中國建筑給水排水技術發(fā)展回顧
| 論文類型 | 技術與工程 | 發(fā)表日期 | 2000-11-01 |
| 來源 | 《中國水工業(yè)科技與產(chǎn)業(yè)》 | ||
| 作者 | 金雷,姜文源 | ||
| 摘要 | 金雷 姜文源 建筑給水排水是給水排水中不可缺少而又獨具特色的重要組成部分。它在促進國民經(jīng)濟的發(fā)展、滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求和保障國家和人民生命財產(chǎn)安全等方面,起著十分重要的作用。建筑給水排水的完善程度,是衡量經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平及質(zhì)量的重要標志之一。新中國成立以來,建筑給水排水取得了令 ... | ||
金雷 姜文源
建筑給水排水是給水排水中不可缺少而又獨具特色的重要組成部分。它在促進國民經(jīng)濟的發(fā)展、滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求和保障國家和人民生命財產(chǎn)安全等方面,起著十分重要的作用。建筑給水排水的完善程度,是衡量經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平及質(zhì)量的重要標志之一。新中國成立以來,建筑給水排水取得了令人矚目的豐碩成果。
自1949年中華人民共和國成立以來,中國建筑給水排水共經(jīng)歷了四個發(fā)展階段:第一階段(1949~1964)房屋衛(wèi)生技術設備階段,即初創(chuàng)階段;第二階段(1964~1978)室內(nèi)給排水階段,即反思階段;第三階段(1978~1988)建筑給水排水技術的發(fā)展階段;第四階段(1989~至今)建筑給水排水技術的成熟階段。本文將對中國建筑給水排水技術的總體發(fā)展概況分階段作簡要介紹。
房屋衛(wèi)生技術設備階段,簡稱房衛(wèi)階段,即初創(chuàng)階段。自1949年建國時起至1964年《室內(nèi)給水排水和熱水供應設計規(guī)范》開始試行時為止。其主要特征是從全面采用蘇聯(lián)理論起步至開始走中國自己的道路。其主要標志是我國開始設置給水排水專業(yè),房屋衛(wèi)生技術設備被確定為一門獨立的專業(yè)課程,第一代通過專業(yè)培養(yǎng)的建筑給水排水專業(yè)技術人員走上工作崗位,開始形成自己的專業(yè)隊伍。此階段的發(fā)展重點表現(xiàn)在以下幾個方面:
?。?)科研方面:第一批國家級科研項目立項進行,建立了專門的科研機構,第一個五年計劃國家級科研項目中建筑給水排水有3項立項。
基礎課題的研究包括衛(wèi)生器具給水配件額定流量的測定,如1959~1961年對截止閥水龍頭的數(shù)據(jù)測試;生活用水量標準的測定,是1958~1961年國家科委和原建委組織有關單位在325個觀測區(qū)實測數(shù)據(jù)基礎上參考國外情況確定并于1964年正式頒布試行;1964年引進蘇聯(lián)規(guī)范后對給水設計秒流量計算公式的研究等。
?。?)工程方面:這一階段體現(xiàn)中國建筑給水排水發(fā)展的代表性工程有蘇聯(lián)援建重大工程、國慶十周年重大工程、東西長安街加熱站工程及大小三線工程、氣壓水罐的應用等。
?。?)基礎建設方面:全國性專業(yè)基礎業(yè)務建設的主要內(nèi)容包括第一本設計規(guī)范《室內(nèi)給水排水和熱水供應設計規(guī)范》、第一本設計手冊《給水排水設計手冊》、第一套國家標準圖集《給水排水標準圖集》、第一本配套專業(yè)設置的教科書《房屋衛(wèi)生技術設備》等陸續(xù)編制并公布施行和應用。
?。?)產(chǎn)品方面:建國初期,住宅衛(wèi)生間只設大便器,廚房只設污水池,有的還只有室外集中龍頭,只能滿足人們生活最基本低層次的生活需求。1959年建國十周年獻禮工程掀起了針對衛(wèi)生設備的第一個高潮,立柱式洗臉盆、連體坐便器等頗具特色的產(chǎn)品經(jīng)過我國建筑給水排水技術人員的努力而研制成功。
與衛(wèi)生設備配套的是給水配件。我國衛(wèi)生設備給水配件長期停留在截止閥結構上,這類結構的給水配件構造簡單、價格低、水流阻力小,但使用不便、壽命短、形式不美觀、功能單一。
