建筑地下室排水的合理设计探讨

　　城市建设中，建筑地下室设计越来越多。一般来说，建筑地下室有三个使用功能:(1)作为设备用房;(2)用作车库、仓库、商场等;(3)作人防场所。由于地下室地面设计标高普遍低于室外地面标高，导致地下室排水很难实现重力自流排入市政排水(雨水、污水)管网，其排水主要依靠设置“集水坑+排水提升泵”方式来解决。其排水设计在建筑给排水设计中是重要组成部分。地下室排水主要包括以下五部分:(1)雨水;(2)冲洗地下室地面废水;(3)生活污水;(4)发生火灾时产生的消防废水;(5)人防排水。若地下室排水设计不当，常造成雨水(尤其在暴雨时)或消防灭火用水(发生火灾时)不能及时排除而被淹，从而影响地下室使用及损坏其中的建筑设备。因此合理设计地下室排水非常重要。

　　1排水量计算

　　1．1地下室雨水量Q1地下室雨水排水主要排除车道敞开段和敞开楼梯、竖井处流淌下来的积水。为了尽量减少地下室雨水量，有必要在地下室室外车道或敞开楼梯出入口处作一定的抬高处理，并设置一道盖雨水箅子排水沟收集室外地坪流向出入口的雨水，这部分雨水可重力流向室外雨水井。

　　另在地下室室内车道或敞开楼梯出入口处再设一道盖雨水箅子排水沟拦截雨水或地漏收集雨水至附近集水井内，通过潜水排水泵提升，排至室外雨水井。雨水流量计算:Q1=ψ·q·F/10000式中:Q1—雨水流量(l/s);ψ—径流系数，一般取0.9;q—当地设计降雨强度(l/s·ha);F—汇水面积(m2)，应为坡道敞开面积及其侧墙面积之和，F=A1+A2/2，其中A1为坡道露天面积，A2为坡道侧墙面积。

　　1．2地下室冲洗地面废水量Q2为了保持车库内清洁，地下室地面需要用水冲洗。地面冲洗废水量的计算:Q2=Kh·q·F/T式中:Q2—地面冲洗废水量(l/s);Kh—小时变化系数，取1.0;q—冲洗用水标准(l/m2)，一般取2～3l/m2;F—汽车库的面积(m2)，(如有防火分区，应按每个防火分区的面积分别计算);T—使用时间(h)，一般取6～8h;
　　
　　1．3地下室消防废水量Q3当建筑地下室发生火灾时，消防排水量规范并没有明确规定其取值，一般各设计院都是凭自己的经验来做。考虑到地下室设备房中通常的空调冷冻机组、水泵机组、变配电设备、备用发电机等基础高度离地面0.2m左右，因此当地下室积水在0.2m以下时，就不会对地下室的设备造成损坏。在不影响地下室设备正常使用的条件下，从节约成本的角度出发，消防废水量可减去地下室的允许积水容积，来确定排水泵流量及集水井容积。

　　根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045－95，2005年版)，按照最不利情况考虑，自动喷水灭火系统和消火栓系统的消防水量分别为30l/s、40l/s，火灾持续时间分别为1h、3h。火灾发生时，自喷系统和消火栓系统同时启动，产生的消防废水量为540m3，以2000m2消防分区为例，则地面积水厚度为0.27m。消防排水量Q3=(0.27－0.20)×2000=140m3。

　　1．4地下室卫生设备污水量Q4地下室卫生间的生活污水量Q4应按《建筑给水排水设计规范》(GB50015－2003)有关设计秒流量计算公式确定。

　　1．5人防污水量Q5人防污水量Q5包括口部冲洗废水及清洁区内生活污水，应按《人民防空地下室设计规范》(GB50038－2005)有关公式计算，本文不作进一步探讨。

　　2潜水排水泵的选用

　　2．1排水泵流量

　　上述流量Q1～Q5中，Q2不与Q1及Q3同时发生，且其值较小，可略去不计。另外注意一点，用于排出消防电梯下积水的集水井中排水泵的排水量不应小于10L/s。

　　2．2排水泵的扬程计算

　　H=Hm+Σh+Ha式中:H—潜水排水泵扬程(m);Hm—排水管出口标高与集水坑运行停泵水位的高差(m);Σh—水泵进、出口管道水头损失(m);Ha—出水口的自由水头(m)，一般取2～3m。

　　2．3选泵及泵组合

　　除根据上述流量和扬程，在潜水排水泵特性曲线高效区内选泵外，还应注意集水井的调节容积与井内最大流量那台泵的流量成正比。因此，当排水量较大时，宜采用多台泵并联方式，以减小每台泵的流量，从而避免设置太大的集水井，减小土建工程投资。排放生活污水的排水泵应选用带有切割或允许通过相应粒径颗粒污物的潜水泵。

