摘要
居住小區(qū)一般在自行車坡道入口、單體地下室、室外下沉廣場(chǎng)和汽車坡道入口等需要設(shè)置雨污水提升排放系統(tǒng)。某些小區(qū)由于市政管網(wǎng)高于基地雨污水排出管，也需要設(shè)置排水泵站。雨污水提升系統(tǒng)包括集水坑、排污泵和排出管道等。
關(guān)鍵詞：集水坑排污泵有效容積
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，房地產(chǎn)項(xiàng)目的綜合性越來(lái)越高，在近幾年的設(shè)計(jì)過(guò)程中，地下部分的設(shè)計(jì)工作也越來(lái)越復(fù)雜。對(duì)于給排水設(shè)計(jì)專業(yè)來(lái)說(shuō)，地下排水是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)造成地下室被淹、水泵電機(jī)燒毀等，給人們的生活水平造成干擾，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)間才來(lái)補(bǔ)救，困難太大，因土建專業(yè)預(yù)留的集水坑已經(jīng)施工完畢，難以更改。所以此處設(shè)計(jì)也不可馬虎。
居住小區(qū)的集水坑，大致可以分為以下幾個(gè)類型：1.坡道集水坑，包括自行車坡道集水坑和汽車坡道集水坑；2.住宅單體地下室集水坑，包括消防電梯集水坑及非消防電梯集水坑、地下室集水坑、下沉庭院集水坑；3.地庫(kù)內(nèi)集水坑，包括沖洗用集水坑及消防排水集水坑、設(shè)備用房集水坑；4.小區(qū)雨水泵站。
1.坡道集水坑
以汽車坡道為例，集水面積約160m?（含坡道兩側(cè)的側(cè)墻面積），降雨歷時(shí)按5min計(jì)算，暴雨重現(xiàn)期按50年計(jì)算,得其排水量為36m?/h（以上海為例）。設(shè)置一個(gè)2.0mx2.0mx1.5m（凈尺寸）的集水坑，提升泵參數(shù)為q=36,h=15m,n=3.0kw，見圖１及表2。
如圖1及表２：水泵啟泵水位為坑底標(biāo)高+1.3（m），停泵水位為坑底標(biāo)高+0.34（m），所以集水坑的有效容積3.8，水泵5min的排水量為3.0，3.8>3.0,滿足要求。
由于目前業(yè)主為節(jié)省投資，減少開挖量，常常壓縮集水坑參數(shù)，認(rèn)為僅僅把水泵放置在集水坑即可，因此最后一步核算其有容積是否滿足規(guī)范要求相當(dāng)重要，且在實(shí)際使用中，集水坑過(guò)小會(huì)導(dǎo)致水泵啟動(dòng)次數(shù)頻繁，影響電機(jī)壽命。如果能夠保守一些，建議集水坑做2.0mx2.0mx1.5m（凈尺寸）的集水坑，建議水泵帶自動(dòng)切割功能，以免堵塞泵腔，延長(zhǎng)水泵壽命。
根據(jù)規(guī)范，汽車坡道一般會(huì)有兩道及以上的截水溝，首先室外入口處會(huì)設(shè)一道截水溝，其收集的雨水排至雨水檢查井，如果坡道比較長(zhǎng)的中間會(huì)增加截水溝，地庫(kù)最低處也會(huì)設(shè)置一道截水溝，這兩道截水溝收集的雨水會(huì)排至車庫(kù)入口集水坑里。由于雨水涌入地下室可能造成較大損失，水泵的運(yùn)行方式建議為交替運(yùn)行，高水位同時(shí)啟動(dòng)，電源可采用雙路供電，增強(qiáng)其運(yùn)行的可靠性。
同時(shí)，人為防汛也很重要，比如車庫(kù)入口堆放防汛沙袋或設(shè)置防洪板等。
2.住宅單體地下室集水坑
根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》gb50016-2014的7.3.7條，消防電梯的井底應(yīng)設(shè)置排水措施，集水坑的有效容積不應(yīng)小于2m?，排水泵的排水量不應(yīng)小于10l/s。一般情況下，我們會(huì)在消防電梯基坑附近設(shè)置一個(gè)更深的集水坑,電梯基坑底設(shè)一根或兩根dn150的鋼管埋至消防電梯集水坑。但規(guī)范或者其它參考文獻(xiàn)從未提及普通電梯是否需要集水坑，但在后期的實(shí)際使用中，電梯集水坑已經(jīng)成為建筑物內(nèi)的低洼處，一旦有水外溢時(shí)，水就會(huì)積聚到集水坑，因而會(huì)造成整個(gè)電梯底基坑太潮而引起電氣原器件腐蝕損壞，因此建議非消防電梯也設(shè)置集水坑，同樣在電梯基坑底設(shè)一根或兩根dn150的鋼管埋至電梯集水坑，但集水坑的有效容積以及排水泵的排水量可以適當(dāng)縮小。根據(jù)上海市《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》dgj08-94-2007第9.2.4條，消防電梯井基坑下應(yīng)單獨(dú)設(shè)置消防排水設(shè)施。