建國初期的水箱有磚砌、石砌、混凝土以及鋼筋混凝土結構。普通鋼板水箱由于防滲漏性能好,也有一定程度的使用。為節(jié)省鋼材,竹筋混凝土、鋼絲網(wǎng)水泥的水箱也在工程中出現(xiàn)過。
此階段的排水管材為非金屬管階段,以陶土管、缸瓦管、混凝土管、石棉水泥管為主。建國初期的地漏采用鐘罩式地漏,生活給水局部處理以化糞池嫌氣分解處理方式為主。
(5)其他方面:高層建筑的興建是促進建筑給水排水技術發(fā)展的直接原因。我國第一次高層建筑興建的高潮是建國十周年的大慶活動。以此為切入點在高層建筑豎向分區(qū)給水方面有了突破性進展,總結出水箱串聯(lián)給水方式、水箱并聯(lián)給水方式、減壓水箱串聯(lián)給水方式、水泵并聯(lián)給水方式、水泵串聯(lián)給水方式和氣壓給水方式等典型的供水方式。
50年代,水泵隔振技術采用的方法是在水泵機組的基礎下方設置軟木、黃砂或無阻尼的彈簧,雖收到一定效果,但存在隔振效果不理想、管道隔振和支架隔振未能與基礎隔振采取相應配套措施的缺點,同時對隔振理論認識也不夠全面和完善。
容積式加熱技術在60年代有了第一次突破。加熱設備出現(xiàn)了水—水快速加熱器,但由于溫控與水質(zhì)處理技術未能配套,該技術的推廣受到限制。
建國初期的排水系統(tǒng)通行濕通氣系統(tǒng),即一根排水立管配套設置一根通氣立管。其缺點在于堵塞不能及時發(fā)現(xiàn),不能及時疏通;通氣立管兼有通氣和排水雙重功能,對其排水能力和通氣能力均有一定影響。
室內(nèi)給排水階段,即反思階段。其主要標志是通過第一階段的許多工程實踐,對以往機械照搬國外經(jīng)驗并造成失誤進行了認真總結和深刻反思,并在總結經(jīng)驗的基礎上展開研究,在建筑給水排水范疇內(nèi)開始形成和確定具有中國特色的建筑給水排水技術體系。
反思的較典型的課題如:大面積廠房屋面雨水內(nèi)排水系統(tǒng)檢查井冒水和天窗溢水問題;生活給水管道設計秒流量計算公式不符合國情且數(shù)值偏小問題;建筑排水通氣系統(tǒng)忽視通氣管功能問題;鐘罩式地漏排水不暢且水封易干問題;熱水系統(tǒng)貯水器貯熱量偏大問題;加熱設備傳熱效率低、傳熱效果差問題和熱水循環(huán)附加流量的概念問題等。
主要的研究課題有:冷卻塔、屋面雨水排水系統(tǒng)、醫(yī)院污水處理、小口徑管道阻力測試、排水立管排水能力測試、單立管排水管道系統(tǒng)和節(jié)流塞等。
此階段由于眾所周知的原因,技術發(fā)展出現(xiàn)過相當長時期的停頓,由于“干打壘”的提倡和“干廁上樓”,建筑給排水的工程也大為減少,相比之下發(fā)展較為迅速的有:水爆清砂技術、乳化液制備、循環(huán)水冷卻和因三線建設需要的小流域面積的防洪技術。
建筑給水排水的發(fā)展和成熟階段。1978年改革開放政策的實施和深化,給建筑給排水帶來深刻的變化,1988年《室內(nèi)給水排水和熱水供應設計規(guī)范》正式更名為《建筑給水排水設計規(guī)范》,這標志著建筑給水排水技術進入全面發(fā)展階段。從第三階段起,建筑給排水的側(cè)重點從工業(yè)建筑轉(zhuǎn)向民用建筑。
1989年建筑給排水建立了完整的體系,明確由建筑內(nèi)部給排水、居住小區(qū)給排水、建筑滅火(消防)、建筑水處理和特殊建筑給排水五部分組成。其主體部分是建筑內(nèi)部給排水,簡稱建筑給排水,包括建筑給水、建筑排水和熱水供應,基礎是衛(wèi)生設備。這標志著建筑給水排水技術進入成熟階段。
隨著改革開放的不斷深化,國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,高層建筑的大量興建,人民生活水平的不斷提高,國外技術的引進和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的創(chuàng)辦和發(fā)展,建筑給水排水在建筑給水、建筑排水、熱水供應和建筑滅火四個方面取得長足的發(fā)展和驕人的成就。下面就這四個方面的技術現(xiàn)狀、發(fā)展作簡要介紹。
3.1 建筑給水
(1) 給水方式和給水分區(qū)
