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【關鍵詞】地鐵車站真空排污系統應用

中圖分類號：U231+.3 文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

目前我國的地鐵車站衛生器具和排水系統采用傳統重力排污方式。即，馬桶、便器和洗手盆等衛生器具的污水，依靠自身重力沿排污管路流至衛生間地面標高以下的集污池，再通過排污泵抽吸排放至市政污水管網。此種排污方式存在地下建筑土建施工費用高、衛生環境影響大，及污水排放難度大等問題和難點。

隨著真空衛生器具技術以及在線型真空機組技術的出現并不斷發展，真空衛生排污技術也進入了新的發展階段。該技術的優點是：整個系統為密閉系統，無臭味，衛生環保；污水管路設置靈活，可提升排放；衛生器具沖洗節水、排放高效，是建筑排污技術發展的必然趨勢。

三、真空排污系統

1、系統組成及原理

真空排污系統是一個由衛生潔具、真空污廢水提升器、真空泵站、真空管路、控制中心等組成的完全密閉排污系統。系統根據氣壓差可產生快速氣流這一基本物理原理，利用衛生潔具、真空污廢水提升器和真空污廢水泵站將分散排放點的污廢水在氣流的帶動下集中收集進入真空污廢水罐內，然后通過提升泵排入城市污水管網。

真空排污系統采用兩種方案：一種方案是重力流與真空結合型方案，即便器及其它排水設施均采用傳統重力流形式。另一種方案是純真空型方案，即便器采用真空便器，節約85%的沖廁水，其它排水設施采用重力流。

方案一、重力流與真空結合型方案

統中大便器和小便器均為普通重力式便器，糞便污水采用真空污水提升器收集，地漏水采用真空地漏，洗滌水采用真空廢水提升器收集，如此廢水和污水在進入真空系統前是嚴格分開的，避免了便器管路的臭氣傳入廢水管路（比如地漏）。真空廢污水提升器和真空地漏通過真空支管路和真空主管路與真空廢污水泵站相連。斷續的廢污水利用短距離的重力流進入提升器或真空地漏內，當液位達到設定值時，真空廢污水提升器或真空地漏自動啟動，將廢污水抽吸進入真空管路系統，最后被輸送至真空廢污水泵站。真空污水提升器設有隔柵和檢查口，并有大物件報警提示，可將諸如手機鑰匙等物件探測并取出，同時不影響廁所的使用。

本方案的優點：

（1）系統采用常規重力便器，采用常規重力便器，系統運行穩定、可靠。

（2）在便器內污水進入真空泵站之前，經過真空廢污水提升器前設置的格柵可檢查口，可以有效防止真空泵站被堵塞，系統運行的安全性提高。本方案的不足之處在于，系統采用常規便器，節水性能不明顯。

方案二、純真空型方案

在所有排污點安裝真空便器、真空污水提升器和真空地漏，真空便器用于高濃度收集糞尿進入真空污水泵站，真空污水提升器用于收集洗手臺、小便器等其它排水設施的污水進入真空污水泵站，真空地漏用于收集地漏水進入真空污水泵站。

系統具體運行流程為：在各衛生間安裝真空馬桶或蹲便器，當按下沖廁按鈕時，真空馬桶或蹲便器自動完成整個沖洗抽吸過程，將糞尿污水高濃度抽吸進入真空管路系統，最后被輸送至真空廢污水泵站提升至室外。

本方案的優點是系統采用真空便器，節水性能明顯。

本方案的不足：

（1）系統采用真空便器，成本高。

（2）采用真空便器，系統運行穩定性稍差。

（3）掉入真空便器內的硬物可隨污水直接進入真空泵站，對真空泵站的穩定運行造成隱患。

鑒于以上兩種真空排污方案的特點，考慮到地鐵站公共衛生間人流量大，人口素質參差不齊，而真空便器故障率人為因素相關性較大，目前一般采用重力流與真空結合型方案。

2、真空排污系統各部件的結構與作用

（1）真空便器

市場上有兩種真空便器，一種是便器體加真空隔膜閥的真空便器，另外一種是便器體加凸輪泵的真空便器。前者需要真空污水泵站產生真空并收集污水，后者直接由凸輪泵產生真空并提升每次上廁所產生的糞尿至化糞池或市政管網。

兩種真空便器各自的特點：

便器體加真空隔膜閥的真空便器優點：在于真空隔膜閥只是一個上下往復運動，產品壽命長。缺點：由于依靠集中真空污水泵站提供真空，所以一旦有一個真空便器的真空隔膜閥被卡，真空系統就會崩潰，導致整個廁所不可用。

