材為工廠化生產(chǎn),厚薄均勻,質(zhì)量比較穩(wěn)定,施工工藝簡單,工效高,但搭接縫多,接縫處易脫開,對復(fù)雜表而及不平整基層施工難度大。而防水涂料其性能和特點與泌好相反。同是卷材,合成高分子卷材、高聚物改性瀝青卷材和瀝青眷材也有不同的優(yōu)缺點。由此可見,在選擇防水材料時,必須注意其性能和特點。
②房屋屋面防水設(shè)計所選的材料不僅要屬于可靠上乘、耐久性好、厚度符合《規(guī)范》要求的中高檔防水材料,而且在施工過程中也要注重環(huán)境和氣候條件,如施工期的雨、雪、霜、霧,以及高溫、低溫、大風(fēng)等天氣情況,對防水層的質(zhì)量都會造成不同程度的影響。為了確保施工的順利進行和屋面工程的施工質(zhì)量,規(guī)范規(guī)定屋面的保溫層和防水層嚴(yán)禁在雨天、雪天或五級風(fēng)及其以上時施工。施工的環(huán)境氣溫宜符合表2的要求。
表2屋面保溫層和防水層施工環(huán)境氣溫
項目施工環(huán)境氣溫
粘結(jié)保溫層熱瀝青不低于—100℃;水泥砂漿不低于50℃
瀝青防水卷材不低于50℃
高聚物改性瀝青防水卷材冷粘法不低于50C;熱熔法不低于—100℃
合成高分子防水卷材冷粘法不低于50℃;熱風(fēng)焊接法不低于—100℃
高聚物改性瀝青防水涂料溶劑型不低于—50℃;水溶型不低于50℃
合成高分子防水涂料溶劑型不低于—50℃;水溶型不低于50℃
剛性防水層不低于50℃
③合理的屋面排水設(shè)計。屋面的排水坡度的大小與防水材料類型、年降雨量大小和其他使用要求有關(guān),那么排水設(shè)計須考慮到屋面排水坡度、水溝截面、匯水面積和落水管數(shù)量和管徑。一般而言,當(dāng)平屋面采用結(jié)構(gòu)找坡時,坡度宜為3%;當(dāng)平屋面采用材料找坡時,坡度宜為2%。卷材屋面的坡度不宜超過25%,以防止卷材下滑;天溝、檐溝的縱向坡度不應(yīng)小于1%,溝底落差不得超過200i/l/n,水落口周圍直徑500lllln范圍內(nèi)坡度不應(yīng)小于5%,水落管徑不應(yīng)小于75lllln,一根水落管的屋面最大匯水面積宜小于200rnz。此外,年降雨量大小、屋面是否上人和是否蓄水等也是影響坡度大小的因素。
④房屋屋面防水節(jié)點構(gòu)造設(shè)計。屋面防水工程的節(jié)點細部構(gòu)造是防水工程的重要部份,在施工的過程中,種種變形都集中于節(jié)點,所以在進行屋面防水節(jié)點設(shè)計時,要全面考慮結(jié)構(gòu)變形,溫差變形,干縮變形、振動諸因素,節(jié)點設(shè)防上應(yīng)增設(shè)附加層,以適應(yīng)基層的變形。在構(gòu)造防水層的鋪設(shè)上以空鋪法為宜,在選材上可用高彈性、高延伸材料做相應(yīng)處理。如變形縫、分格縫、平面與立面交角處等,設(shè)防上要增加附加增強層,構(gòu)造上要采取空鋪法,選材料要采用高彈性、高延伸材料,如落水口、地漏、穿過防水層管道部位及其周圍要采取密封材料嵌縫、涂料密封和增加附加層等方法處理。采用柔性密封、防排結(jié)合,材料防水與結(jié)構(gòu)防水相結(jié)合的做法。防水工程首先要將水迅速排走,不使水滯留或積水,然后采取柔性材料嚴(yán)密封閉。屋面防水節(jié)點應(yīng)以卷材、涂料、密封、剛性防水材料等互補的多道設(shè)防進行技術(shù)設(shè)計,同時為了考慮到屋面的防水耐用年限,節(jié)點上使用的材料其性能指標(biāo)均應(yīng)高于其他部位,特別是耐老化性能要好。此外,由于每棟建筑不一定全部相同,尚需進行個別設(shè)計,這時節(jié)點的設(shè)計應(yīng)有靈活性,即參考設(shè)計原則與標(biāo)準(zhǔn)大樣并結(jié)合具體情況而設(shè)計,不宜統(tǒng)一套用標(biāo)準(zhǔn)圖。
4結(jié)語
在目前的情況下,房屋屋面防水設(shè)計存在著很大不足,房屋屋面防水設(shè)計上仍有很多細節(jié)問題未能得到規(guī)范化,且在整個工程的過程中,很多涉及到屋面防水設(shè)防要求、防水材料、排水設(shè)計和節(jié)點設(shè)計等細節(jié)問題,都不能即使在設(shè)計過程中解決,待留到施工期間,則又嚴(yán)重影響了整個工程的施工質(zhì)量和時間。加強和加快屋面防水設(shè)計的規(guī)范,是目前建筑行業(yè)應(yīng)迫切解決的問題之一,然而我國南、北方氣候情況差別很大,在運用防水設(shè)計規(guī)范時,應(yīng)對照本地區(qū)防水設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合實際,使設(shè)計工作具有可操作性。設(shè)計人員應(yīng)加強理論學(xué)習(xí),積累工程實踐經(jīng)驗,不斷提高房屋屋面防水設(shè)計的質(zhì)量,使屋面滲漏的質(zhì)量問題在設(shè)計階段得到有效的控制。
參考文獻:
[1]GB50345—2004,屋面工程技術(shù)規(guī)范[S].
