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陈振铁高工关于给水排水专业节能减排的看法

文章来源:海西给排水 发布时间:2017-10-01 09:29:00 阅读次数:559 次 [关闭]

 

摘要:本文从小区地下管网的建设、太阳能热水系统的应用、旧城排水系统雨污水分流改造三个不同方面探讨了给水排水专业节能减排的必要性,并结合工程实例,提出相关的意见及应注意的问题,希望能促进给水排水专业节能减排工作更上一层楼。

关键词:节能减排、地下管网、太阳能、排水管道改造

 

引言

我们日常生活中经常遇到与绿建紧密相关的事。比如,2009年发表的《给排水专业节能节水设计思路》1及《叙说给水排水专业节能节水设计》2中所阐述的几个问题。几年过去了,我们对绿建又有了新的认识,深入探讨给水排水专业节能减排也无妨。本文主要抓住小区地下管网设计及施工的重点、太阳能热水系统节能减排情况及应用的注意事项、旧城排水系统雨污水分流改造与监管的措施等二、三事。

1  小区地下管网设计、施工应注意的问题

1.1  工程概况

小区地下管网特别是消防给水管网犹如人体的血管,是生命线,一旦断裂,火灾发生时会影响及时施救,造成人员伤害及财产损失。

有一住宅小区占地近400亩,总建筑面积约50m22006年开始建设。五年后全面竣工交付,至2013年底入住约1100户。投入使用后消防给水管道、接头开裂,渗漏水严重,消防给水管道系统试验压力上不去,影响到小区整个消防给水系统的正常运行,多次检修效果不明显。特别是2014年经多方研究后进行整改,花费了人民币40多万元,亦不能达到消防给水标准。20164月,有关部门下决心不惜一切彻底解决此问题,拨付资金,汇集各路人马对该消防给水系统的改造集思广益。设计单位负责该工程的改造设计。经过这次改造,该小区消防给水安全性的问题彻底解决了。

1.2  问题分析

1)该小区建设用地原为滞洪区农田,开发建设时其回填土厚度约2~3米。由于回填时间短,除道路压实度符合要求外,小区埋地管道铺设用地的基础压实度不能满足其荷载要求。

2)该小区埋地消防给水管道管材选用PE给水管,对口热熔焊接,受压后出现脱开的现象。室内架空消防管道的管材为镀锌钢管,在与小区埋地消防管道衔接的地方已发生锈蚀、胶圈脱落的现象。

3)由于埋地管道地基承载力不足,位于车行道与其它地块衔接处的管道及接口又未采用防管道变形的技术措施,当地基由于上部结构自重和附加荷载作用而产生过大的压缩变形时,特别是产生超过管道本身所能允许的不均匀沉降时,就会导致管道及接口因变形过大引起渗漏。

4)管道个别位置遭受载重汽车的碾压而破裂。

5)埋地消防给水管道破裂渗漏后,基础受地下水的长期浸泡,基础松软,或其它原因引起地下水流动导致管道基础被掏空,管道的安全性及路面的稳定性更差,管道更容易被压坏。

1.3  改造措施

1)将小区埋地消防给水管道的管材更换为给水钢丝网骨架复合管(管材压力满足工程要求),承插电热熔连接。

2)充分利用小区内排洪渠渠壁(渠底亦可利用,已复核管道不影响水渠正常行洪)、地下室及建筑物架空层上空,把各单体消防给水管网与该小区室外部分的消防管网相应连接改造并网。另外,地下室内原有室内消防给水管道尽量予以利用,以节省改造费用及满足人防部位管道的施工要求。

3)对埋地消防给水管道的地基承载力进行复核,满足要求后再铺设管道。

4)埋地管道上的阀门增加伸缩节,长距离的直线管道上增设补偿器,以增加管道抗形变能力。

    经过改造后,该小区消防给水管道供水压力已达到了消防有关要求。此次消防给水管道改造费用为人民币170多万元。

1.4  体会与建议

该小区消防给水工程从建设到彻底改造不足10年,且是在病态中运行。而在正常的工作环境下,小区消防给水管道采用PE给水管的使用年限为50年。该改造工程前后共花费了210多万元。从该项工程中,我们看到了做好地质勘查、充分了解地质情况对管线建设的重要性,否则会存在影响供水系统安全的隐患甚至造成不必要的经济损失,并得出了以下几点体会及建议。