便器體加凸輪泵的真空便器的優點在于它在每個便器后加了真空泵（凸輪泵具有很強的自吸能力，可謂真空泵），單個便器被卡不會影響其它便器的使用；他的缺點在于每次沖廁都伴隨高速運轉的泵的提升，尤其在此真空便器用于公廁時更頻繁，因此產品壽命短。

（2）真空污廢水提升器

真空廢污水提升器安裝于各廢污水排放點，包含一個控制器、一套液位傳感器、一套真空隔膜閥組以及箱體。

（3）真空污廢水泵站

真空污廢水泵站安裝于真空管路系統末端，是真空排水系統的核心。它包含一個控制器、一套液位傳感器、兩個真空泵、兩個排污泵、一個真空廢污水罐以及一套尾氣處理裝置。整個泵站除尾氣處理裝置排放口與大氣相通外，完全處于密閉狀態，避免了臭氣外溢。真空泵站使管路內始終維持真空，因此衛生潔具排水管路可實現向上提升，提升高度高3.5 m左右，完全打破了水往下流的設計理念。

（4）真空管道

真空管道的作用有如下兩個：

1)將負壓動力有效地傳遞到提升器或真空便器，并使壓力損失達到最小；

2)以管道內的負壓為動力，輸送污水。真空管道的設計原則是盡可能的使污水成柱塞狀輸送（能耗最小），盡可能利用管道內的重力流，使傳遞負壓的阻力最小，即管道內的充滿度盡可能小。

（5）控制中心

由PLC自動控制真空泵站的運行，如泵的啟停、液位顯示、各種控制閥門的開關等。

3、真空排污系統的特點

應用真空排水系統實現了同層排水，同時由于管網內為負壓（污水在氣流的帶動下在管道內高速運動，流速可達4～6 m/s）且全封閉，臭氣不會外溢，避免了地鐵站建衛生間修建集水坑帶來的臭氣外溢、蚊蠅滋生等現象。

三、真空排污系統的應用

1、真空衛生器具安裝

依據真空衛生器具真空控制裝置安裝位置不同，可分為板下安裝（隔層安裝）和夾墻安裝（同層安裝）兩種安裝方式。根據現場實際施工條件和設計要求，北京某地鐵線的5個車站真空衛生器具均采用板下安裝（隔層安裝），各器具安裝示意圖如圖1所示。

圖1各器具安裝示意圖

衛生器具的安裝包括陶瓷潔具體的安裝，真空控制器的安裝，以及相應管路的連接安裝。陶瓷潔具體的安裝工藝流程如圖2所示。

圖2 陶瓷潔具安裝工藝流程圖

真空控制器根據現場條件，安裝于樓層板或站臺板下，通過支吊架固定在結構墻上，并調整到適當的位置，以便于各種管路的連接安裝，同時又便于檢修。

2、真空管路安裝

真空排污系統對管道安裝工程的要求較高，管道系統的連接、安裝技術的優劣，直接影響系統功能和性能，關系到管網的運行效果和使用壽命。因此對連接技術的要求非常嚴格。

污水管路連接應避免采用90°直角連接，而應該采用45°彎頭；支管與干管的接入，也應該順應污水流動方向盡可能45°接入。

管道安裝完成后，尤其是對于穿墻管道、隱蔽管道，在進行下一步施工工序前，必須進行管道密封性和水壓承壓試驗。真空吸污管路可通過真空密封性試驗進行檢驗，壓力排污管路可通過管道水壓承壓試驗進行檢驗。

3、真空機組安裝

真空機組設備安裝于機組設備間內，設備基礎為高度200mm的混凝土基礎，機組設備通過地腳螺栓固定于基礎上。

真空抽吸管路接入機組設備間內，在連接機組設備進污口前設置一平衡罐，在增加系統真空儲氣量的同時，也可減少氣流和水流對機組設備的沖擊。

壓力排污管路從機組排污口以法蘭連接方式，先后連接橡膠曲撓接頭和止回閥后，管路穿出設備間 ，經走廊吊頂上方管道支吊架接出至指定排放地點。

機組電控箱根據設備間實際情況，考慮安裝、操作和檢修方便，將其安裝于設備間內適當位置。

結束語

真空衛生排污系統運轉以來，各站設備運轉良好，衛生器具沖洗、排污正常，系統污水輸送及排放正常，達到了預期的設計要求及使用要求。

參考文獻

[1] 趙有明;曾鳳柳等. 真空卸污排污系統技術開發研究 [Z].國家科技成果.