1排水系統(tǒng)
1)對于高層住宅的排水管道設(shè)計一般采用排水立管與專用通氣管相結(jié)合或者單立管排水系統(tǒng)。2)很多開發(fā)商、業(yè)主為了使建筑物外立面整潔美觀而要求空調(diào)冷凝水采取有組織排放。空調(diào)冷凝水管一般靠近空調(diào)室外機設(shè)置,管底端距散水150mm即可。
2排水橫管布置分為同層排水和隔層排水兩種形式
1)隔層排水是指本層的排水支管穿越樓板,在下一層連接至排水立管的排水方式。這種形式的衛(wèi)生潔具及管道安裝施工方便,但是由于排水支管穿越樓板使得私有住宅的產(chǎn)權(quán)完整性缺乏界定,也在管道穿樓板處留下滲漏隱患,另外一旦管道發(fā)生堵塞,檢修管道得進入樓下住戶也造成了諸多不便。2)同層排水指本層的排水支管不穿越樓板,排水支管及排水橫管在本層戶內(nèi)與排水立管連接的排水方式。其優(yōu)點在于樓面上不做預(yù)留洞,施工方便;房屋產(chǎn)權(quán)明晰;同層排水的管道布置在樓板上,被回填墊層覆蓋后有較好的隔音效果,從而降低了排水噪聲;管道檢修可在本層內(nèi)進行,不干擾下層住戶。但是也存在一些不足之處,比如同層排水要求樓板下沉,下沉樓板需要現(xiàn)澆混凝土并做好防水層;需要用到一些特殊的地漏以及排水彎配件,不同程度的增加了工程造價和施工難度。
3特殊單立管排水方式
一般的排水系統(tǒng)是由排水主立管與專用通氣管組成的雙管制或三管制的排水系統(tǒng)。下面列舉出幾種特殊單立管排水方式。1)蘇維脫單立管排水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是指排水橫支管與排水立管采用蘇維脫特制配件相連接的單立管排水系統(tǒng)。它包括兩個基本配件:混合器和跑氣器。混合器裝設(shè)在立管與每層樓橫支管連接處,其作用是限制立管內(nèi)的水流及氣流的速度,并使從支管流來的污水有效地同立管中的空氣混合。跑氣器也叫做汽水分離器,裝設(shè)在立管底部、立管與橫干管連接處、立管底部和偏置連接的立管起點、上下層間立管偏置連接處。其作用是在排水水流沿立管呈旋流先流經(jīng)異徑彎頭的較小口徑部分后再流經(jīng)異徑彎頭的斷面逐漸擴大的部分,利用這種擴容方式保留相當(dāng)大的空氣通道,使異徑彎頭以下的橫管不會形成滿流。2)旋流式單立管排水系統(tǒng)。旋流式單立管排水系統(tǒng)是由各個樓層排水橫支管與排水立管連接起來的旋流排水配件和裝設(shè)于立管底部的特殊排水彎頭組成。其特點是立管中的管心氣流與各層樓橫支管中的氣流連通,并且通過伸出屋頂?shù)耐夤芘c外界空氣相通,還將通過立管、支管及干管中的氣流連成一體貫通大氣,保證系統(tǒng)中壓力的穩(wěn)定,使得系統(tǒng)中壓力波動很小,防止了水封的破壞,提高了立管的排水能力。3)螺旋管單立管排水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由螺旋管和偏心進水三通組成,污水從橫支管進入豎管或從上層向下流動時,是沿螺旋線旋轉(zhuǎn)下落,管內(nèi)壁形成較為穩(wěn)定而密實的水膜旋流,在管中心形成一個通暢的空氣柱,因而減小了水流碰撞,穩(wěn)定氣壓波動,降低噪聲,備受用戶歡迎。
4地漏及水封裝置
客觀真實是對方案進行比較首先要考慮的因素我們應(yīng)該認真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Ω鞣桨傅膬?yōu)劣進行綜合的分析考證。在制定最終的方案時,我們必須要避免因人為的情感因素等帶來的影響。而且我們應(yīng)該客觀的分析方案,不能存在看中或輕視某一方案的情況。工作中常會發(fā)現(xiàn)某些工作人員基于自身的喜好因素,而著重的優(yōu)化某一方案,貶低其他的,這樣會使得我們的方案不能得以最有效的優(yōu)化,因此我們一定要杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生我們不能盲目的對比各個方案,而是應(yīng)該確保他們處于同一層面上,例如需保證他們的規(guī)劃目標(biāo)是一樣的。只有是在相同的前提條件下,我們才能對不合理的方案進行舍棄,采納優(yōu)秀方案我們在對方案進行比較之前,應(yīng)該詳細列會影響比較的各類原因,還應(yīng)明確需要比較的項目,并按一定的對此次序來依次對比。對工程量及投資進行比較時應(yīng)將其視為影響對此的所有因素之中我們在對方案進行比較的時候應(yīng)著重以關(guān)鍵因素來對比,這就需要我們首先要明確何為主要,何為次要。因為一旦當(dāng)比較中出現(xiàn)兩種方案不相上下的局面,這時我們就可以對其進行重要因素的分析比較,同時我們應(yīng)將所有的對比結(jié)果以對比報告的形式呈現(xiàn)出來。
各類影響方案的對比因素
方案設(shè)計第一,方案應(yīng)最大可能的滿足工程運行,工程實施后應(yīng)能滿足工程的任務(wù)和規(guī)模,實現(xiàn)工程運用目標(biāo);第二,是設(shè)計應(yīng)滿足安全運行的要求,在技術(shù)上能成立,并有一定的安全余幅。我們對設(shè)計還有一項要求就是他應(yīng)該能靈活應(yīng)用,而不應(yīng)該是照本宣科。一個完美的設(shè)計應(yīng)該考慮到一點那就是,不一樣的設(shè)計條件決定了我們應(yīng)該對建筑物樣式布置以及對工程的處理等都應(yīng)有所差異。由于每個地區(qū)受地形等條件的限制,建筑物的樣式及其布局都不盡相同壩址比選中,各參選方案的壩型。樞紐布置等會由于場址不同而可能不一樣,而不僅僅是工程量和投資等的差別。長距離輸水渠道中,渠道的型式。斷面尺寸等隨著渠段所處位置和地形地質(zhì)條件的變化而變化。再有一點就是即使是同類型的建筑,由于所處的地區(qū)不一樣,各地區(qū)的經(jīng)濟社會科技等的發(fā)展水平也不盡相同,這就要求我們在設(shè)計的時候重點的分析適合各地區(qū)的因素。
我們不能盲目的進行設(shè)計,而是應(yīng)該對其做足充分的準(zhǔn)備工作積極地分析,有效地論證其施行的可行性等。第一點要論證的就是對建筑的設(shè)置問題,以及工程措施,明確我們的施工目的第二點是我們應(yīng)該嚴(yán)格的依據(jù)相應(yīng)的法律法規(guī)及相關(guān)的技術(shù)布置建筑測量尺寸除此之外,設(shè)計還應(yīng)滿足我們實用性的要求,采取的工程處理措施等應(yīng)具備實用性和耐久性避免使用尚未得到合理利用的技術(shù)或者是難度較大的技術(shù),此舉的目的主要是為了降低工程的風(fēng)險性除此,設(shè)計應(yīng)滿足環(huán)保的要求和考慮對社會的影響,盡最大可能的使工程能夠降低對社會及環(huán)境的不利影響方案的設(shè)計不應(yīng)獨立存在,而應(yīng)積極協(xié)調(diào)其他的個專業(yè).