多層建筑和高層建筑的豎向分區(qū)過去大都采用減壓水箱或分區(qū)水箱給水方式。80年代形成第二次高層建筑興建的高潮,使豎向分區(qū)給水方式有了進一步完善。減壓閥的研制成功和變頻調(diào)速技術的應用使給水方式進展為減壓閥分區(qū)給水方式。減壓閥給水方式克服了減壓水箱供水存在的占用建筑面積多、工程造價高、施工周期長、二次污染嚴重、噪聲大、溢流損失嚴重、抗?jié)B性差、影響建筑外觀和增加結構荷載等缺點,同時具有水泵數(shù)量減少、給水系統(tǒng)簡化和便于施工管理的優(yōu)點。
現(xiàn)在的給水減壓閥有比例式和可調(diào)式兩大類。用于分區(qū)給水的減壓閥一般都采用比例式減壓閥。其結構簡單,減壓比例穩(wěn)定,工作平穩(wěn),使用可靠,價格低廉。薄膜式減壓閥在其他減壓限流的場合也有廣泛的應用,其特點是減壓值可以調(diào)節(jié)。
(2) 增壓設施
我國某些城市的供水能力不足,城鎮(zhèn)水廠發(fā)展速度滯后于住宅和公共建筑發(fā)展速度;城市給水管道老化、承壓能力下降,供水水壓不能滿足多層建筑上部樓層的水壓要求;高層建筑的大量興建,使我國二次加壓設備廣泛應用,增壓設施成為建筑給水中比重大、發(fā)展最快的一種裝置。目前常用的增壓設施有水泵、氣壓給水設備和變頻調(diào)速給水設備等。
水泵是最常用的增壓供水設施,用于建筑給水的水泵有臥式泵、立式泵、管道泵和潛水泵等。水泵啟停的最大進展是軟啟動和軟停止,泵控制型智能馬達控制器可使水泵的啟動、停止力矩曲線逼近泵力矩特性曲線,從而最大限度地消除了泵及系統(tǒng)的啟動脈沖,可以極可靠地啟動水泵。
氣壓給水技術在80年代發(fā)展很快,由于氣壓給水設備的定型化、標準化和商品化,極大地推進了這項技術。
氣壓給水設備已形成補氣式和隔膜式兩大系列。補氣式氣壓給水設備的補氣方式從泄空補氣、空壓機補氣發(fā)展到水力自動補氣,最佳補氣方式是自平衡水力自動補氣。隔膜式氣壓給水設備的隔膜經(jīng)歷了從曲撓變形的帽型隔膜、伸縮變形的囊型隔膜發(fā)展到折疊變形的膽囊形隔膜。使隔膜壽命、補氣周期大為改善。
在變壓式氣壓給水設備的基礎上,定壓式氣壓給水設備研制成功并得到應用。氮氣頂壓置換氣壓給水設備和復合式給水設備是最具中國特色的氣壓給水設備。
氣壓給水技術還在橫向擴大應用,如生活熱水供應系統(tǒng)中的壓力膨脹水罐等,這充分標志氣壓給水技術的完全成熟。氣壓給水技術設備應用于消防給水中有強制水力自動補氣方式、消防主泵和穩(wěn)壓泵共用氣壓水罐的水泵啟停自控技術等。
變頻調(diào)速給水設備,已有恒壓變量、雙恒壓變量、變壓變量、多點控制恒壓變量和變頻式氣壓給水設備等多種類型。作為變頻調(diào)速給水設備和可編程序邏輯控制給水設備主要部件的水泵,其最突出的特點是逐步從通用性轉(zhuǎn)向?qū)S眯?,特色泵種類日益增多,主要有多出口泵、低重心泵、下出口泵、切線泵、自吸式泵、軸推力自平衡泵、水冷式低噪聲泵、特制立式多級泵和不銹鋼泵等。
(3) 給水配件
改革開放以來,衛(wèi)生器具給水配件自截止閥結構轉(zhuǎn)向應用瓷片式結構。瓷片式水龍頭克服了截止閥式水龍頭存在的開啟度大、啟閉時間長、易濺水、使用不便、使用壽命短、橡膠密封墊易磨損且不耐高溫等缺點。繼瓷片式水龍頭之后,軸筒式和球閥式結構的水龍頭得到應用,在配水功能上更趨完善。其中軸筒式特別適合背向布置的衛(wèi)生間內(nèi)冷熱水龍頭的管道連接。
(4) 給水管材
建筑給水管材以往以鍍鋅鋼管為代表,但管材銹蝕使管網(wǎng)水質(zhì)惡化的問題長期使給水排水專業(yè)人員感到困惑。熱鍍鋅工藝使情況在一定程度上有所緩解;給水塑料管、塑料復合管、和除鍍鋅管、焊接管以外的其他金屬管材的問世和應用,使問題得到解決。
熱鍍鋅工藝是將鋼管浸于鋅液中,鋅層厚、附著力強,管材使用壽命長。
硬聚氯乙烯管是目前國內(nèi)大力推廣、發(fā)展和應用的新型化學建材,它具有重量輕、耐壓強度好、輸送流體阻力小、耐腐蝕性能強、安裝運輸方便、省鋼材、節(jié)能等優(yōu)點。應用于建筑給水中,可有效緩解我國鋼材緊缺、能源不足的問題,經(jīng)濟效益十分顯著。
銅管是受歡迎的耐腐蝕金屬管材,具有塑料管不具備、無可替代的一些優(yōu)點,是我國在高層建筑中首先得到應用的一種管材。不銹鋼管也受到關注。
其他新型管材還有聚丙烯管(PP)、改性聚丙烯管(PP-R,PP-C)、聚乙烯管(PE)、交聯(lián)聚乙烯管(PEX)、聚丁烯管(PB)、玻璃鋼管、氟塑料管、涂塑鋼管、無縫鋁合金管、無縫鋁合金襯塑管、鋁塑復合管(PAP,XPAP)、ABS管、PVC襯里鋼管、PE粉末樹脂襯里鋼管等,為我國分階段最終取消鍍鋅鋼管提供了有利條件。
