淺議建筑地下室排水設(shè)計(jì)

城市建設(shè)中，建筑地下室設(shè)計(jì)越來越多。一般來說，建筑地下室有三個(gè)使用功能:(1)作為設(shè)備用房;(2)用作車庫、倉庫、商場等;(3)作人防場所。由于地下室地面設(shè)計(jì)標(biāo)高普遍低于室外地面標(biāo)高，導(dǎo)致地下室排水很難實(shí)現(xiàn)重力自流排入市政排水(雨水、污水)管網(wǎng)，其排水主要依靠設(shè)置“集水坑+排水提升泵”方式來解決。其排水設(shè)計(jì)在建筑給排水設(shè)計(jì)中是重要組成部分。地下室排水主要包括以下五部分:(1)雨水;(2)沖洗地下室地面廢水;(3)生活污水;(4)發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的消防廢水;(5)人防排水。若地下室排水設(shè)計(jì)不當(dāng)，常造成雨水(尤其在暴雨時(shí))或消防滅火用水(發(fā)生火災(zāi)時(shí))不能及時(shí)排除而被淹，從而影響地下室使用及損壞其中的建筑設(shè)備。因此合理設(shè)計(jì)地下室排水非常重要。

1 排水量計(jì)算

1.1 地下室雨水量Q1

地下室雨水排水主要排除車道敞開段和敞開樓梯、豎井處流淌下來的積水。為了盡量減少地下室雨水量，有必要在地下室室外車道或敞開樓梯出入口處作一定的抬高處理，并設(shè)置一道蓋雨水箅子排水溝收集室外地坪流向出入口的雨水，這部分雨水可重力流向室外雨水井。另在地下室室內(nèi)車道或敞開樓梯出入口處再設(shè)一道蓋雨水箅子排水溝攔截雨水或地漏收集雨水至附近集水井內(nèi)，通過潛水排水泵提升，排至室外雨水井。

式中:Q1—雨水流量(l/s);ψ—徑流系數(shù)，一般取0.9;q—當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度(l/s·ha);F—匯水面積(m2)，應(yīng)為坡道敞開面積及其側(cè)墻面積之和，F(xiàn)=A1+A2/2，其中A1為坡道露天面積，A2為坡道側(cè)墻面積。

1.2 地下室沖洗地面廢水量Q2

為了保持車庫內(nèi)清潔，地下室地面需要用水沖洗。

式中:Q2—地面沖洗廢水量(l/s);Kh—小時(shí)變化系數(shù)，取1.0;q—沖洗用水標(biāo)準(zhǔn)(l/m2)，一般取2～3l/m2;F—汽車庫的面積(m2)，(如有防火分區(qū)，應(yīng)按每個(gè)防火分區(qū)的面積分別計(jì)算);T—使用時(shí)間(h)，一般取6～8h;

1.3 地下室消防廢水量Q3

當(dāng)建筑地下室發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防排水量規(guī)范并沒有明確規(guī)定其取值，一般各設(shè)計(jì)院都是憑自己的經(jīng)驗(yàn)來做。考慮到地下室設(shè)備房中通常的空調(diào)冷凍機(jī)組、水泵機(jī)組、變配電設(shè)備、備用發(fā)電機(jī)等基礎(chǔ)高度離地面0.2m左右，因此當(dāng)?shù)叵率曳e水在0.2m以下時(shí)，就不會(huì)對地下室的設(shè)備造成損壞。在不影響地下室設(shè)備正常使用的條件下，從節(jié)約成本的角度出發(fā)，消防廢水量可減去地下室的允許積水容積，來確定排水泵流量及集水井容積。

根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95，2005年版)，按照最不利情況考慮，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)的消防水量分別為30l/s、40l/s，火災(zāi)持續(xù)時(shí)間分別為1h、3h。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，自噴系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng)，產(chǎn)生的消防廢水量為540m3，以2000m2消防分區(qū)為例，則地面積水厚度為0.27m。消防排水量Q3=(0.27-0.20)×2000=140m3。

1.4 地下室衛(wèi)生設(shè)備污水量Q4

地下室衛(wèi)生間的生活污水量Q4應(yīng)按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50015-2003)有關(guān)設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算公式確定。

1.5 人防污水量Q5

人防污水量Q5包括口部沖洗廢水及清潔區(qū)內(nèi)生活污水，應(yīng)按《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50038-2005)有關(guān)公式計(jì)算，本文不作進(jìn)一步探討。

2 潛水排水泵的選用

2.1 排水泵流量

上述流量Q1～Q5中，Q2不與Q1及Q3同時(shí)發(fā)生，且其值較小，可略去不計(jì)。另外注意一點(diǎn)，用于排出消防電梯下積水的集水井中排水泵的排水量不應(yīng)小于10L/s。

2.2 排水泵的揚(yáng)程計(jì)算

式中:H—潛水排水泵揚(yáng)程(m);Hm—排水管出口標(biāo)高與集水坑運(yùn)行停泵水位的高差(m);Σh—水泵進(jìn)、出口管道水頭損失(m);Ha—出水口的自由水頭(m)，一般取2～3m。

2.3 選泵及泵組合

除根據(jù)上述流量和揚(yáng)程，在潛水排水泵特性曲線高效區(qū)內(nèi)選泵外，還應(yīng)注意集水井的調(diào)節(jié)容積與井內(nèi)最大流量那臺泵的流量成正比。因此，當(dāng)排水量較大時(shí)，宜采用多臺泵并聯(lián)方式，以減小每臺泵的流量，從而避免設(shè)置太大的集水井，減小土建工程投資。排放生活污水的排水泵應(yīng)選用帶有切割或允許通過相應(yīng)粒徑顆粒污物的潛水泵。