1工程投資
如果說設(shè)計描繪了工程,那么實際的投資則具體的體現(xiàn)了工程水工設(shè)計是控制基本建設(shè)規(guī)模約束工程造價提高投資效益的重中之重。當(dāng)我們分析水利工程的經(jīng)濟是否合理時,應(yīng)積極參考最小的風(fēng)險以及最大的利益這兩個因素。工程投資決策階段要對工程建設(shè)的必要性和可行性進行技術(shù)經(jīng)濟評價論證,對不同的開發(fā)方案如海堤走向工程規(guī)模平面布置等進行分析比較,從中選擇出最優(yōu)開發(fā)方案。海上工程要充分考慮海上作業(yè)風(fēng)大浪急等惡劣的自然條件,以及臺風(fēng)大潮帶來的風(fēng)險等多變因素,科學(xué)地編制投資估算。這是工程造價全過程的管理龍頭,應(yīng)適當(dāng)留有余地,不留缺口我們只有仔細地估算好各類投資費用,詳細的分解結(jié)構(gòu)層次,準(zhǔn)確的計算好工作量,才能保證我們的精確度得以最優(yōu)。投資估算是控制初設(shè)概算的依據(jù),初設(shè)總概算超過可研報告審批投資的百分之十時,可研報告需重新報批。通過上述,我們發(fā)現(xiàn),只有嚴(yán)格仔細地做好投資估算工作,才能給項目的有效合理運行鋪墊一個堅實的基礎(chǔ)工程施工問題是我們再設(shè)計方案時不得不考慮的一個問題,當(dāng)我們設(shè)計完成方案是,應(yīng)該盡快的審核。此項審核不僅包括對投資費用等的審核,力求使成本降到最低。同時還要對其可行性進行嚴(yán)格的考核,主要是為了避免施工中可能會產(chǎn)生的安全問題等。在做好對本深設(shè)計的充分考核的同時,我們還應(yīng)該積極的吸取同行業(yè)同類型的工程的經(jīng)驗教訓(xùn),聽取合理的意見,從而使得我們的方案能夠更加的有效,完美。
2環(huán)境影響
2潛水電泵排水系統(tǒng)設(shè)計方案
2.1潛水電泵排水方案
礦井潛水電泵排水系統(tǒng)主要包括以下幾部分:排水水泵為潛水泵;排水管路由井下直達地面,獨立于礦井井下現(xiàn)有的排水管路系統(tǒng);供電電源由地面直供,獨立于礦井井下供電系統(tǒng)。結(jié)合貴石溝井趙家分區(qū)井上下實際建設(shè)條件,提出了以下四個方案:
1)方案一:利用現(xiàn)輔助提升立井,調(diào)整輔助提升立井井筒裝備布置。考慮到輔助提升立井井筒永久提升裝備尚未安裝,通過對井筒裝備布置進行調(diào)整,取消交通罐,可滿足潛水電泵排水管路及電纜的鋪設(shè),并可預(yù)留出兩趟注漿堵水用灌漿管位置。井下布置潛水電泵排水泵房管子道,分別與強排泵房和輔助提升立井井筒連接。
2)方案二:布置一個潛水電泵排水管鉆孔,潛水電泵排水系統(tǒng)電纜沿輔助提升立井井壁鋪設(shè)。結(jié)合井上下條件,在現(xiàn)有的工業(yè)場地內(nèi)西北部空地上布置一個潛水電泵排水管道鉆孔,鉆孔直徑為650mm,潛水電泵排水系統(tǒng)電纜則沿現(xiàn)輔助提升立井井壁鋪設(shè)。井下布置潛水電泵排水管線通道,分別與潛水電泵排水泵房和井底車場調(diào)車線相連。
3)方案三:新建管道立井。結(jié)合井上下布置情況,在副井工業(yè)場地西南,擴建現(xiàn)有的工業(yè)場地,新建管道立井,井筒凈直徑為3.5m,井筒落底標(biāo)高與現(xiàn)輔助提升立井井底車場巷道一致,井筒深825m,布置單側(cè)馬頭門,通過管道石門巷道與井底車場連接。井筒內(nèi)安裝兩趟潛水電泵排水管及潛水電泵排水專用電纜,并預(yù)留兩趟注漿堵水用灌漿管。
4)方案四:新建排矸立井。充分考慮礦井永久排矸的要求,結(jié)合井上下布置情況,在副井工業(yè)場地西南,擴建現(xiàn)有的工業(yè)場地,新建一個排矸立井,井筒凈直徑為7.0m,井筒馬頭門標(biāo)高與現(xiàn)輔助提升立井井底車場巷道一致,井筒深855m,布置排矸井底車場,通過排矸井底車場進出車線巷道與現(xiàn)有井底車場連接。潛水電泵排水系統(tǒng)管線沿新建排矸立井井壁鋪設(shè)。綜合比較上述四個方案,考慮到方案三和方案四需新建立井,投資較大,工期較長,另外,方案三和方案四還需對工業(yè)場地進行擴建,工程量較大,因此設(shè)計暫時不推薦方案三與方案四,只對方案一和方案二進行比選。
2.2方案比選
2.2.1方案一優(yōu)缺點
1)優(yōu)點為:①輔助提升立井井筒永久裝備尚未訂貨、安裝,井筒裝備布置還有改裝的可能,利用現(xiàn)有井筒,僅在井底布置強排水硐室、巷道,工程量小、投資少,強排水系統(tǒng)施工工期短;②利用現(xiàn)有井筒敷設(shè)強排水管、電纜,工程量小、工期短;③利用現(xiàn)有井筒,不需要擴建現(xiàn)有工業(yè)場地,不需購地等問題。
2)缺點為:①調(diào)整了井筒裝備布置,取消交通罐,交通罐作為長材料下井及檢修用罐籠,交通罐取消后,會對長材料的下井和井筒裝備檢修有所影響,在考慮井筒永久裝備時,原一寬一窄罐籠需統(tǒng)一考慮,解決長材料的下井問題;②新補強排水泵房管子道,需在井筒井壁新開口,對井筒井壁支護有一定的影響。
3)需施工井下巷道及硐室共計240m,投資609萬元,工期為5.5月。
2.2.2方案二優(yōu)缺點
1)優(yōu)點為:①可利用現(xiàn)有工業(yè)場地,不需要新增購地;②強排水管線通道與井底車場巷道相對獨立,管線的布置不會影響井底車場巷道管線布置。
2)缺點為:①鉆孔深度約791m,施工技術(shù)要求高,施工困難;②鉆孔施工工期約4個月;③布置一個鉆孔,僅解決強排水系統(tǒng),趙家分區(qū)全部帶壓開采,井下采掘過程中如需注漿堵水措施,還需另行考慮注漿堵水管路系統(tǒng)。
3)需打鉆孔791m,施工井下巷道及硐室216m,共需投資813萬元,工期為8月。綜合上述優(yōu)缺點,方案一雖然在投資和工期方面有優(yōu)勢,但出于安全考慮,最終確定采用方案二,即由地面布置一個潛水電泵排水管鉆孔,潛水電泵排水系統(tǒng)電纜沿現(xiàn)輔助提升立井井壁鋪設(shè)。
3潛水泵布置方式
3.1潛水泵布置方案
潛水泵的布置方式有兩種:臥式與立式。不同的布置方式對泵房的要求也不同,具體布置方案如下:
1)采用臥式布置,該布置方式井巷工程量總長度為950.7m,均為巖巷,掘進體積為2963.9m3。
2)采用立式布置,該布置方式井巷工程量總長度為923.9m,均為巖巷,掘進體積為3203m3。
3.2技術(shù)經(jīng)濟比選
3.2.1技術(shù)比選
1)臥式布置方式主要優(yōu)點有:①強排水泵房硐室跨度較小,施工容易,可利用空間地段蓄水、排水;②蓄水空間不用穿很深底板,避免底板出水;③水泵的搬運、安裝、檢修方便,對起重設(shè)備要求不高;④可利用通道機泵房內(nèi)敷設(shè)軌道清理蓄水空間內(nèi)淤泥,清理方便。缺點有:①排水管路較長,壓力損失較多,排水效率較低;②水泵臥式布置,煤泥淤積對水泵使用壽命有一定的影響,使用壽命較立式布置短。