(5) 貯水裝置
以水箱為代表的開式貯水裝置由于存在二次污染嚴重等缺點,面臨嚴峻挑戰(zhàn),作為對策之一是在材質(zhì)上改進。
新穎水箱按材質(zhì)和加工方式分類有:鍍鋅鋼板水箱、搪瓷鋼板水箱、復合鋼板水箱、沖壓鋼板水箱、新型涂料鋼板水箱、食品級玻璃鋼水箱、自動節(jié)水衛(wèi)生型玻璃鋼水箱和不銹鋼水箱等。與普通鋼板水箱相比,新穎水箱和水接觸的內(nèi)表面不易銹蝕,對水質(zhì)無污染,也便于請洗。
材質(zhì)改變了,水箱的成型方式和形狀也隨之改變。組合式水箱、裝配式、整體式水箱可以提高水箱質(zhì)量,便于加工生產(chǎn)和現(xiàn)場施工安裝,也減少了水箱內(nèi)底的死水區(qū)范圍;球形水箱和槽形水箱是外形變化,并改用呼吸閥替代浮球閥,解決了因浮球閥關閉不嚴造成的漏水問題,同時也使水箱從重力供水變?yōu)閴毫Α亓┧男鹿r。
(6) 給水流量計算
從1990至1995年,我國對城市生活用水定額進行了新的研究,采集了全國55個城市的歷年資料和77個居住小區(qū)的測試資料,提出了不同城市規(guī)模、不同地區(qū)的居民生活用水量、綜合生活用水量等建議值。
生活給水管道設計秒流量的計算在《建筑給水排水設計規(guī)范》中給出了符合我國國情的平方根法和同時使用百分比法的兩種公式。近年又提出了當用水規(guī)律符合發(fā)達國家用水特點時,按概率法(美國亨特法)來計算設計秒流量和熱水設計秒流量。
(7) 防水質(zhì)污染
隨著生活水平和生活質(zhì)量的不斷提高,生活飲用水水質(zhì)應全面、有效、可靠地保證。
倒流防止器,又稱防污隔斷閥,是繼止回閥之后的又一種防止液體倒流的新型閥門裝置。其主要特點是可徹底防止管網(wǎng)中水的回流,從而徹底防止回流污染,保證了人們生活飲用水的衛(wèi)生與安全。
(8) 水泵隔振技術
水泵是建筑給排水的主要振動源和噪聲源。民用建筑對隔振和降噪又有較高的要求。80年代橡膠隔振墊問世,可曲撓橡膠接頭從外銷轉(zhuǎn)向國內(nèi)使用,使水泵隔振技術有了一次飛躍。對水泵隔振理論的認識日趨完善,水泵隔振技術的發(fā)展主要表現(xiàn)在:①水泵機組隔振、管道隔振和支架隔振三者全面配套。②水泵機組隔振元件從橡膠隔振墊發(fā)展成彈簧減振器、橡膠隔振器和組合式減振器。從而較好地解決了不同轉(zhuǎn)速、不同類型(臥式、立式)、設置在不同建筑、不同樓層的水泵隔振問題。③管道隔振元件可曲撓接頭最大公稱直徑已達3.0m。除普通接頭外,可曲撓橡膠偏心異徑管和可曲撓橡膠接頭相繼問世。使隔振、位移補償、水流改向、管徑改變等多種功能匯集在一個配件上,從而減少了配件數(shù)量。④支架隔振元件從壓力型起步向剪切型、組合型發(fā)展。
(9) 防水錘技術
水錘主要有停泵水錘、斷流水錘和快速關閉閥門水錘3種。室內(nèi)停泵水錘的消除靠速閉止回閥、緩閉止回閥和氣壓給水設備。消除斷流水錘和快速關閉閥門引起的水錘產(chǎn)品主要有小型管式水錘消除器、微型氣壓罐和家用可曲撓橡膠接頭等。
(10) 卡箍式管接頭
消防給水系統(tǒng)的鍍鋅鋼管禁止焊接,大規(guī)格和高、中壓力管道采用鋼塑復合管和涂塑鋼管時也不能采用焊接方式連接管道等原因,卡箍式管接頭得到迅速發(fā)展和廣泛應用。
卡箍式管接頭,又稱溝槽式連接,主要用于鋼制管道的連接,與絲扣連接、法蘭連接和焊接連接并列??ü渴浇宇^型式有剛性接頭、撓性接頭和機械三通(四通)接頭三種,除接頭外,卡箍管件、卡箍閥門和其他卡箍管道附件也需全面配套。它具有不破壞鍍鋅層、施工快速簡便、方便維修管理、使用壽命長、承壓能力高等諸多優(yōu)點,因而廣受歡迎。
(11) 游泳池給水
游泳池整體濾水系統(tǒng)集傳統(tǒng)的水循環(huán)處理和配水、回水系統(tǒng)于一體,也使泳池池體結構不致被破壞。泳池水處理大都采用換水式、溢流式和虹吸吸泥,少數(shù)用砂濾。硅藻土過濾技術開始應用于泳池水循環(huán)處理,頗具應用前景。該技術除濁殺菌效果好,濾后水質(zhì)優(yōu)良,其設備體積小、占地少、操作方便、工作周期長,濾餅可重復利用,水處理成本低。
沖浪游泳池在國內(nèi)興起,機械制浪和水力制浪技術得到應用,并達到一定效果。
(12) 水景工程
