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
隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，房地產(chǎn)項目的綜合性越來越高，在近幾年的設(shè)計過程中，地下部分的設(shè)計工作也越來越復(fù)雜。對于給排水設(shè)計專業(yè)來說，地下排水是一項非常重要的內(nèi)容，設(shè)計不當(dāng)會造成地下室被淹、水泵電機燒毀等，給人們的生活水平造成干擾，發(fā)現(xiàn)問題時間才來補救，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)計也不可馬虎。
居住小區(qū)的集水坑，大致可以分為以下幾個類型：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），降雨歷時按5min計算，暴雨重現(xiàn)期按50年計算,得其排水量為36m?/h（以上海為例）。設(shè)置一個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，且在實際使用中，集水坑過小會導(dǎo)致水泵啟動次數(shù)頻繁，影響電機壽命。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，建議水泵帶自動切割功能，以免堵塞泵腔，延長水泵壽命。
根據(jù)規(guī)范，汽車坡道一般會有兩道及以上的截水溝，首先室外入口處會設(shè)一道截水溝，其收集的雨水排至雨水檢查井，如果坡道比較長的中間會增加截水溝，地庫最低處也會設(shè)置一道截水溝，這兩道截水溝收集的雨水會排至車庫入口集水坑里。由于雨水涌入地下室可能造成較大損失，水泵的運行方式建議為交替運行，高水位同時啟動，電源可采用雙路供電，增強其運行的可靠性。
同時，人為防汛也很重要，比如車庫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，我們會在消防電梯基坑附近設(shè)置一個更深的集水坑,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從未提及普通電梯是否需要集水坑，但在后期的實際使用中，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，水就會積聚到集水坑，因而會造成整個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)計規(guī)程》dgj08-94-2007第9.2.4條，消防電梯井基坑下應(yīng)單獨設(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)以保證其平時用水不對消防電梯產(chǎn)生影響，消防排水單獨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)，此集水坑也能同時排除平時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，方便電梯的有效運行。
根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》gb50015-2019第5.3.18條，下沉式廣場地面排水應(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算。本規(guī)范所述兩條理應(yīng)嚴格執(zhí)行，但從實際設(shè)計過程中，又有不同之處，比如下沉式廣場有大有小，下沉式庭院是否按照下沉式廣場設(shè)計？住宅天井、采光井又該如何設(shè)計？根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)5.3.19條，下沉式廣場地面排水的有效容積，不應(yīng)小于一臺排水泵30s的出水量。因此建議下沉式廣場設(shè)計過程中，水泵多用一備，根據(jù)水位上升情況逐臺啟動，降低水泵的啟動頻率，延長水泵的使用壽命。住宅內(nèi)小庭院可參照下沉式廣場設(shè)計，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、采光井建議不計算側(cè)墻面積，甚至平面面積可以打折，因為天井僅有飄進來的雨水，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)排水泵將飄進來的水排走即可。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)計流量為20l/s（假設(shè)小區(qū)的商業(yè)體積未超過10000m?），火災(zāi)持續(xù)時間為2h；自動噴淋滅火系統(tǒng)設(shè)計流量為30l/s，火災(zāi)持續(xù)時間為1h。
則消防水量為252m?。但每個單體和地庫之間都有防火門分隔，因此地庫內(nèi)的消火栓系統(tǒng)設(shè)計流量應(yīng)該為10l/s，大量的消防水如果不能及時排出就會造成地下室積水，如果積水過深，超過基礎(chǔ)或者更高的位置就會造成設(shè)備損壞。但地庫內(nèi)一般是車庫和設(shè)備用房，短時間地面的少量積水不會對地庫造成損失。影響地下室允許積水容量的因素有兩個，一個是設(shè)備房門檻高度以及設(shè)備基礎(chǔ)高度，一個是一個防火分區(qū)內(nèi)的面積（雖然地庫防火分區(qū)一般不超過4000㎡，但防火分區(qū)根據(jù)實際情況有大有小，不能以4000㎡為設(shè)計依據(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，所以我們認為積水在150mm以下不會對設(shè)備造成損害，一般消防泵和噴淋泵泄水管及濕式報警閥泄水管又返回排至消防水池，因此泵房內(nèi)的集水坑排除的一般是消防水池清洗時的排水以及閥門檢修時的排水。
生活泵房集水坑可以參考消防泵房的集水坑設(shè)計，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，所以清洗時排水量更小一些。至于地庫內(nèi)的集水坑，參考多個項目，筆者認為按室內(nèi)消火栓用水量的50%和噴淋的70%計算比較合適。所以本項目的排水量應(yīng)為10x0.5+30x0.7=26l/s，若每個集水坑的排污泵（每坑設(shè)兩臺排污泵）的排水量為15m?/h且高水位同時啟動（兩用）的話，每個防火分區(qū)至少設(shè)置3個集水坑，每坑的有效容積不小于2.5m?（按排污泵的5min排水量計）。
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標(biāo)高高于小區(qū)雨水排出管標(biāo)高，導(dǎo)致雨水無法排出，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年計算，其計算過程不再贅述，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6.6m×3.0m×5.0m（h）的集水坑，第一臺水泵啟泵水位（同時也是第二臺水泵停泵水位）為坑底標(biāo)高+3.7（m），第二臺水泵啟泵水位為坑底標(biāo)高+4.2（m），第一臺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遠遠大于20,滿足要求。如果僅僅是滿足20m?的有效容積，這三臺水泵基本無法安裝進去，所以在大排量排污泵的集水坑設(shè)計中首先應(yīng)考慮的是水泵的尺寸。
隨著城市化的進程，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)計排泄流量后，在將儲存在池內(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，則可減少裝機容量。這些都可以使工程造價低很多，這在經(jīng)濟方面無疑是有很大意義的。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，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、廣場和小區(qū)道路可采用透水路面，促進雨水下滲。但是對于本項目，業(yè)主為了節(jié)省投資及運營成本，決定不采用以上措施。
01 結(jié)語
小區(qū)內(nèi)雨水提升系統(tǒng)形式較多，集水坑的設(shè)計不僅僅考慮排污泵的參數(shù)規(guī)定時間段內(nèi)的排量，同時也要考慮水泵的體積。建議常啟動的集水坑相對大一些，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，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)計當(dāng)中，除了要滿足規(guī)范，同時要通過人文方式去考慮整個項目長期的運行狀況。