2)立式布置方式主要優(yōu)點有:①管路最短壓力損失小,排水效率高;②水泵可潛入吸水井井底,不間斷地把水位降到最低,抗災(zāi)能力強;③潛水電泵懸吊在吸水井內(nèi),受力方式合理,運行壽命長。缺點有:①強排水泵房硐室跨度大,吸水井較深,泵房及吸水井施工困難,一次性投資大;②吸水井需穿過很深的底板,底板出水的可能性增大;③對起重設(shè)備要求較高;④水泵安裝、檢修難度大。
3.2.2經(jīng)濟比選
臥式布置與立式布置其巷道硐室工程量、投資及工期具體情況,潛水泵采取臥式布置在投資和工期方面都具有優(yōu)勢。潛水電泵臥室布置與立式布置工程量及經(jīng)濟比較比較內(nèi)容臥式立式巷道及硐室工程量/m156.1129.0掘進體積/m32700.12939.1投資/萬元490524建設(shè)工期/月56綜合技術(shù)及經(jīng)濟比選,最終采用臥式布置。
2二級水電站存在的問題
(1)電站自建成投運以來,引水渠道長4.56km,基本沿山坡布置,臨外坡為懸空狀態(tài),采用填方渠道,其中2.5km渠道滲漏嚴(yán)重,每年都要大、小維修多次,維護費用較大,發(fā)電效率低。(2)電站壓力鋼管為覆土埋設(shè),內(nèi)徑1.2m,長186m,受當(dāng)時技術(shù)、工藝水平的制約,防腐處理措施不夠,銹蝕嚴(yán)重,經(jīng)現(xiàn)場實測局部厚度僅為8mm,比原設(shè)計12mm銹蝕3~5mm。由于年久失修,在20世紀(jì)90年代,3、4號機組壓力管道曾出現(xiàn)過爆管現(xiàn)象,給電站的安全運行帶來了一定的隱患。(3)尾水渠采用T型,長度為300m。由于多年疏于維護,尾水渠產(chǎn)生了淤積,致使電站運行尾水位抬高,降低了有效使用水頭,影響了機組出力。(4)原水輪機型號為HL220—WJ—50,套用定型產(chǎn)品,不能滿足電站水工設(shè)計要求,存在機型老化、運行工況嚴(yán)重偏離、制造工藝落后等(機組實際出力700kW)一系列問題,造成水輪機氣蝕嚴(yán)重、效率低下、振動噪音大、出力不足。(5)由于地域關(guān)系,河道泥沙含量較大,水輪機蝸殼、導(dǎo)葉、頂蓋、底環(huán)等過流部件磨損嚴(yán)重,經(jīng)測量蝸殼局部厚度僅8~9mm,比原設(shè)計少4~5mm。密封結(jié)構(gòu)未考慮多泥沙河流運行的實際情況,漏水量大,無法正常使用。(6)機組制動方式為老式單側(cè)人工手動操作,無法滿足安全運行的需求。(7)原電機設(shè)計、工藝水平落后,機組絕緣等級為B級,電機絕緣等部件已接近使用年限,存在較大的安全隱患。
3二級水電站技術(shù)方案設(shè)計的選擇
根據(jù)水工建筑目前現(xiàn)狀和河道來水量水文資料以及上、下游流量變化情況,經(jīng)復(fù)核計算,確定對水輪機、發(fā)電機等部件進行系統(tǒng)改造,使原機組單機容量從700kW提高到900kW,發(fā)電量提高29%左右。
3.1機組參數(shù)的選
根據(jù)電站實測參數(shù),阿勒泰二級電站毛水頭為52.4m。考慮到本次改造水工部分的改進,水頭與流量均有一定的富余,新機組設(shè)計水頭按51m、引用流量按2.5m3/s進行設(shè)計計算。改造時充分考慮了電站吸出高度、引用流量、結(jié)構(gòu)尺寸、布置形式、水力參數(shù)等各項技術(shù)指標(biāo)的匹配性(見表1)。
3.2水輪機改造
根據(jù)電站現(xiàn)有水力參數(shù),適合本次電站改造用的轉(zhuǎn)輪有D74、A551、D41、A616等。通過對比,A616機組具有效率高、氣蝕性能好、超發(fā)能力強、運行范圍大等特點,故推薦采用A616轉(zhuǎn)輪。(1)電站水工建筑前期改造升級完后,水頭及流量均比以前有所增加,本次新轉(zhuǎn)輪制造在滿足現(xiàn)有結(jié)構(gòu)尺寸空間的前提下,通過選用性能優(yōu)良的模型轉(zhuǎn)輪達到了增容增效的目的;新轉(zhuǎn)輪在選型上留有較大的余量,沒有過于追求水輪機效率,采用效率修正-2%,可保證增容出力要求。(2)針對電站泥沙含量較大的問題,轉(zhuǎn)輪葉片及下環(huán)采用性能優(yōu)良的0Cr13Ni5Mo不銹鋼材料制作,并在轉(zhuǎn)輪上冠處開設(shè)減壓孔以減小推力軸承所承擔(dān)的水推力。(3)機組尾水部分采用無尾水接管結(jié)構(gòu),通過變徑尾水彎管直接與尾水錐管進行連接,減少了電站的改造費用。(4)蝸殼、導(dǎo)水機構(gòu)、密封等部件重新進行制作。頂蓋、底環(huán)及導(dǎo)葉配合部位加設(shè)不銹鋼抗磨板,提高其抗磨蝕能力。導(dǎo)葉軸承套采用新型高分子材料制作,該軸承使用溫度為-50~110℃之間,老化壽命大于50a,最大靜載荷可達70MPa,具有耐磨程度高、承載能力大、拆裝方便等特點。(5)由于電站泥沙含量較大,密封磨損嚴(yán)重,本次改造密封采用間隙、迷宮加盤根的多密封結(jié)構(gòu),有效地控制了機組漏水量(見圖1)圖1密封改造示意(6)剎車裝置采用油剎方式,通過制動器與調(diào)速器之間的管路連接,實現(xiàn)對機組的制動。
3.3發(fā)電機改造
(1)更換定、轉(zhuǎn)子線圈。線圈按F級制作,原B級允許溫升80K,F(xiàn)級為105K。另外,通過更換絕緣材料,提高發(fā)電機絕緣耐熱溫度,達到增容改造的目的。(2)定子線圈雙層疊繞組結(jié)構(gòu),F(xiàn)級絕緣,導(dǎo)線采用單絲雙膜優(yōu)質(zhì)薄膜自粘性銅扁線(原機組采用玻璃絲線),對地絕緣為環(huán)氧云母帶連續(xù)絕緣,并經(jīng)熱模壓成型,再經(jīng)防電暈工藝處理;整體機械強度好,絕緣性能優(yōu)良,增加了定子線圈匝間可靠性,滿足了電站的使用要求。(3)原發(fā)電機型號為SFW118/44—6,通過計算定子線規(guī)可放大8%,轉(zhuǎn)子線規(guī)可放大9%,如此一來,可有效降低電機溫度,以達到增加容量的目的。(4)轉(zhuǎn)子線圈重新制作時,采用F級絕緣材料,線圈用扁銅帶繞制而成,匝間用環(huán)氧坯布絕緣,首末匝用云母帶及無堿帶加強絕緣,然后與上下絕緣板熱壓成一個整體。(5)通過更換電機定、轉(zhuǎn)子線圈后,發(fā)電機可在原出力基礎(chǔ)上增加10%~15%左右。
人類為生存、發(fā)展和繁榮不懈地努力和創(chuàng)造,推進了人類文明的歷史進程。在享受大自然無私給予恩賜的同時,我們每個人也同樣肩負著節(jié)約能源、保護環(huán)境的責(zé)任。作為與環(huán)保工作息息相關(guān)的給排水專業(yè)工作者,從我做起,從本職工作做起,更是我們義不容辭的責(zé)任。本文將從節(jié)水、節(jié)能和二次供水的污染防治等幾個方面探討建筑給排水設(shè)計中的環(huán)保問題。
1節(jié)水