水景工程以觀賞為目的,并與建筑藝術功能協(xié)調(diào)結合,其技術發(fā)展迅速,前景樂觀。新穎噴頭和新穎噴水造型設計在不斷拓新變化,如超高型噴頭、子彈噴頭、水雷噴頭、噴泉冰掛、光導水柱、大型瀑布、字幕噴泉、激光噴泉、高射程噴泉、微型噴泉、水幕電影、趣味游樂噴泉(喊泉、投幣噴泉、踏雷噴泉、鼓泉)等。噴泉控制已有程序控制、音樂控制、多媒體技術的觸摸控制等多種方式。相關技術如專用水泵、照明技術、新型建材也隨之配套發(fā)展。水景水池兼有消防、降溫、養(yǎng)魚、曝氣等作用,與環(huán)保、水處理發(fā)展關系密切。
(13) 節(jié)水技術
水資源的貧乏、水源的嚴重污染造成我國缺乏合格的淡水資源,水資源已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的主要因素之一,節(jié)水是開源節(jié)流的有效途徑,節(jié)水不僅在現(xiàn)在,而且在將來都將是具有戰(zhàn)略意義的基本國策之一。
建筑給水的節(jié)水重點在于:衛(wèi)生器具給水配件、建筑中水和冷卻循環(huán)水等方面。
節(jié)水配件有液壓式?jīng)_洗水箱配件、屋頂水箱的逆開式配重浮球閥、雙浮筒浮球閥、液壓式浮球閥和呼吸閥等產(chǎn)品。大便器沖洗水箱容積從13 L降為9 L,再進一步降至5.5~6 L。新型水表如遠傳式水表開始應用,對節(jié)約用水起一定作用。
建筑中水系統(tǒng)將污、廢水分流或?qū)ξ邸U水合流的生活排水進行處理,然后再予回用,用于雜用水系統(tǒng),此舉對節(jié)水有重大意義。
冷卻循環(huán)水的使用是建筑給水的另一項重大節(jié)水措施。
3.2 建筑排水
(1) 衛(wèi)生器具
衛(wèi)生器具,亦稱衛(wèi)生潔具,是建筑給排水的基礎,它是建筑給水系統(tǒng)的終端,也是建筑排水系統(tǒng)的起端,它最直接反映人們生活水平和生活質(zhì)量。
近年來,最有代表性的衛(wèi)生器具有:水力按摩浴盆、連體式低位沖洗水箱的漩渦式大便器、高標準的全自動坐式大便器、休閑衛(wèi)生器具如桑拿浴設備、蒸汽浴設備、熱能震蕩按摩設備和身體機能調(diào)理運動器等。
衛(wèi)生器具的發(fā)展在向多品種、多功能、多類型、多樣化發(fā)展的同時,也有專一化的傾向,如殘疾人專用衛(wèi)生設備、兒童專用衛(wèi)生設備和理療、水療用四浴槽等都表明專一化的傾向。
(2)地漏
地漏是設置位置最低、排水條件最差的排水設施。其功能是排除地面積水和作為管道始端的清掃口。處理不當時,常有地漏水封破壞、排水通道堵塞、地漏頂標高高于地面而無法排除地面積水、排水返溢倒灌等弊病。經(jīng)過科研技術人員和生產(chǎn)廠家的共同努力,這些弊病已獲解決,并形成系列新型產(chǎn)品,包括深水封地漏、多通道地漏、防返溢地漏、可調(diào)地漏、密閉地漏、快開式地漏、側(cè)墻式地漏、防凍地漏、防爆地漏、網(wǎng)筐式地漏等。
(3) 排水管材和配件
排水塑料管,即建筑排水硬聚氯乙烯管,作為化學建材的主力軍,是我國從戰(zhàn)略高度積極推行的管材。它具有耐腐蝕性能好、重量輕、摩阻小、生產(chǎn)能耗低、安裝施工方便、使用壽命長等優(yōu)點,是我國近年來發(fā)展最快的排水管材。經(jīng)過多年的工程實踐,管道伸縮、耐溫要求、抗老化性能等問題都已得到解決,技術重點側(cè)重于接口防漏,生產(chǎn)復合型塑料管和改善排水管水流條件以減少排水噪聲,加設防火套管、阻火圈、管道阻火塞以防止火災蔓延,生產(chǎn)薄膜式自動進氣閥以解決排水立管中壓力劇變引起的水封破壞等,使塑料管應用范圍進一步擴大。
鑄鐵材質(zhì)排水管在諸多場合仍是首選的排水管材之一。鑄鐵管材已有立模澆注、離心澆注成型和球墨鑄鐵管等不同類型。自80年代開始至今,接口方式除傳統(tǒng)的承插捻口連接方式外,已有承插口柔性連接、平口節(jié)套式連接、平口法蘭連接等多種方式。與塑料管和傳統(tǒng)承插鑄鐵管相比,各種柔性接口都有可曲撓、噪音低、防火性能好、縮脹系數(shù)小、耐磨性好、抗震性好和快速連接、美觀等優(yōu)點。
(4) 通氣系統(tǒng)
進入80年代,我國通氣系統(tǒng)體系逐步建立,已制定可適應不同建筑標準、不同要求的五級標準,即伸頂通氣管、不伸頂通氣管、專用通氣立管、環(huán)形通氣管和器具通氣管。
在通氣系統(tǒng)基礎上發(fā)展的是通氣閥,以減少伸頂通氣、替代專用通氣管且具有補氣、通氣功能的閥件?,F(xiàn)處于工程實踐階段。