1)设计人员要详实了解建设场地的地质情况,特别是淤泥层、滞洪区域及低洼回填场地,勘查其地质情况是非常必要的,以便于对管道基础进行设计。对于应作特殊处理的地基,也应在设计阶段就予以充分考虑,有利于后期工程施工建设的顺利进行。设计说明应明确管道、阀门井(检查井)的荷载要求,以保证设计文件的完整性,避免管道基础出现质量问题而互相推诿。

    2)小区室外管道的布设应在场地达到三通一平的标准之后进行。管道运行后,管道地基沉降量超过管道本身所能允许的不均匀沉降时,应考虑管道地基的特殊处理,如桩基、抛石、换填等,以满足铺设管道的荷载要求,确保管道安全运行。

3)在小区建设场地回填土较厚且不易均匀夯实的情况下,管道基础亦应按设计要求认真处理。除此之外,应对管道采取一定的补偿措施,如在直线管段上适当加设补偿器、管道经过不均匀沉降处(如道路下方、与单体衔接处)作自然补偿等,以避免管道不均匀沉降时引起管道拉裂、断裂等事故。

4)埋地管道管材的选择及连接方式应适合建设场地地质条件的要求,其抗压、抗拉、水力条件、使用寿命应满足工程设计、施工、管理维护的要求。监理人员应对管材的采购严格把关,特别是对于塑料类管材的采购,必须禁止买进由废旧回收材料加工的不合格管材,否则运行后管道容易出现开裂(有的甚至为纵向长条开裂)。

管道及其衔接还应进行相关的抗震设计。

5)管道转弯处、三通处应按规范要求设置支墩,避免应力变化破坏管道的稳定性。

6)为方便小区埋地管道上阀门的维修,同时也为了避免管道伸缩或外力作用导致管道、阀门变形,小区埋地管道上装设的阀门应配套伸缩接头。

7)钢制给水管道的防腐措施应明确,避免管外壁受蚀后管道渗漏水及降低其正常的使用寿命。

8)小区消防给水管道的设计,建议在单体给水入口处、长度>500m的适当位置设置压力表(可设置在阀门井内,压力表表管上应设检修旋塞),为日后系统检测及管道检修提供方便。

9)管道的施工及日常运行管理应引起业主及施工单位(施工时段)的高度重视。管道施工过程中,未达到行车条件时,避免机动车辆及会伤及管道的荷载、应力出现。管道运行期间,严禁超载车辆从管道上通过,以保证管道安全。

10)消防给水工程应由有相应资质的施工单位施工。

2  太阳能热水系统节能减排情况及应用的注意事项

2.1  太阳能利用的基本情况

能源和环境是影响国民经济持续发展的关键因素。太阳能取之不尽,用之不竭。解决能源及环境污染,开发利用太阳能源是很好的出路之一。太阳能热水系统是将太阳能转换成热能以加热水的装置,是无污染、安全可靠、运行成本低、一次投资长期受益节能环保产品,是给排水节能减排推广的产品之一。

泉州市地处北纬24°59',年平均气温20.4℃,全年日照时数为2223.5小时,年太阳辐射强度为50×108J/m2,是我省建筑与太阳能一体化设计I类地区,太阳能保证率可达50%,适用太阳能热水系统的利用[3]。泉州冬季太阳能集热器安装倾角采用35°为宜。

2.2  太阳能热水系统节能减排情况

节能减排是太阳能热水系统的突出特点,下面我们通过两个工程实例来直观的了解太阳能热水系统的节能减排情况。工程项目一:泉港某酒店,日均供55℃生活热水20m3,折算可节约标准煤25/年,二氧化碳减排量为61.8/年,二氧化硫减排量为0.50/年,烟尘减排量为0.25/年。工程项目二:泉州市某某片区经济适用房及廉租房,住房2088套,采用各家各户独立的太阳能热水系统,折算可节约标准煤405.5/年,二氧化碳减排量为1001.6/年,二氧化硫减排量为8.11/年,烟尘减排量为4.06/年。

从有关资料获悉,截至2016年,泉州市采用太阳能热水系统折合的建筑面积:住宅约43.13m2,宿舍约43.42m2,酒店约48.69m2,医院约40.52m2。根据相关规范、标准及有关工程计算复核,2016年泉州市采用太阳能热水系统折算可节省燃煤4218/年,减排二氧化碳10418.46/年,减排二氧化硫84.36/年,减排烟尘42.18/年,节约用电约2460KW·h/年,节省人民币约1600万元/年。