資料顯示,中國人均水資源占有量約為2400多立方米,僅為世界人均水資源占有量的四分之一,屬于缺水國家。特別是近二十年來隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展水污染日益加劇,水資源問題更加突出,節(jié)約用水成了重要而緊迫的任務(wù)。
建筑給排水中節(jié)水的重點在于:衛(wèi)生器具及其給水配件;屋頂水箱浮球閥;建筑中水等方面。
1.1采用新型衛(wèi)生器具及其配件
老的衛(wèi)生器具特別是大便器沖洗水箱耗水量大,衛(wèi)生器具給水配件密封性和耐用性差,經(jīng)常造成“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象,造成水資源的巨大浪費。而新型的衛(wèi)生設(shè)備,如JS型虹吸式高效節(jié)水型坐便器每次沖洗水量僅為5升,可節(jié)水50%;公共浴室采用單管恒溫供水配合腳踏閥淋浴器、光電淋浴器、手拉延時自閉淋浴器等比一般雙管淋浴器可節(jié)水20~50%;而陶瓷芯水龍頭密封性能好,開關(guān)數(shù)萬次無滴漏,節(jié)水效果十分顯著。
1.2屋頂水箱浮球閥
屋頂水箱浮球閥繼閥芯兩步到位的配重逆開式浮球閥之外,有出現(xiàn)了雙筒浮球閥、液壓式浮球閥和呼吸閥。最具特點的是導(dǎo)閥控制型浮球閥,兼有浮球閥、減壓閥、止回閥、流量控制閥、泄壓閥等多種功能。這些新式浮球閥克服了傳統(tǒng)產(chǎn)品開關(guān)不靈的現(xiàn)象,減少了溢流。
1.3建筑中水
“節(jié)流”也需“開源”,建筑中水使污、廢水處理后回用,既可節(jié)約用水,又使污水無害化、資源化,起到保護環(huán)境、防治水污染、緩解水資源不足的重要作用,有明顯的社會效益。最近頒布的《建筑中水設(shè)計規(guī)范》(征求意見稿),對中水水源、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、中水系統(tǒng)、處理工藝等幾個方面都做了具體要求,預(yù)計正式實施后,對中水利用將起到極大地推進作用。建筑中水系統(tǒng)在濟南市的南郊賓館、玉泉森信大酒店都有應(yīng)用且效果不錯。目前,中水處理設(shè)備已有定型產(chǎn)品供設(shè)計選用。
2節(jié)能
節(jié)能是我國經(jīng)濟發(fā)展中的一個重要措施,從某種意義上說,節(jié)能的就是環(huán)保的。建筑給排水的設(shè)計中,除對系統(tǒng)進行合理布置、精心計算外,二次供水設(shè)備的選擇和熱水供應(yīng)系統(tǒng)是節(jié)能的重點。
2.1二次供水設(shè)備的選擇
由于傳統(tǒng)的水泵-水箱供水方式中水質(zhì)易受污染,所以二次供水已越來越多的被氣壓罐供水和變頻調(diào)速供水所取代。其中變頻調(diào)速設(shè)備是20世紀(jì)90年代以來迅速發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用的供水方式,它采用變頻器改變電機的供電頻率,根據(jù)用水量的大小實現(xiàn)對水泵的無級調(diào)速和循環(huán)軟起動。變頻設(shè)備已從最初的恒壓變量供水發(fā)展到變壓變量、變頻氣壓供水等方式,根據(jù)系統(tǒng)的運行特點和設(shè)備的節(jié)約特性,合理的選擇設(shè)備,其節(jié)能效果是十分突出的。一般的,因為在用水低谷時偏離設(shè)計工況最嚴(yán)重,設(shè)備的組成必須滿足低谷用水量變化的特點,設(shè)備必須在系統(tǒng)用水低谷時效率要高。當(dāng)?shù)凸扔盟坎患皢闻_水泵最大流量20%的時候,宜設(shè)置小流量泵進行小流量時的自動切換;當(dāng)?shù)凸扔盟渴菙嗬m(xù)的小流量時,宜設(shè)置適合于斷續(xù)供水的壓力供水裝置。
2.2熱水供應(yīng)和太陽能利用
熱水供應(yīng)系統(tǒng)可采取的節(jié)能措施主要有:降低使用溫度(熱水在管道和設(shè)備中的熱損失與配水點要求的水溫成正比,降低使用溫度可減少能耗);減少熱水耗量,在滿足使用要求的前提下減少流率;采用高效能保溫材料減少熱損失;提高換熱器的傳熱效率;采用節(jié)能型產(chǎn)品;開發(fā)利用新能源等。
太陽能作為一種取之不盡用之不竭的清潔安全的新能源,被越來越多的應(yīng)用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)。利用太陽能的直接加熱設(shè)備有真空管式和熱管式,其集熱效率高,保溫性能好,受環(huán)境影響小,全自動運行,操作簡單、維護方便,可全年使用。在太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個方面的問題:(1)集熱器的選用根據(jù)實際情況考慮其抗凍性能、抗熱沖擊性能、承壓能力等因素。(2)寒冷地區(qū)應(yīng)采取可靠的防凍方式。(3)集熱應(yīng)因地制宜綜合應(yīng)用串聯(lián)、并聯(lián)方式使水流平衡。(4)必要時采取輔助加熱方式。超級秘書網(wǎng)
3生活用水二次供水的污染防治
由于城市供水體制的原因,二次供水是建筑給排水設(shè)計中保證水壓的必然措施,但因此也增加了貯水設(shè)施、供水設(shè)備等中間環(huán)節(jié),增大了水質(zhì)污染的可能性。要防治二次供水的水質(zhì)污染,在設(shè)計上應(yīng)主要從以下幾個方面采取有效措施:
3.1系統(tǒng)
在確定供水系統(tǒng)時,應(yīng)作多方案比較,盡量減少中間環(huán)節(jié)。如在市政管網(wǎng)允許的情況下,供水設(shè)備直接從市政管網(wǎng)吸水而不設(shè)貯水池;盡量采用變頻調(diào)速設(shè)備,取消高位水池(箱)。
3.2水池(箱)
有很多情況下不得不設(shè)貯水池(箱),水池(箱)中水質(zhì)污染主要來源于以下三個方面:本體、附件、停留時間過長。
傳統(tǒng)的鋼筋混凝土水池、水箱由于表面粗糙,極易滋生青苔、微生物、細菌;鋼板水箱則易銹蝕,使水質(zhì)下降。建議采用不銹鋼、搪瓷鋼板或達到衛(wèi)生要求的玻璃鋼水箱代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼板水箱,采用鋼筋混凝土水池時宜加內(nèi)襯。
水池(箱)檢修孔、溢流管等附件極易封閉不嚴(yán)造成水質(zhì)污染,在設(shè)計上應(yīng)采取在溢流管上加防鼠網(wǎng)等措施。
有資料表明,水在水箱中貯存24h后余氯為零,超過24h后,水質(zhì)會嚴(yán)重惡化,而生活消防合用水池中水的停留時間大都超過24h。為解決這個問題,除盡量單設(shè)生活水池外,應(yīng)在水池中補充加氯或采取其他消毒方法。
3.3管材
2民用建筑消防給排水分區(qū)的設(shè)計