(5) 特殊單立管排水系統(tǒng)
特殊單立管排水系統(tǒng)自70年代末傳入我國并逐步得到發(fā)展。特制配件單立管排水系統(tǒng)比普通單立管排水系統(tǒng)的通水能力提高1/3,并可減少立管數(shù)量、改善排水系統(tǒng)通氣條件、增加排水橫管的連接數(shù)量、節(jié)省管材、節(jié)省工時。該技術在我國山西太原首先應用,北京前三門工程得到推廣,接著采用的有天津、長沙、上海、廣州等地。但因無定型產(chǎn)品及技術配套,未能大范圍推廣應用。直至90年代中后期,又掀起高潮。目前已有定型產(chǎn)品,但產(chǎn)品局限于鑄鐵制品,型號局限于蘇維托系統(tǒng)的混合器和跑氣器。
(6) 建筑中水
在建筑逐步向綠色生態(tài)建筑發(fā)展的同時,建筑中水系統(tǒng)成為建筑給水排水的一個發(fā)展方向。建筑中水既可節(jié)水,又可使污、廢水資源化,對環(huán)保、防治水污染、緩解水資源不足有重要意義,并有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益?,F(xiàn)有的建筑中水水質(zhì)標準按生活雜用水水質(zhì)標準,系統(tǒng)推薦污、廢水分流制,處理工藝推薦物化處理為主的工藝流程,或采用生物處理和物化處理的工藝流程。建筑中水目前已有定型產(chǎn)品可供選用。
(7) 醫(yī)院污水處理技術
醫(yī)院污水含有大量病源體,按醫(yī)院性質(zhì)分有傳染病醫(yī)院污水和綜合污水;按污水成分分有放射性醫(yī)院污水、廢棄藥物醫(yī)院污水、含重金屬離子醫(yī)院污水。為防止傳染病蔓延,防止江河水體污染,保護人民身體健康,醫(yī)院污水必須進行消毒處理后才能排放。通常的消毒方式有液氯法、臭氧法、次氯酸鈉法和二氧化氯法。
(8) 小型生活污水局部處理
為保護環(huán)境,減少污水對天然水系的污染以及減輕城市排水管系的負荷和防止堵塞,在城市污水處理發(fā)展趕不上城市建設需要的情況下,小型污水局部處理在南方地區(qū)已有較大范圍的應用。小型生活污水局部處理的方法取決于污水性質(zhì)(有無工業(yè)污水排水)和污水排放出路。處理目的為降低BOD、COD和氨氮指標,處理工藝以接觸氧化為主,處理構筑物多為地埋式。與城鎮(zhèn)污水處理相比,其突出的不同點為有除臭裝置,除臭方法目前有高空排放和土壤除臭。
(9) 屋面雨水排水問題
屋面雨水排除是建筑排水的重大課題之一,在按重力流排水設計方法失敗后,整整徘徊了30年。自90年代開始,該項技術在認識上已趨向成熟,認定屋面雨水排除的首要任務是流態(tài)設定,然后再按照設定的流態(tài)進行壓力流和重力流設計。雨水斗的突破是新穎雨水斗的問世,它的型式與水力工況相配套,可調(diào)整排水阻力以平衡雨水斗排水量。
(10) 污水泵
污水泵用于建筑排水的提升。但排污泵的易堵塞是建筑排水的老大難問題之一,繼大流道排污泵問世以后,有撕裂功能和碾磨裝置的排污泵開始應用于工程并受到歡迎。近年來應用水葉輪理論的排污泵又把防止水泵堵塞提高到一個新的臺階。
漂浮物清除泵用于清除除油池、氣浮池表面泡沫浮污物,效果良好。
(11) 排水系統(tǒng)防堵塞
新型的真空排污系統(tǒng)是利用真空作為動力源,與傳統(tǒng)的重力排污系統(tǒng)相比,具有沖刷水量少、收集污物濃度高、處理成本低、施工方便等優(yōu)點。該系統(tǒng)對于缺水地區(qū)、重力排污系統(tǒng)修建困難的地區(qū)尤為合適,具有廣闊的應用前景,在環(huán)境保護及資源利用上具有重要的意義。
3.3 熱水供應
(1) 直接加熱設備
新一代的直接加熱設備是集中熱水機組,分殼管式和組環(huán)式兩大類。
熱水鍋爐加熱設備是熱水供應的核心,燃氣、燃油熱水鍋爐應用是加熱設備的一大發(fā)展??傮w上,一次換熱的效率要高于兩次換熱,我國已成功地研制出全自動高效熱水鍋爐,即中央熱水機組。
(2) 間接加熱設備
在優(yōu)先推薦一次換熱的同時,不排除兩次換熱的存在。長期以來,我國采用的間接加熱設備主要是容積式水加熱器,其加熱方式可劃歸為“層流加熱”范圍。80年代末和90年代初,容積式水加熱技術有了第二次突破。間接加熱設備的發(fā)展主要表現(xiàn)為對傳統(tǒng)容積式水加熱器和“層流加熱”的質(zhì)疑,提出“紊流加熱”的概念,即提高熱媒和被加熱水的流速,從而提高傳熱系數(shù)和改善傳熱效果。