其條文解釋是：消防電梯的集水坑和排水泵應(yīng)與其他排水分開設(shè)以保證其平時(shí)用水不對(duì)消防電梯產(chǎn)生影響，消防排水單獨(dú)排出是避免其他排水誤入消防電梯集水坑。此條規(guī)范盡管是上海市地方標(biāo)準(zhǔn)，但建議在其他省市同樣執(zhí)行，保證消防電梯和非消防電梯的有效運(yùn)行。另外，根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》gb50974-2014第9.2.1.2條，設(shè)有消防給水系統(tǒng)的地下室應(yīng)采取消防排水措施，因此凡是設(shè)置消防給水系統(tǒng)的單體均要設(shè)置排水系統(tǒng)，此集水坑也能同時(shí)排除平時(shí)沖洗排水以及消防排水，不可遺漏，其排水泵的排水量建議以消防用水量的50%設(shè)置。如果單體有消防電梯或非消防電梯集水坑，都不建議和本集水坑合并，盡量保持電梯基坑干燥，方便電梯的有效運(yùn)行。
根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》gb50015-2019第5.3.18條，下沉式廣場(chǎng)地面排水應(yīng)設(shè)置雨水集水池和排水泵提升至室外雨水檢查井。地面的雨水匯水面積應(yīng)按水平投影面積計(jì)算。高出屋面的毗鄰側(cè)墻，應(yīng)附加其最大受雨面正投影的一半作為有效匯水面積計(jì)算。本規(guī)范所述兩條理應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行，但從實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，又有不同之處，比如下沉式廣場(chǎng)有大有小，下沉式庭院是否按照下沉式廣場(chǎng)設(shè)計(jì)？住宅天井、采光井又該如何設(shè)計(jì)？根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)5.3.19條，下沉式廣場(chǎng)地面排水的有效容積，不應(yīng)小于一臺(tái)排水泵30s的出水量。因此建議下沉式廣場(chǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，水泵多用一備，根據(jù)水位上升情況逐臺(tái)啟動(dòng)，降低水泵的啟動(dòng)頻率，延長(zhǎng)水泵的使用壽命。住宅內(nèi)小庭院可參照下沉式廣場(chǎng)設(shè)計(jì)，但考慮其水泵參數(shù)小，功率低，可不用采用多用一備，一用一備即可。住宅天井、采光井建議不計(jì)算側(cè)墻面積，甚至平面面積可以打折，因?yàn)樘炀畠H有飄進(jìn)來(lái)的雨水，采光井頂側(cè)都有屋頂，水量很少，可以采用小型集水坑以及相應(yīng)排水泵將飄進(jìn)來(lái)的水排走即可。值得注意的是，以上集水坑建議均采用公共電源，以免業(yè)主不在家電閘關(guān)閉家中被淹的尷尬局面，其排水泵應(yīng)采用不間斷供應(yīng)，可以采用雙電源或雙路供電。
有些單體地下室也設(shè)置衛(wèi)生間，因此就需要設(shè)置集水坑，其設(shè)計(jì)流量應(yīng)按相應(yīng)衛(wèi)生間的排水秒流量，除了注意集水坑的有效容積和排污泵設(shè)計(jì)流量之間的關(guān)系以外，仍需注意的是集水坑的篦子不要做和雨水集水坑一樣的透氣篦子，以免臭氣漏出，需要做密封蓋板，透氣管上升至屋頂。當(dāng)然，目前污水提升器種類繁多，也可以采用市面上的污水提升器。
3.地庫(kù)內(nèi)集水坑
此部分以大于54米并且小于100米的高層住宅小區(qū)為例，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為20l/s（假設(shè)小區(qū)的商業(yè)體積未超過(guò)10000m?），火災(zāi)持續(xù)時(shí)間為2h；自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為30l/s，火災(zāi)持續(xù)時(shí)間為1h。
則消防水量為252m?。但每個(gè)單體和地庫(kù)之間都有防火門分隔，因此地庫(kù)內(nèi)的消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量應(yīng)該為10l/s，大量的消防水如果不能及時(shí)排出就會(huì)造成地下室積水，如果積水過(guò)深，超過(guò)基礎(chǔ)或者更高的位置就會(huì)造成設(shè)備損壞。但地庫(kù)內(nèi)一般是車庫(kù)和設(shè)備用房，短時(shí)間地面的少量積水不會(huì)對(duì)地庫(kù)造成損失。