篇2

（江蘇華筑建筑設計有限公司 江蘇 南通 226000）

【摘 要】隨著經濟的發展，自然資源日益緊張。在建筑領域，給排水的設計如何能達到節能也成為檢驗建筑物是否節能的標尺。文章從利用太陽能熱水器，利用市政管網余壓分區給水，以及節水型衛浴用品等方面論述了如何做好建筑給排水中的節能設計。 ?

關鍵詞 建筑給排水；給排水設計；節能設計；環保節能

The use of energy-saving design analysis in the construction of water supply and drainage

Wu Jian-fei

（Architectural Design Co.， Ltd. Jiangsu building Nantong Jiangsu 226000）

【Abstract】With economic development， natural resources are increasingly strained. In the construction sector， water supply and drainage design how to achieve energy saving has become a test of whether the scale of buildings. Articles from the use of solar water heaters， the use of municipal water supply pipe network I pressed partitions， as well as water-saving bathroom supplies and other aspects discussed how to do plumbing in the building energy-saving design.

【Key words】Building water；Drainage design；Energy-saving design；Environmentally friendly energy

1. 節能設計的意義

水是生命之源，不僅關系國計民生，也對經濟發展和社會進步起著重要作用。近年來能源危機進一步加劇，水資源日益緊張，世界各國越來越重視水資源的保護、中水利用，以及污水治理。在建筑領域，給排水的設計如何能達到節能也成為檢驗建筑物是否節能的標尺，因此做好給排水節能設計很有必要，是設計環節中的重要環節。1故好建筑給排水節能設計具有深遠的意義。

2. 給排水設計的節能措施

2.1 利用市政管網余壓，采用分區給水方式。 ?

（1）城市供水中，般市政給水管網壓力一般在0.2~0.4MPa之間。合理利用市政管網壓力，采用分區供水方式，可以減少二次加壓能耗。如市政管網壓力為0.3MPa，一則五層及以下樓層可采用市政管網直接供水。五層以上采用無負壓變頻供水設備供水。這樣即不浪費市政管網余壓又不至于使低樓層管網壓力過高，造成能耗及水量浪費。 ?

（2）由于市政給水管網承受的壓力有限，供水水壓通常難以完全滿足高層建筑的供水要求，因此高層建筑給水系統設計中常采用增壓給水方式，將管網進水直接引人貯水池中，然后用水泵將水抽到水箱或打到水罐中，再向給水系統供水。市政給水管網供水水壓通常為200MPa左右，夜間可以達到250MPa～270MPa左右，但由于以往市政供水管網供水安全性不是很穩定，為確保建筑供水的安全性，寧愿舍棄該部分水壓，從而造成電能的浪費，尤其是當貯水池位于地下層時，反而把可用壓力全部轉化成負壓，很不經濟合理。設計中應充分考慮利用市政給水管網提供的水壓，高層建筑下部幾層直接采用市政給水管網供水，上部采用水箱供水或水泵加壓供水，當下部用水安全要求較高時，設計中可以考慮將上下部分管網用常閉閥門進行連接，平時分區供水，市政管網發生事故時，將常閉閥門打開，由水箱或水泵加壓供水，在節能的同時可以兼顧供水的安全性。 ?

2.2 開發中水系統。

建筑中水是指建筑物或建筑小區內的生活廢水、冷卻用水及雨水等各種排水經過適當處理后回用于建筑物或建筑小區內，作為雜用水的水源。中水設施由原水收集、儲存、處理及供給等設施構成，該系統是目前現代化住宅功能配套設施之一，資料顯示，采用建筑中水后居住區用水量可節約30%~40%，廢水排放量可減少35%~50%，在以上幾種中水水源內盟洗廢水水量最大，其使用時間較均勻、水質較好且較穩定等，因此其應作為建筑中水首選水源，但目前建筑中水技術具有運行效果穩定性差且造價較高等缺點，因此在設計過程中應綜合技術、管理、投資等多方面因素來選擇新的優良的中水處理工藝。 ?

2.3 采用變頻調速水泵。

高層建筑通常采用水泵水箱聯合供水方式，由水泵將水提升到高位水箱，再向下供水，為防止一些用水點超壓，需設置減壓裝置，造成不必要的能耗，而由于電機的啟動非常頻繁，也會造成電能的大量浪費。設計中可以采用變頻調速水泵直接向給水系統供水，采用調節速度的方式來調節流量，根據水量需要自動調節水泵電機轉速，水量需要大時電機轉速增大，需要小時電機轉速減小，避免電機頻繁啟動，從根本上防止電能浪費。同時省去了水箱、水罐，減少了設備投資費用。有調查結果顯示，采用變頻調速水泵供水，節電率可達30%~50%。如今變頻調速技術已經日臻完善和成熟，具有顯著的節電效果、方便的調速方式、較高的調速范圍、完善的保護功能以及運行可靠等優點，因此推廣變頻調速水泵在建筑給排水系統中的應用，對于減少電能浪費具有重要意義。 ?