理論上從“層流加熱”發(fā)展到“紊流加熱”,這在熱水技術的發(fā)展上是一個質(zhì)的飛躍。這種飛躍極大地推動了我國間接加熱設備的研制和發(fā)展。依據(jù)此思路,各種類型新型間接加熱設備導流型容積式水加熱器、半容積式水加熱器、半即熱式水加熱器、新穎快速式水加熱器問世,并形成間接加熱方式和間接加熱設備的完整體系。
(3) 熱水水質(zhì)處理
對熱水的水質(zhì)處理開始重視水質(zhì)穩(wěn)定問題。主要的處理方法有:軟化法、磁化法、靜電法、電子法、離子法、穩(wěn)定劑法和除氧法等。
90年代后期,熱水技術的第三次突破是對熱水軍團菌滋生問題有足夠的認識,并采取了一定措施,如定期提高熱水出水溫度等方法。
(4) 熱水管材
在熱水管材方面,銅管的應用范圍進一步擴大,并形成我國獨特的、與船用銅管系列并列的建筑用銅管系列和相應的銅管管件規(guī)格。
塑料管在耐熱、耐壓、抗老化、抗沖擊和降噪等方面已能符合使用要求。目前國內(nèi)已有交聯(lián)聚乙烯管、聚丙烯管、交聯(lián)鋁塑復合管和聚丁烯管可供選用,塑料管是抗蝕防垢的最佳選擇。
(5) 熱水供應配套技術
在溫度自動調(diào)節(jié)方面,引進了國外先進技術,新一代產(chǎn)品如自力式、電動式、溫度壓力與溫度流量雙重控制的自動溫度調(diào)節(jié)裝置,使溫控誤差范圍、使用壽命和靈敏度等方面均有較大改進,并能基本滿足使用要求。
防水錘安全控制方面使用汽水分離器和防水錘器來解決。熱水配水點防燙傷安全控制有恒溫混合龍頭,公共場所為節(jié)水和防細菌交叉污染有光控混合龍頭。壓力式膨脹水罐的應用緩和了閉式系統(tǒng)水加熱后體積膨脹的問題。
在熱水管道溫度伸縮補償方面,有波紋管和壓力自平衡式波紋管的應用,比fi型管更為適用、美觀和占地少。
(6) 節(jié)能技術
節(jié)約能源是我國經(jīng)濟發(fā)展中的一項重要措施,熱水供應是建筑給排水節(jié)能的重點。目前在熱水供應方面已采用的主要節(jié)能措施有:提高給水溫度,合理確定冷水加熱溫度;降低使用溫度;減少熱損失,采用高效能保溫材料;改進加熱方式和熱水系統(tǒng);合理計算耗熱量;提高水加熱器的傳熱效率;利用新能源;采用節(jié)能新產(chǎn)品等。
(7) 飲水制備
因住宅環(huán)境和生活質(zhì)量的不斷提高,人們對飲用水水質(zhì)的要求越來越高。
為改善飲用水水質(zhì),最初是用小型家用凈水器,其處理方式是用活性炭吸附過濾,缺點是不易控制濾料使用。近年出現(xiàn)優(yōu)質(zhì)飲用水如超純水、純水、蒸餾水、礦泉水和深度處理水等,其處理工藝有離子交換、超濾、膜濾蒸餾、消毒殺菌等,供水方式有桶裝供應和管道分質(zhì)供應。桶裝供應已較普遍,管道分質(zhì)供水也開始在工程中應用。
(8) 局部加熱方式的普及
利用太陽能的加熱設備有真空管式熱水器和熱管式熱水器,其集熱效率高、保溫性能好、受環(huán)境溫度影響小、全自動運行、操作簡單、維修方便、可全年使用。在工程實踐中得到廣泛應用。
3.4 建筑滅火
建筑滅火設計是建筑給水排水的重要組成部分。消防技術正處于轉(zhuǎn)折點,其標志是消防給水系統(tǒng)以臨高壓為主向穩(wěn)高壓為主轉(zhuǎn)化,以消火栓給水系統(tǒng)為主向以自動噴水滅火系統(tǒng)為主轉(zhuǎn)化,氣體消防以鹵代烷為主向以系統(tǒng)替代和藥劑替代轉(zhuǎn)化。
(1) 消火栓給水系統(tǒng)
消防給水我國始終界定于高壓、臨時高壓和低壓3種系統(tǒng)。近年來正確界定和確立了穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的地位。穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)無論在準工作狀態(tài)還是消防時,都能使消防給水管網(wǎng)中的水壓滿足消防用水時的需求。穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)由室內(nèi)向室外設置發(fā)展,由獨立設置向集中設置發(fā)展。
減壓穩(wěn)壓消火栓的研制成功,解決了原先減壓孔板或減壓孔板型消火栓等產(chǎn)品減壓時的弊病,可保證消防給水時的減壓限流,均衡供水。