潛水排水泵組大多一用一備，或多用一備，逐臺投入(此時(shí)各臺泵的啟泵線相差100～200mm)，并設(shè)自控裝置、故障聲光報(bào)警和常用與備用泵自動(dòng)切換。地下停車庫平時(shí)少有排水，潛水排污泵往往長期閑置。因此要定期試泵(三個(gè)月一次)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)維修。

3 集水井設(shè)計(jì)

集水井主要起收集、貯水及調(diào)節(jié)作用。

3.1 集水坑的水位和控制方式

集水坑的水位一般設(shè)置3個(gè)控制點(diǎn):低水位(停泵水位)、高水位(啟泵水位)和報(bào)警水位。低水位按潛水泵間歇運(yùn)行設(shè)計(jì)，以選用的潛水泵廠家樣本為準(zhǔn);報(bào)警水位一般比集水坑進(jìn)水管渠底低100mm以下，高水位比報(bào)警水位低100mm。備用泵應(yīng)在報(bào)警水位處投入運(yùn)行。排水泵的運(yùn)行由集水坑的液位自動(dòng)控制，控制方式有浮球式和液位傳感式。

3.2 集水井有效容積確定

集水井有效容積是指集水井中低水位與高水位之間那部分容積。

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50015-2003)第4.7.8條第1款要求，這部分貯水有效容積不宜小于井內(nèi)最大一臺泵在自控狀態(tài)下5min的出水量，且排水泵每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)不宜超過6次。另外，按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)6.3.3.11條規(guī)定，用于收集消防電梯的井底排水的集水井容量不應(yīng)小于2.00m3。地下室用作人防功能時(shí)，清潔區(qū)內(nèi)戰(zhàn)時(shí)生活污水集水井的有效容積包括調(diào)節(jié)容積和貯備容積，其中調(diào)節(jié)容積應(yīng)符合建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50015-2003)第4.7.8條第1款要求，貯備容積必須大于隔絕防護(hù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的全部污水量的1.25倍。

3.3 集水井設(shè)置位置

污水集水井宜設(shè)置在地下室(平時(shí)或戰(zhàn)時(shí))衛(wèi)生設(shè)備的底板下或臨近位置，獨(dú)立設(shè)置，并設(shè)通氣管高空排放臭氣;收集地下車庫坡道處的雨水集水井應(yīng)盡量靠近坡道盡頭處;地下室內(nèi)排水集水井應(yīng)設(shè)置在使排水管、溝盡量簡短的地方;消防電梯坑集水井應(yīng)設(shè)在電梯附近，但不應(yīng)直接在電梯井內(nèi)，井底低于電梯坑底不小于0.7m;地下室用作人防時(shí)，設(shè)在防護(hù)密閉門內(nèi)的洗消廢水集水井是收集防毒通道、洗消間和防護(hù)密閉門內(nèi)染毒區(qū)的墻、地面的洗消水;設(shè)在防護(hù)密閉門外的洗消廢水集水井是收集密閉門以外的墻、地面的洗消水。

在集水井的設(shè)置中，還要特別注意以下幾點(diǎn):(1)每個(gè)集水井的受水區(qū)內(nèi)應(yīng)無沉降縫、伸縮縫、變形縫。根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定建筑物內(nèi)排水管不得穿越以上諸縫;(2)每個(gè)防火分區(qū)必須獨(dú)立設(shè)置集水井，以免排水直埋管穿越防火分區(qū)。一旦發(fā)生火災(zāi)，雖然防火卷簾將兩防火分區(qū)阻隔，但隱患埋藏于車庫底板下;(3)在有人防的地下車庫，每個(gè)人防防護(hù)單元內(nèi)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置集水井，排水直埋管也不應(yīng)穿越防護(hù)單元，且排水直埋管亦不能穿越人防區(qū)與非人防區(qū)。

3.4 集水井優(yōu)化組合

地下室兼有平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)功能時(shí)，為了便于管理，節(jié)約造價(jià)，有些集水井能兼用。防護(hù)單元清潔區(qū)內(nèi)有供平時(shí)使用的生活污水集水井或消防廢水集水井時(shí)，宜兼作戰(zhàn)時(shí)生活污水集水井。另外一些通過防爆地漏及排水管收集的洗消廢水可排入非人防區(qū)內(nèi)供平時(shí)使用的生活污水集水井或消防廢水集水井內(nèi)。由于在隔絕防護(hù)時(shí)間內(nèi)，人防用的集水井不允許向外排水，所以在臨戰(zhàn)時(shí)兼用的集水井必須清空。

4 結(jié)論與建議

(1)建筑地下室排水很重要，設(shè)計(jì)不當(dāng)有可能造成地下室被淹的嚴(yán)重事故，而地下室排水泵排水量的大小與地下室消防水量、地下室面積、當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度、出入口敞開面積等有關(guān);(2)排除消防廢水的地下室排水泵應(yīng)根據(jù)消防流量和地下室的水容量選擇排水泵的排水量;(3)地下室集水井布置要合理，在滿足最不利情況下的排水時(shí)，應(yīng)盡量減少集水井水量，以便于管理，節(jié)約造價(jià);(4)地下室水池、排水集水坑均應(yīng)設(shè)置水位報(bào)警裝置，以便于水池發(fā)生溢流時(shí)及時(shí)報(bào)警。

[1]GB50015-2003，建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社，2003.

[2]GB50045-95(2005年版)，高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社，2005.

[3]GB50038-2005.人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]黃頻.淺談地下停車庫排水設(shè)計(jì)[J].給水排水，1998，25(5):49-51.