　　潜水排水泵组大多一用一备，或多用一备，逐台投入(此时各台泵的启泵线相差100～200mm)，并设自控装置、故障声光报警和常用与备用泵自动切换。地下停车库平时少有排水，潜水排污泵往往长期闲置。因此要定期试泵(三个月一次)，以便及时发现故障，及时维修。

　　3集水井设计集水井主要起收集、贮水及调节作用

　　3．1集水坑的水位和控制方式

　　集水坑的水位一般设置3个控制点:低水位(停泵水位)、高水位(启泵水位)和报警水位。低水位按潜水泵间歇运行设计，以选用的潜水泵厂家样本为准;报警水位一般比集水坑进水管渠底低100mm以下，高水位比报警水位低100mm。备用泵应在报警水位处投入运行。排水泵的运行由集水坑的液位自动控制，控制方式有浮球式和液位传感式。

　　3．2集水井有效容积确定

　　集水井有效容积是指集水井中低水位与高水位之间那部分容积。

　　根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015－2003)第4.7.8条第1款要求，这部分贮水有效容积不宜小于井内最大一台泵在自控状态下5min的出水量，且排水泵每小时启动次数不宜超过6次。另外，按照《高层民用建筑设计防火规范》GB50045－95(2005年版)6.3.3.11条规定，用于收集消防电梯的井底排水的集水井容量不应小于2.00m3。

　　地下室用作人防功能时，清洁区内战时生活污水集水井的有效容积包括调节容积和贮备容积，其中调节容积应符合建筑给水排水设计规范》(GB50015－2003)第4.7.8条第1款要求，贮备容积必须大于隔绝防护时间内产生的全部污水量的1.25倍。

　　3．3集水井设置位置

　　污水集水井宜设置在地下室(平时或战时)卫生设备的底板下或临近位置，独立设置，并设通气管高空排放臭气;收集地下车库坡道处的雨水集水井应尽量靠近坡道尽头处;地下室内排水集水井应设置在使排水管、沟尽量简短的地方;消防电梯坑集水井应设在电梯附近，但不应直接在电梯井内，井底低于电梯坑底不小于0.7m;地下室用作人防时，设在防护密闭门内的洗消废水集水井是收集防毒通道、洗消间和防护密闭门内染毒区的墙、地面的洗消水;设在防护密闭门外的洗消废水集水井是收集密闭门以外的墙、地面的洗消水。

　　在集水井的设置中，还要特别注意以下几点:(1)每个集水井的受水区内应无沉降缝、伸缩缝、变形缝。根据《建筑给水排水设计规范》规定建筑物内排水管不得穿越以上诸缝;(2)每个防火分区必须独立设置集水井，以免排水直埋管穿越防火分区。一旦发生火灾，虽然防火卷帘将两防火分区阻隔，但隐患埋藏于车库底板下;(3)在有人防的地下车库，每个人防防护单元内应独立设置集水井，排水直埋管也不应穿越防护单元，且排水直埋管亦不能穿越人防区与非人防区。

　　3．4集水井优化组合

　　地下室兼有平时和战时功能时，为了便于管理，节约造价，有些集水井能兼用。防护单元清洁区内有供平时使用的生活污水集水井或消防废水集水井时，宜兼作战时生活污水集水井。另外一些通过防爆地漏及排水管收集的洗消废水可排入非人防区内供平时使用的生活污水集水井或消防废水集水井内。由于在隔绝防护时间内，人防用的集水井不允许向外排水，所以在临战时兼用的集水井必须清空。

　　4结论与建议

　　(1)建筑地下室排水很重要，设计不当有可能造成地下室被淹的严重事故，而地下室排水泵排水量的大小与地下室消防水量、地下室面积、当地暴雨强度、出入口敞开面积等有关;(2)排除消防废水的地下室排水泵应根据消防流量和地下室的水容量选择排水泵的排水量;(3)地下室集水井布置要合理，在满足最不利情况下的排水时，应尽量减少集水井水量，以便于管理，节约造价;(4)地下室水池、排水集水坑均应设置水位报警装置，以便于水池发生溢流时及时报警。

　　参考文献：
　　［1］GB50015－2003，建筑给水排水设计规范［S］．北京:中国计划出版社，2003．
　　［2］GB50045－95(2005年版)，高层民用建筑设计防火规范［S］．北京:中国计划出版社，2005．
　　［3］GB50038－2005．人民防空地下室设计规范［S］．
　　［4］黄频．浅谈地下停车库排水设计［J］．给水排水，1998，25(5):49－51．