在消火栓給水系統(tǒng)中更注意撲救初期火災。在這方面,主要措施有:擴大自動噴水滅火系統(tǒng)的應用范圍,噴淋系統(tǒng)采用特種噴頭—快速響應噴頭,增設小口徑自救式消火栓,增設建筑滅火器,加強消防工作泵和備用泵的自動切換裝置,消防水泵電機控制的智能化以及消防給水設施的自動檢驗等。
(2) 自動噴水滅火系統(tǒng)
近年來我國確定了以消火栓給水系統(tǒng)為主逐步向自動噴水滅火系統(tǒng)為主過渡的原則。增加自動噴水噴頭的設置部位,是我國消防給水系統(tǒng)設置標準和發(fā)達國家逐步接軌的重大舉措。自動噴水滅火系統(tǒng)除傳統(tǒng)的濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預作用系統(tǒng)和雨淋系統(tǒng)外,出現(xiàn)了新系統(tǒng):重復啟閉預作用系統(tǒng)、快速響應早期滅火噴頭的滅火系統(tǒng)和自動噴水—泡沫聯(lián)用的滅火系統(tǒng)。這些新系統(tǒng)有傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)不可替代的特點。
新產(chǎn)品的發(fā)展主要表現(xiàn)在:快速響應噴頭、擴展覆蓋邊墻型噴頭和快速響應早期滅火噴頭為標志的特種噴頭的出現(xiàn)。特種噴頭填補了標準噴頭設置的空白點,彌補了標準噴頭的欠缺,是標準噴頭技術發(fā)展的必然結果。特種噴頭應用在我國高層建筑的倉儲類建筑中,取得了控火、滅火迅速、及時的明顯效果。
(3) 氣體消防
我國氣體消防技術起步較晚而發(fā)展較快。
CO2氣體消防技術從1977年我國試產(chǎn)了二氧化碳自動滅火裝置并通過鑒定以來,已廣泛應用。CO2氣體滅火系統(tǒng)按貯壓等級可分為高壓和低壓系統(tǒng)。
鹵代烷滅火系統(tǒng)自我國80年代的系列研究課題的完成,實行了產(chǎn)品社會化、系列化、多樣化和標準化,如1201、1301、2402等,是一種高效、低毒、無腐蝕、久貯不變的滅火劑。
隨著鹵代烷破壞臭氧層問題的提出,氣體消防積極開展鹵代烷替代技術的研究。出現(xiàn)了七氟丙烷(FM200)、煙絡盡(INERGEN)、CEA、Triodide等安全、經(jīng)濟、有效的氣體滅火劑。我國自行開發(fā)、研制、生產(chǎn)的EBM氣溶膠滅火系統(tǒng),高效、無毒、無污染、不損耗大氣臭氧層、電絕緣性良好,設計、安裝、維修管理簡便可靠。
(4) 特種消防
目前滅火劑和滅火系統(tǒng)日趨多樣化。水噴霧在可燃液體火災、電氣火災、燃油鍋爐火災中的應用,高、中、低倍泡沫消防在油類、汽車庫滅火中的應用,蒸汽滅火的應用,……,擴大了自動噴水滅火系統(tǒng)的應用范圍。相應的系列滅火設計規(guī)范、規(guī)程的編制和實施,標志著我國氣體滅火系統(tǒng)的逐步完善和成熟。
(5) 消防器材
泄壓閥可在壓力超過一定限值時,自行開啟,泄壓保護。其靈敏可靠,可有效防止超壓而造成的損害。緊急關閉閥,亦稱定壓關閉閥,平常低壓時,處于常開狀態(tài),供應生活用水;消防高壓時,閥門緊急關閉,切斷生活用水,保證消防用水;消防結束壓力下降后,閥門開啟。信號閥,即有信號裝置的蝶閥或閘閥,亦即信號蝶閥或信號閘閥;信號閥可有效防止消防時閥門的誤開啟或關閉。
新型水泵接合器將閘閥或消防蝶閥、止回閥、安全閥、接合器本體等多體合一,外形小巧,安裝方便。消防泵出現(xiàn)專用消防泵,即流量—揚程曲線平緩的切線泵,可有效解決超壓問題,具有占地省、運轉(zhuǎn)性能好、噪聲低、可靠性高、使用壽命長的優(yōu)點。
3.5 其他方面
(1) 工程建設標準
在組織方面,全國性的建筑給水排水組織先后成立,如1986年成立的全國建筑給水排水工程標準技術委員會和1987年成立的中國土木工程學會給水排水學會建筑給水排水委員會等。
(2) CAD技術的應用
CAD技術在設計中已廣泛應用。目前建筑給水排水CAD商品軟件包功能強大,覆蓋廣,專業(yè)性強,有實用價值。內(nèi)容包括室內(nèi)、外給水排水、消火栓給水、自動噴水滅火系統(tǒng)的平面設計、系統(tǒng)圖的生成、大樣圖繪制、材料自動統(tǒng)計等。尚有許多方面待開發(fā)。CAD技術應用的目的是不斷提高設計質(zhì)量、設計速度和設計標準化的程度。
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