影響地下室允許積水容量的因素有兩個(gè)，一個(gè)是設(shè)備房門檻高度以及設(shè)備基礎(chǔ)高度，一個(gè)是一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的面積（雖然地庫(kù)防火分區(qū)一般不超過(guò)4000㎡，但防火分區(qū)根據(jù)實(shí)際情況有大有小，不能以4000㎡為設(shè)計(jì)依據(jù)）。一般設(shè)備房的門檻和設(shè)備基礎(chǔ)的高度均不低于150mm，所以我們認(rèn)為積水在150mm以下不會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害，一般消防泵和噴淋泵泄水管及濕式報(bào)警閥泄水管又返回排至消防水池，因此泵房?jī)?nèi)的集水坑排除的一般是消防水池清洗時(shí)的排水以及閥門檢修時(shí)的排水。
生活泵房集水坑可以參考消防泵房的集水坑設(shè)計(jì)，因生活水箱一般比較小，且為了保證不間斷供水，一般分兩個(gè)，所以清洗時(shí)排水量更小一些。至于地庫(kù)內(nèi)的集水坑，參考多個(gè)項(xiàng)目，筆者認(rèn)為按室內(nèi)消火栓用水量的50%和噴淋的70%計(jì)算比較合適。所以本項(xiàng)目的排水量應(yīng)為10x0.5+30x0.7=26l/s，若每個(gè)集水坑的排污泵（每坑設(shè)兩臺(tái)排污泵）的排水量為15m?/h且高水位同時(shí)啟動(dòng)（兩用）的話，每個(gè)防火分區(qū)至少設(shè)置3個(gè)集水坑，每坑的有效容積不小于2.5m?（按排污泵的5min排水量計(jì)）。
4.小區(qū)雨水泵站
蘇州市某小區(qū)由于西側(cè)市政道路雨水管絕對(duì)標(biāo)高高于小區(qū)雨水排出管標(biāo)高，導(dǎo)致雨水無(wú)法排出，因此雨水管轉(zhuǎn)向排至南側(cè)河道，其占地面積約50000㎡，重現(xiàn)期按2年計(jì)算，其計(jì)算過(guò)程不再贅述，最終得其排水量為600.5l/s?，F(xiàn)排水泵參數(shù)為：q=1200,h=20,n=110kw，二用一備。
設(shè)置一個(gè)6.6m×3.0m×5.0m（h）的集水坑，第一臺(tái)水泵啟泵水位（同時(shí)也是第二臺(tái)水泵停泵水位）為坑底標(biāo)高+3.7（m），第二臺(tái)水泵啟泵水位為坑底標(biāo)高+4.2（m），第一臺(tái)泵停泵水位為坑底標(biāo)高+1.7（m），所以集水坑的有效容積89.1，水泵30s的排水量為20。89.1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20,滿足要求。如果僅僅是滿足20m?的有效容積，這三臺(tái)水泵基本無(wú)法安裝進(jìn)去，所以在大排量排污泵的集水坑設(shè)計(jì)中首先應(yīng)考慮的是水泵的尺寸。
隨著城市化的進(jìn)程，不透水地面面積增加，使得雨水徑流量增大。而利用管道本身的空隙容量調(diào)節(jié)最大流量是有限的。如果在雨水管道上設(shè)置較大容積的調(diào)節(jié)池，暫存雨水徑流的洪峰流量，待洪峰徑流量下降至設(shè)計(jì)排泄流量后，在將儲(chǔ)存在池內(nèi)的水逐漸排出。調(diào)節(jié)池調(diào)蓄削減了洪峰徑流量，可較大地降低下游雨水管干管的斷面尺寸，如果調(diào)節(jié)池后設(shè)有泵站，則可減少裝機(jī)容量。這些都可以使工程造價(jià)低很多，這在經(jīng)濟(jì)方面無(wú)疑是有很大意義的。關(guān)于雨水調(diào)節(jié)池設(shè)置的位置，如天然洼地等，其位置取決于自然條件。若考慮人工修建地下調(diào)節(jié)池，則要選擇合理的位置，一般可在雨水干管下游的適當(dāng)位置設(shè)置；同時(shí)，雨水調(diào)蓄池的建設(shè)建議與雨水利用設(shè)施、景觀水池、綠化和雨水泵站統(tǒng)籌考慮；另外也可以考慮建造下凹式綠地，設(shè)置植草溝、滲透池等，人行道、停車場(chǎng)、廣場(chǎng)和小區(qū)道路可采用透水路面，促進(jìn)雨水下滲。但是對(duì)于本項(xiàng)目，業(yè)主為了節(jié)省投資及運(yùn)營(yíng)成本，決定不采用以上措施。
01 結(jié)語(yǔ)
小區(qū)內(nèi)雨水提升系統(tǒng)形式較多，集水坑的設(shè)計(jì)不僅僅考慮排污泵的參數(shù)規(guī)定時(shí)間段內(nèi)的排量，同時(shí)也要考慮水泵的體積。建議常啟動(dòng)的集水坑相對(duì)大一些，之前某小區(qū)正在施工中，其采光井處集水坑容積小，每次下雨水泵都要高頻率啟動(dòng)，導(dǎo)致一定數(shù)量的排污泵產(chǎn)生故障。在建筑給排水設(shè)計(jì)當(dāng)中，除了要滿足規(guī)范，同時(shí)要通過(guò)人文方式去考慮整個(gè)項(xiàng)目長(zhǎng)期的運(yùn)行狀況。