民用建筑消防給排水設(shè)計要保證建筑的安全、人民財產(chǎn)的安全,為達到民用建筑消防的最好效果,需要對民用建筑消防給排水設(shè)計以科學(xué)設(shè)計。
2.1科學(xué)合理設(shè)計管網(wǎng)、消防池和消防泵及消防栓的設(shè)計要合理布置消防管網(wǎng),保證供應(yīng)消防用水,為消防工作做準(zhǔn)備。在市政管網(wǎng)滿足不了消防用水時,要有必要的設(shè)置消防水池。將各種消防用水量減掉進水管的補水量,保證消防水池有足夠的消防用水,并及時得到補充。在設(shè)置水池時,不能用建筑物本身作為池壁,要另外設(shè)消防水池,保證水質(zhì)、防止污染,也可在屋頂設(shè)置消防和生活兩用水箱。消防水池的引入管道要在兩根以上,保證消防水池的水能引入水泵間,避免出現(xiàn)供水隱患,有利于消防部門開展工作,保證供水安全。同時,在設(shè)置消防水池時,應(yīng)保證水池容量滿足火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)的消防用水量,或者同時滿足火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)需水量和室外不足水量。消防的補水管流速在2.5m/s以下,消防水池的補水時間在48小時以內(nèi),一般設(shè)置兩個消防水池,有條件的話,應(yīng)增加相應(yīng)的防輻射及防凍措施。消防泵房的設(shè)計應(yīng)不低于二級耐火等級設(shè)計,疏散門設(shè)置在首層時應(yīng)直通室外,若設(shè)置地下或樓層上,要靠近安全出口,且設(shè)計成甲級防火門。消防泵房至少應(yīng)有兩條以上出水管與消防給水管直接連接,且出水管需進行防超壓設(shè)置,消防泵要設(shè)置備用泵。室內(nèi)消火栓的供水設(shè)計要按照規(guī)定,設(shè)置在明顯操作的地方,消火栓箱外面不能再有其他設(shè)置,如門和裝飾等。多層民用建筑與高層公共建筑之間的同一防火分區(qū)不能用雙消火栓布置形式滿足糧谷水柱,非同一防火分區(qū)的消火栓不可相互借用。
2.2放水閥與穩(wěn)定回流設(shè)計消防水泵的供水管,是為了能夠有效的排水,方便檢查和試驗水泵,要設(shè)置放水閥。在排水量較小的情況下,可以直接排到泵房及水池,在排水量比較大的情況下,應(yīng)該把放水閥排到消防水池內(nèi)。這樣對排水的正常進行,消防工作的展開都有非常大的作用。除此外,消防水泵的出水口應(yīng)采取穩(wěn)壓回流措施。在消防使用過程中,一般會出現(xiàn)水量小于規(guī)定值的情況發(fā)生,在水量較小的情況下,如果不用回流措施,會引發(fā)消防管網(wǎng)壓力過大,進而導(dǎo)致發(fā)生事故。所以,必須在供水管上設(shè)置穩(wěn)壓閥,在管網(wǎng)出現(xiàn)超壓情況下,可通過回流管進行泄壓,并將回流水排回消防水池。
2.3合理安排末端試水裝置的設(shè)計在進行設(shè)計末端試水裝置時,主要是為解決末端試水裝置的排水問題,對末端試水裝置的壓力表和試水閥裝置之后,要設(shè)置試水接頭,在出水口的口徑一般被忽視,給消防工作帶來不便,不利于消防部門順利開展工作,對消防末端試水裝置要根據(jù)設(shè)計要求,實際情況和試水接頭出水口的流量選擇合適的型號產(chǎn)品。針對出水口直徑?jīng)]有明確的標(biāo)準(zhǔn),市面上有許多消防設(shè)備制造商生產(chǎn)一整套完整的末端試水裝置,要根據(jù)現(xiàn)實情況進行選擇。
自動噴水滅火系統(tǒng)是目前最有效的滅火手段,自動噴水滅火系統(tǒng)將逐漸成為建筑防火體系中的主體。在自動噴水滅火系統(tǒng)不能成功滅火的案例中,供水中斷占35.4%,供水量不足占9.9%,兩者合計占45.3%。由此可見,供水不可靠是自動噴水滅火系統(tǒng)不能成功滅火的主要因素。因此,提高自動噴水滅火系統(tǒng)供水的可靠性就顯得十分重要。筆者結(jié)合工作實際,主要就自動噴水滅火系統(tǒng)的消防給水設(shè)計與施工中需要注意的有關(guān)問題進行了探究。
一、設(shè)計
1.1要有可靠的供水源
自動噴水滅火系統(tǒng)的用水與消火栓給水系統(tǒng)用水一樣,其供水來源:一是室外給水管網(wǎng);二是消防水池;三是江、河、湖、海、水庫等天然水源。當(dāng)采用天然水源作為消防用水時,因其水位和水量變化較大,必須確保枯水期最低水位的消防用水量,當(dāng)采用河、塘等地表水作為水源時,應(yīng)在吸水管上加裝濾水器等設(shè)施,以阻止河、塘水中的雜物吸入系統(tǒng),保證系統(tǒng)內(nèi)水流的暢通。
1.2設(shè)計施工中需要注意的幾個問題
1.2.1合理選擇噴水滅火系統(tǒng)的類型。目前,國內(nèi)外采用濕式噴水滅火系統(tǒng)最為廣泛。為了防止出現(xiàn)因凍結(jié)等原因而中斷供水的情況,在室內(nèi)溫度不低于4℃且不高于70℃的建、構(gòu)筑物,均可采用這種噴水滅火系統(tǒng)。在室內(nèi)溫度低于4℃或高于70℃的建、構(gòu)筑物,應(yīng)采用干式噴水滅火系統(tǒng)。
1.2.2設(shè)置有嚴(yán)密的監(jiān)測裝置。對系統(tǒng)的控制開啟狀態(tài)、消防水泵供應(yīng)和工作情況、水池、水箱水位情況、干式噴水滅火系統(tǒng)的最高和最低氣溫、預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)的最低氣壓以及報警閥、水流指示器的動作情況等,均能較準(zhǔn)確地進行監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)問題,及時處理,確保系統(tǒng)設(shè)備齊全、性能完好。
1.2.3設(shè)置水泵接合器。為了防止自動噴水滅火系統(tǒng)和室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的用水相互影響,兩個系統(tǒng)的管網(wǎng)及其水泵接合器應(yīng)分別設(shè)置。若分開設(shè)置有困難,應(yīng)將自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥后的管網(wǎng)與消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)分開設(shè)置,兩個系統(tǒng)的水泵接合器則可合用。每個水泵接合器的流量宜按10~15升/秒計算,并應(yīng)設(shè)在便于消防車連接的地點,其周圍15~40m內(nèi)應(yīng)設(shè)室外消火栓或消防水池。
1.3按要求設(shè)置消防水池或消防水箱
1.3.1為了保障自動噴水滅火系統(tǒng)的正常供水,提高撲救火災(zāi)的成功率,具有下列情況之一的建筑物應(yīng)設(shè)消防水池:一是室外給水管道包括(進水管)或天然水源不能滿足消防用水量;二是室外管道為枝狀或只有一條進水管。