2.4 自動控制計最。

計量用水也是建筑節水的重要手段，采用該技術主要是為了避免大便器延時自閉閥延時器調整及故障的及時處理，調節水池水箱等水位上限無監控，一旦進水閥們出現故障進水水位超過滋流口卻不能及時發現造成用水浪費等現象，因此在設計過程中應盡量選用自動控制和質量好的產品及設計思路。?

2.5 選用節水管材。

水在從水廠到配水點的輸送過程中給水管道的流速及管道內、壁的粗糙度對水的水頭損失會產生很大影響，管道內壁的粗糙度及局部阻力越小則水在管道中的流動阻力也越小，因此當管徑確定后從節能的角度考慮應選用粗糙度小局部阻力小的管材，而對于需二次加壓供水的給水系統，其工程管線越長其阻力損失值就越大，對于選用的加壓泵對系統最不利點的供水壓力稍顯不足時可通過調整內壁較光滑的供水管材來降低阻力損失，并保證滿足系統供水要求的目的。 ?

2.6 利用太陽能制備住宅熱水，節約電能和天然氣。 ?

（1）現代的太陽熱能科技是將陽光聚合，并運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。太陽能取之不盡、用之不竭的特點使其成為節能設計的首選。在給排水節能設計中，可考慮采用太陽能熱水器或熱泵熱水器取代傳統高能耗的燃煤、燃油、燃氣熱水器及電鍋爐。 ?

（2）太陽能熱水器是由集熱器、儲水箱、給水箱、循環管、循環泵、配水管等組成的。我國大部分地區日照時間較長，適宜推廣使用太陽能。太陽能一般分為平板型和真空管型兩種。單幢建筑或多幢建筑合用太陽能熱水器，并設置熱水箱，用作戶內熱水器預熱水源，單戶內設置快速熱水器。熱水系統可安裝在屋頂、墻壁及陽臺等位置，可以在一定程度上實現集熱器與建筑完美結合，但在太陽能熱水系統設計中應注意在寒冷地區應考慮其抗凍性能、抗熱沖擊性能以及其承壓能力等因素。 ?

2.7 使用節水型衛浴用品。

配水器具和衛生器具作為水的最終使用單元其節水性能直接影響著建筑節水工作的成效，因此在滿足其使用功能的前提下應盡量選用節水節能型衛生器具，其具體措施主要包括使用小容積水箱來減少馬桶沖洗水量，目前，我國普遍采用沖水量≥11L的坐便器，耗水量大。若全部使用沖水量≤6L的馬桶，則住宅可節水14%，賓館、飯店可節水4%，辦公樓可節水27%。對于廚房、淋浴、盆洗等用水器具的節水則主要從改善給水配件的性能來實現，如采用充氣水龍頭、腳踏開關淋浴器、節水延時自閉閥等，該類配件均能在不同程度上起到節水節能的功效，并且節能效果和建筑高度成正比，即建筑物越高其節能效果越明顯，對于公共衛生建筑內的沖洗系統應取締傳統的定時沖洗而代之以光電數控控制或紅外線作用的器具等。 ?

2.8 此外，各建筑物在設計過程中應根據當地及該建筑物的具體情況針對性地采取系列措施，如利用低阻力管道閥門和低阻力倒流防止器等器具來減少管道的局部水頭損失；因塑料管材具有成本低廉、安裝方便、內壁光滑、耐腐蝕、不結垢、污染小及價格便宜等優點，同時還有導熱系數，J譜特點，因此在新型建筑物設計中尤其是在熱水管道設計中應盡量采用塑料管材以代替原來的金屬管材等。

3. 結語

篇3

關鍵詞：智能建筑；設備；節能；控制

近些年，我國大氣環境日漸惡化，這就引發了人們對于環境的關注，引發了人們探索更加節能、環保、優化措施的動力，并為改善環境而努力。建筑行業作為環境污染的行業之一，尤其需要在節能降耗方面予以關注。智能建筑理念的發展也正是在此基礎上發展而來的。做好智能建筑設備控制技術，以及對建筑的節能進行分析研究，才能夠更好地保證建筑的進一步發展，才能夠促使我國建筑與環境和諧相處，才能夠保證我國建筑的可持續發展，才能夠讓我國的建筑走上節約化、人性化、生態化、集約化、無害化的道路。因此，相關人員需要對智能建筑設備控制技術與建筑節能進行深入分析，促使其獲得更大程度的進步。