上述太阳能热水系统示范建筑节能减排效果很明显,但它只占泉州市当年建筑物面积不到10%,节能减排的空间还很大,建议进一步推广建筑太阳能热水系统的应用。

2.3  太阳能热水系统同步设计的相关建议

福建省工程建设地方标准《居住建筑与太阳能热水系统一体化设计、安装及验收规程》DBJ13-80-2006(建设部备案号:J10807-2006),自2006111日起实施。根据第3.1.3“Ⅰ类地区城镇的低层、多层居住建筑和Ⅱ类地区城镇的低层居住建筑的设计阶段,太阳能热水系统所需的冷热水管道和屋面预埋件应同步设计,并严格按设计要求进行安装和验收。”(该条文被建设部标准定额司确定为强制性条文),太阳能热水系统所需的冷热水管道和屋面预埋件需要同步设计。在实际工程设计工作中,因同步设计需花费设计人员的时间、精力,但设计费用未增加,故热水管道和屋面预埋件往往不能同步设计。建议将太阳能热水系统所需的冷热水管道和屋面预埋件的同步设计作为专题设计,相关部门及单位适当给予设计费用,以促进地方标准的实施,推进太阳能热水系统的应用。

2.4  太阳能热水系统常见的设计、安装、管理注意事项

1)应正确确定热水系统的热水量。无论是《建筑给水排水设计规范》GB50015-20032009年版)表5.1.1-1,还是《民用建筑节水设计标准》GB50555-20103.1.7,热水用水定额所对应的热水温度为60℃。在实际工程中,不少太阳能热水系统热水供水温度为55℃,而设计人员对热水供水量未作必要的修正,计算出的热水量因此偏少。

2)住宅以“户”为单位设置“阳台壁挂式太阳能热水系统”。该太阳能热水系统设计时,太阳能集热器的位置、安装倾角、辅助电加热保温水箱(与太阳能热水系统共用)、卫生间等热水供应点(应尽量靠近保温水箱)均应同时设计,并应与相关建筑、结构、电气等专业设计人员协商确定,以确保建筑外观造型不受影响、集热器倾角不造成光污染、集热器等装置安装稳固不发生意外、辅助电加热电源功率到位且漏电保护设施完善(以满足阴雨天热水供应及使用安全)。

3)集中太阳能热水供水系统应注意集热器在屋顶的放置位置与各种管道的水平、垂直交叉之间的关系,应保留检修人行空间,避免人为踩踏热水管及其保温层。管道交叉处建议设计人行“小天桥”,以保护热水管及其保温层。人行“小天桥”设置时应考虑安全方面的问题,设置位置不能靠近女儿墙,以免存在安全隐患。

4)太阳能热水系统供水安全设计应完善,如管道最高处自动排气阀的设置、管道热胀冷缩技术措施的落实、闭式循环安全阀位置的确定、开式系统热水箱溢流管的完善、集热器及金属体避雷接地的设置。循环水泵安装位置事关噪音,应符合《城镇给水排水技术规范》GB50788-2012强制性条文3.6.6“给水加压、循环冷却等设备不得设置在居住用房的上层、下层和毗邻的房间内,不得污染居住环境。”的要求。

5)根据《居住建筑与太阳能热水系统一体化设计、安装及验收规程》DBJ13-80-20063.2.2“太阳能热水系统应安全可靠,内置加热系统必须带有保证使用安全的装置,并根据不同地区采取防冻、防结露、防冰雹、防过热、防雷、抗风、抗震等技术措施。”(建设部标准定额司确定该条文为强制性条文)的要求,应用太阳能热水系统,除在节能减排上下功夫之外,还应根据所在地区的实际情况对太阳能热水系统采取必要的防护措施,小区及住户应注意太阳能热水系统的日常运行管理,以保证太阳能热水系统的安全运行。

3  旧城区排水系统雨污水分流改造与监管

3.1  存在的问题

早期,城市往往采用合流制排水管道系统将雨水和污水(经过简单处理)排至附近水体(内沟河)。随着城市建设规模的发展,直接排入水体的污水量迅速增加,造成水体的严重污染。为了保护水体,也为了满足城市的卫生条件,不少城市特别是历史名城或近期不可改造的旧城区理所当然的需要对城市合流制排水管渠系统进行改造。但从已改造的情况来看,节能减排效果有的并不显著。作者从一旧城区雨、污分流的情况了解到:有的住户将阳台洗衣废水直接接入雨水排水系统,有的小餐饮食店废水未经隔油池处理且直接排入市政雨水系统(如图1:晴天雨水口冒废水,如图2:小餐饮废水通过消防水龙带排入市政道路雨水口中。)。

     