1.3.2消防水池容量原則上應(yīng)能滿足火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)消防用水量的要求。從自動噴水滅火實際效果看,在一小時內(nèi)滅火效果為最佳,一小時以后滅火效果顯著下降,而且還可能影響消火栓給水系統(tǒng)滅火效率。因此,僅供自動噴水用水的消防水池容量按一小時火災(zāi)延續(xù)時間計算即可,如與其它消防用水合用水池時,應(yīng)按不同火災(zāi)連續(xù)時間內(nèi)消防用水量之和計算。為了既保證在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)的消防用水,又能貫徹節(jié)約基建投資的目的,如在發(fā)生火災(zāi)時能保證連續(xù)送水,則水池的容量可減去火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)的補充水量。如某建筑物水池容量需要消防水量400噸,而在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)能補充200噸,則僅需建200噸儲量的消防水池即可。
1.3.3凡自動噴水滅火系統(tǒng)采用獨立的臨時高壓給水系統(tǒng)供水時,應(yīng)設(shè)消防水箱。為了既保障安全,又能達到節(jié)約投資的目的,水箱容量原則上按10分鐘消防用水量考慮,可不超過18m3。
除此之外,還應(yīng)指出的是,具備下列條件之一者,可不設(shè)水箱:(1)水源能保證系統(tǒng)的水量和水壓要求;(2)輕危險級和中危險級建筑物的自動噴水滅火系統(tǒng),如設(shè)有穩(wěn)壓泵(小流量、高揚程的水泵)或氣壓給水裝置,可不設(shè)。但嚴(yán)重危險級建筑,因發(fā)生火災(zāi)時可燃物多,燃燒迅速,發(fā)熱量大,蔓延快,必須設(shè)置消防水箱。1.4合理設(shè)置消防水泵。
消防水泵是保證自動噴水滅火系統(tǒng)有足夠的水量和水壓的關(guān)鍵設(shè)備,在設(shè)計中必須注意滿足以下要求:
1.4.1非高壓給水系統(tǒng)的一組消防水泵的吸水管不應(yīng)少于兩條,當(dāng)其中一條檢修或損壞時,另一條吸水管應(yīng)仍能通過全部用水量。生產(chǎn)、生活和消防用水合用的泵房,當(dāng)生活、生產(chǎn)用水量達到最大時,仍應(yīng)能保證的消防用水量。
1.4.2宜采用自灌式引水方式。因為這種引水方式能保證及時啟動,及時供水。
1.4.3自動噴水滅火系統(tǒng)的臨時高壓給水系統(tǒng)的消防水泵,每臺應(yīng)有獨立的吸水管從消防水池或室外給水管網(wǎng)直接取水,以保證系統(tǒng)滅火用水。
1.4.4消防水泵一般應(yīng)設(shè)有備用泵,備用泵的工作能力不應(yīng)小于工作消防泵的最大泵。例如,某建筑物需設(shè)兩臺工作消防水泵,其中一臺流量為30升/秒,另一臺流量為20升/秒,則備用消防泵應(yīng)選用30升/秒的消防水泵。
二、施工
自動噴水滅火系統(tǒng)的供水管網(wǎng)分支較多,施工安裝要求嚴(yán)格。同時管網(wǎng)安裝也是整個系統(tǒng)安裝工程中工作量最大,也較容易出問題的重要環(huán)節(jié)。因此,在安裝時應(yīng)采用行之有效的技術(shù)措施,確保安裝質(zhì)量。
2.1管網(wǎng)材質(zhì)
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》要求,自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥后的管道,應(yīng)采用熱鍍鋅鋼管或鍍鋅無縫鋼管。這是為了防止因管網(wǎng)銹蝕堵塞噴頭的現(xiàn)象發(fā)生。禁止使用非鍍鋅碳素鋼管、無縫鋼管或只有外鍍鋅層的冷鍍鋼管。
2.2管道連接
嚴(yán)格按照《自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》進行管網(wǎng)安裝。當(dāng)管徑小于100mm時,應(yīng)采用螺紋連接;當(dāng)管徑大于100mm時,可采用焊接或法蘭連接。無論采用何種連接方式,連接后,均不可減少管道的通水橫斷面。施工中應(yīng)堅決避免以下錯誤做法:一是不論大小管道一律采用焊接。這樣可能會使管內(nèi)焊渣、焊瘤影響過水?dāng)嗝妫瑖?yán)重破壞內(nèi)外鍍鋅層,加速管網(wǎng)的銹蝕,使其抗腐蝕能力比普通鋼管還差。二是施工人員嚴(yán)重不負責(zé)任,插入管內(nèi)焊制三通、四通,大大縮小了過水?dāng)嗝妗?/p>
2.3管網(wǎng)沖洗
嚴(yán)格按照《自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》的要求進行管網(wǎng)沖洗。沖洗應(yīng)在試壓合格后分段進行,沖洗管道的水流速度不宜小于3m/s。應(yīng)注意在管網(wǎng)的地上管道與地下管道連接前,在配水干管底部加設(shè)堵頭后,對地下管道進行沖洗。沖洗時,消防人員應(yīng)在場觀察,直至出口處水的顏色、透明度與入口水一致時,方可判為合格,終止沖洗。
下面以中國石化長城能源化工(貴州)有限公司60萬t/a聚烯烴項目為例,介紹改進主體工程豎向布局設(shè)計方案的一些經(jīng)驗。中國石化長城能源化工(貴州)有限公司60萬t/a聚烯烴項目用地位于丘陵地帶的山溝內(nèi),地勢起伏多變,地面標(biāo)高1208~1362m。受自然條件的限制,鐵路專用線進廠的軌頂高程約1255m,主體工程設(shè)計最初將廠區(qū)場地設(shè)計標(biāo)高確定為1255m。整個廠區(qū)采用統(tǒng)一標(biāo)高布置,由于場地地勢變化較大,最大填方高度達47m,最大挖方高度達107m,土方工程量巨大,挖方量7275萬m3,其中75%為開山爆破量,填方量4150萬m3(其中2330萬m3為開山爆破石方加工后作為回填用料),棄方量3125萬m3。本項目地處貴州省畢節(jié)市織金縣新型能源化工基地內(nèi)。水土保持專業(yè)人員結(jié)合項目建設(shè)區(qū)地形地貌條件分析后認為,若按此方案進行豎向布局,明顯不利于水土保持工作。主要弊端如下:(1)豎向布置若采取統(tǒng)一標(biāo)高,棄方量很大,廠址地處貴州巖溶山區(qū)織金縣新型能源化工基地內(nèi),土地資源很寶貴,周邊無合適棄渣場集中堆放如此大量棄渣。據(jù)測算,在不考慮放坡及地形線變化的情況下,假如平均堆高50m,則需要增加渣場占地67hm2,占本項目一期廠區(qū)總占地面積的23%。若堆放在平地上,則渣體四周均需要考慮放坡,渣場占地還需要增加,并且渣體底部四周均需要設(shè)置擋渣墻,其水土保持工程量和投資均巨大。