根据相关部门提供的“中心市区内沟河排污口排查情况”文件反映,依然存在污水直排内沟河以及非生活污、废水排入污水管道的情况。这样造成的危害有:一方面,污水直排内沟河对水环境会造成污染;另一方面,污水处理厂对入厂污水水质有一定要求,当污水系统汇入非污废水时,进厂污水污染物浓度偏低不利于污水处理并增加运行成本。

3.2  雨污水分流改造设计应注意的事项

1)旧城区排水系统的改造必须根据当地的具体情况,与城市规划相结合,在确保水体免受污染的条件下,充分发挥原有管(道)渠系统的作用,使改造方案既有利于保护环境,又经济合理切实可行。

2)对旧城区雨、污水排水合流管系应充分进行现场踏勘,各用户雨污水分流改造后排出口应分别记录在案。雨水、污水排出口的管位、标高、管径等应标注清楚并作为设计依据。市政衔接口处相关参数应明确。

3)由于外露的排水管容易被破坏,改造设计时建议尽量考虑管道埋地敷设,并应注意以下两个方面:管道基础应满足其荷载的要求;管道覆土层应满足管道不被碾压破裂的要求,覆土层不足时应采用混凝土包封。排水管与生活给水管交叉时,应优先考虑给水管在上,其接口不应重叠。当生活给水管在排水管下面时,应按《室外给水设计规范》GB50013-20067.3.6“采用钢管或钢套管,钢套管伸出交叉管的长度,每端不得小于3m,钢套管的两端应采用防水材料封闭”的要求设计,以免生活给水受到污染。

4)为方便管理部门对水质动态监管及方便定位有问题的污水管,可以根据实际情况,如在小区污水支管接入市政污水主干管等处污水管上必要的位置设置流量及水质在线监测装置。

5)对于新建及改建的建筑物,为避免住户对阳台的雨水、污水立管乱接乱排,如避免将洗涤废水通过阳台地漏排入雨水系统,建议对设置在阳台的雨水、污水立管分别标明其功能。另外,应加强相关行政、物业管理。相关的行政、物业管理单位可以通过加强宣传及强化巡查等方式避免住户乱接乱排。

3.3  雨污水分流改造施工及管理应注意的事项

1)雨、污水管道施工应严格按照施工图设计文件及《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268实施。强调的是管道及排水检查井的基础、管材的质量及连接方式、管沟回填及夯实、管道闭水试验。特别是雨水、污水不能混接。若发现设计图中单体雨、污排出管标注及衔接有误时应及时提出,由设计人员变更处理以利正常施工。

2)城区市政排水管网的管理部门应存档一份该城区排水系统雨污分流改造的竣工图,以方便日常的监管。改造后,片区内增加住户雨、污水支管与已改造管道的衔接,其接驳口应由该部门或居委会专人负责指定及监督,并在原存档图中予以标明。管理部门应加强对污水管排出口水质和流量的监测。若水质和流量异常,应及时对污水管网进行检查,看是否是用户乱接乱排,抑或是由于污水管破裂、污水检查井防水未做好等导致管中污水流出或地下水渗入管中,逐一排查确定,予以及时处理。只要管理部门能够做好污水管网的管理工作,污水厂的入厂水质及水量是能够得到保障的。另外,可以在晴天的时候,对雨水主干管末端排出口进行抽查,看是否有污水排出,以此判断区域内是否存在污水管道乱接乱排的现象,以便管理部门及时排查处理,确保水环境水体水质。

4  结语

    人类在生活生产中不断的认识和改变自然,最终懂得了生态环境的重要性,懂得了可持续发展的重要性。坚持、深入搞好节能减排工作,在发展建设的同时,节约能源,保护生态环境,让蓝色的天空、清新的空气、清澈的流水重新回到我们的身边!

参考文献

[1]陈振铁,纪锋:给排水专业节能节水设计思路,福建建设科技,2009NO3

[2]陈振铁,叙说给排水专业节能节水,给水排水动态2009.10

[3]福建省工程建设地方标准,居住建筑与太阳能热水系统一体化设计、安装及验收规程,DBJ13-80-2006,建设部备案号:J10807-2006

 

作者简介

陈振铁:就职于泉州市住房和城乡建设局总工程师办公室(已退休),注册设备工程师,高级工程师,单著或合著论文近30篇。代表作《建筑与给排水专业配合问题浅议》刊登在国家核心刊物《给水排水》1996.11;《给水排水专业节能节水设计思路》(第一作者)参加2009年省6.18绿博会被选登在《福建建设科技》2009/NO3;《叙说给水排水专业节能节水设计》在兰州全国给水排水技术信息网2009年年会上发言并刊登在《给水排水动态》2009.10。手机:18906998151


 



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