若堆放在沖溝內(nèi),因其所需庫容巨大,在貴州山區(qū)能滿足該庫容條件的沖溝,一般上游集雨面積大,排水措施工程量巨大。渣場無論是庫容還是堆高都很大,從安全的角度而言,對基地內(nèi)規(guī)劃的其他建設(shè)項目都是一個潛在的威脅,發(fā)生水土流失后存在引發(fā)泥石流的風(fēng)險,并且項目建設(shè)區(qū)地處烏江洪家渡電站水庫庫周,一旦發(fā)生水土流失泥沙泄入洪家渡電站水庫,會污染水質(zhì)、侵占庫容、影響發(fā)電。(2)項目建設(shè)區(qū)地勢起伏大,若豎向布置采用同一標(biāo)高,則勢必會形成高填方、高挖方邊坡,本項目最大填方高度47m,最大挖方高度107m,且廠區(qū)周邊基本上都是深挖高填邊坡區(qū)域。為了確保安全,對于高陡邊坡的處理一般以工程措施為主,這樣對景觀和植被恢復(fù)不利。水土保持專業(yè)人員將“豎向布局明顯不利于水土保持工作”的意見提供給了主體工程設(shè)計單位,并要求優(yōu)化豎向布局,因發(fā)現(xiàn)問題較早,溝通及時,主體工程設(shè)計單位采納了水土保持專業(yè)人員的意見,將廠區(qū)調(diào)整為緩坡式豎向布置,由西向東、由南向北設(shè)計坡降均為0.5%。調(diào)整后,廠區(qū)土石方開挖量調(diào)整為5298萬m3,回填為5260萬m3,棄方量為38萬m3,比優(yōu)化前減少了3307萬m3(詳見表1)。
2水土保持方案早期納入主體工程設(shè)計的主要經(jīng)驗
在上述工程案例中,水土保持專業(yè)人員的意見和建議之所以能被主體工程設(shè)計單位采納,歸功于水土保持工作的早期介入。(1)相關(guān)方高度重視,水土保持方案編制工作與主體工程設(shè)計工作同步啟動。建設(shè)單位中國石化長城能源化工(貴州)有限公司水土保持法律意識較強,同步委托可研設(shè)計、水土保持方案編制等單位開展工作。水保方案編制單位接到委托任務(wù)書后,沒有“等靠要”,而是主動積極地從項目選址、工程布局規(guī)劃階段就開始介入,并通過建設(shè)單位搭建的平臺,參與主體工程設(shè)計階段性成果方案論證,在論證會上充分表達意見和看法。(2)水保專業(yè)人員在早期找出主體工程設(shè)計存在的問題,并及時與主體工程設(shè)計單位進行有效溝通。根據(jù)設(shè)計單位提供的廠區(qū)豎向布局初步方案,水保專業(yè)人員第一時間識別出該布局會造成土石方量巨大和高陡邊坡,明顯不利于水土防護,及時與主體工程設(shè)計單位進行反復(fù)溝通,并大力宣傳水土保持法律法規(guī)。主體工程設(shè)計單位因為還僅僅處于初步規(guī)劃階段,不會造成太大返工,因而順利采納了水保專業(yè)人員的意見,并落實了豎向布局的優(yōu)化。
2荷載計算設(shè)計
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,還需做好荷載的計算,荷載除了一半的恒載、活載外,積灰荷載、樓面荷載、大面積堆積荷載是水泥廠房特有的之外。其中,積灰荷載的取值可參照現(xiàn)行的相關(guān)行業(yè)準(zhǔn)則,對近灰源車間的廠房不宜采用帶翻邊的雨棚、平屋頂?shù)取Ψe灰建筑屋頂以及相關(guān)構(gòu)件進行相應(yīng)抗傾覆驗算,在強度設(shè)計上留有余地,以滿足今后的廠房擴建需求。在樓面荷載計算上,過去常采用提高正層樓面荷載方法,該方法會造成較高的富余強度,造成經(jīng)濟損失,我們可以按照區(qū)域內(nèi)的實際堆載進行計算,在區(qū)域外則按照普通樓面進行荷載計算,這樣更能反映樓面的實際受力狀況,更為合理。荷載計算的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確性,且水泥廠的多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計與一般的民用高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不一樣,其樓面活荷載大,且樓面上往往會布置一些與水泥生產(chǎn)有關(guān)的小型設(shè)備,這些設(shè)備的布置非常靈活,所以必須做好廠房等效荷載的計算,采用正確的計算方法得出精確結(jié)果,為廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定堅實基礎(chǔ)。
3橫縱向框架的周期控制
多層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計決定其縱向方面已較少的柱來支撐整棟廠房,且支柱的跨度方向尺寸大;柱距方向尺寸小,柱子多。因此,在大型工業(yè)廠房設(shè)計中,往往采用橫向控制方法,使得橫向抗震能力于縱向較為接近,使得廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理。2件防震設(shè)計水泥廠的多層工業(yè)廠房對抗震要求較高,其本身的設(shè)備工作時會產(chǎn)生較大的震動,會對廠房結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定沖擊,若廠房處于地震區(qū)時,有發(fā)展地震的危險,此時則必須根據(jù)實際要求做好廠房的抗震設(shè)計工作。當(dāng)水泥廠的廠房較長時,不應(yīng)設(shè)置過多的伸縮縫,這樣不利于提高廠房的抗震性能,往往需要通過一些其他措施來進行抗震設(shè)計,減少伸縮縫。如:在結(jié)構(gòu)受力較小的地方設(shè)置后澆帶,在受溫度影響大的頂層、底層、墻體等位置增加鋼筋數(shù)量,設(shè)置架空層,增加抗震效果。防腐蝕、高溫設(shè)計水泥廠的燒成、化驗室、烘干車間等均存在不同程度的腐蝕、高溫問題,處理不當(dāng)就會對廠房結(jié)構(gòu)的安全性、使用壽命產(chǎn)生影響。因此,必須通過一定的構(gòu)造設(shè)計和材料解決這一問題。如:烘干車間生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生酸性介質(zhì),其對廠房結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度危害,故而其結(jié)構(gòu)不宜采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和石棉瓦輕鋼結(jié)構(gòu)。過去有些小型水泥廠的烘干房采用瓦楞鐵作為輕鋼屋面的屋面板,幾年下來,屋面就出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏、銹蝕問題,無法正常使用。對于烘干車間來說,除了有腐蝕氣體外,還會產(chǎn)生高溫,故而應(yīng)采用超耐熱混凝土,并在梁底與烘干機之間設(shè)置安全距離,保證廠房的耐久性和安全性。