1智能建筑設備功能和評價原則

1.1智能建筑設備功能及其功能

1.1.1供配電系統的主要功能樓層配電設備主要是分散于各個樓層，其一般放置于建筑底層，其監控系統則主要是對配電設備的參數、電源蓄電池、配電電源等設備的工作狀態和數據變化進行監控和管理，并對各個配電設備電源的狀態進行監控和管理，一旦發現故障則需要對其予以記錄。1.1.2冷熱源系統智能功能冷熱源系統主要是能夠通過冷源和熱源的交替為建筑提供需要，一般來說，其噪音相對而言大一些，但是可以將其放置于地下室，防止噪音的過大。通過冷熱源系統的運行數據，我們可以對其供給量進行監測，并通過數據得到相關的監控分析，而且可以根據季節的不同而提供相應的冷熱源以及對供給時間進行把控。1.1.3給排水系統智能功能給排水的智能化可以說是為智能建筑增光添彩，其既能夠為人們的需要提供水源，又能夠將建筑的污水順利排出。排水設備一般來說置于地下室或者建筑物頂層，通過相關的監控系統可以對水泵的工作狀態予以監控，并對水池的液體情況進行隨時監測，一旦設備出現問題，或者水池的水位出現異常，則可以通過子系統的方式由中央控制器進行報警，并將故障進行數據記錄，通過自動顯示的方式將其顯示在設備中，為人們的故障維修進行提醒。1.1.4電梯系統的智能化電梯系統可以為高層建筑提供交通便利，其一般置于垂直井內，通過子系統對其進行控制和管控，并對電梯的啟動、方向、停止等進行控制，電梯一旦出現問題或者故障，則可以進行自動停止，并對設備電動機、電磁制動器等進行檢測和記錄，能夠將發生的故障反饋到中央控制系統，達到智能化管控的程度。

1.2采用層次分析法對智能建筑進行綜合評價

智能建筑進行綜合評價常用層次分析法作為標準來衡量。層次分析法是指通過建立所謂的判斷矩陣，逐步分層地將眾多的復雜因素和決策者的個人因素綜合起來進行分析，最后經過結論在總結用定量的形式表發達出來，這種層次分析法的優勢在于使復雜的問題能從定性的分析向定量的分析結果轉化。正是因為經濟和社會問題很難用定量的密性和模擬來分析，同時要考慮很多定性的因素，例如：決策者心理因素、知識經驗和決策水平等。層次分析法的采用是對智能建筑進行綜合評價重要工具。

2智能建筑設備節能控制分析

2.1空調設備節能控制分析

供給空調系統的能量由熱源和冷源系統產生，經水系統傳遞給風系統，再由風系統將能量傳遞給被調節的房間，以達到所要求的室內溫度與濕度。空調設備主要的能量使用在于制冷和制熱，制熱功能還有輔助加熱的能耗。在空調的使用過程中，風機工作消耗的電能和水系統運作所需要的電能是空調系統中所消耗的能源，空調設備的節能控制主要是對這兩種電能進行控制以達到節能的效果。建筑物圍護結構的保溫性能直接決定了空調房間的冷、熱負荷，若要節約空調系統的能耗，就必須改善圍護結構的保溫性能。首先，對空調所使用的空間進行隔熱保溫處理，例如：在外墻上安裝各種保溫材料，地面和棚頂都進行了保溫處理，窗戶和門采用真空雙面玻璃材質，以達到熱能不被浪費的效果。其次，水系統影響室內的濕度，控制好室內的濕度可以降低空調系統的能源消耗，通過控制透過外窗的日射量、圍護結構傳入室內的熱量以及空氣流動傳導來降低空調的能耗。

2.2給排水設備節能控制分析

給水管網的滲漏損耗和用水終端設備損耗是影響智能建筑水損耗的重要因素，合理解決這兩項損耗是控制節能的關鍵。首先，給排水管網在建筑物內以暗埋方式進行鋪設，給水壓力、給水管材的質量、水管鋪設方式及其受腐蝕程度等都是造成積水管破損的原因，滲水問題也是目前給排水系統的主要能耗，因此，加強對上述幾點因素的控制，是有效降低用水損耗的關鍵措施。其次，用水終端設備包括所有房間用水設備，如，馬桶、洗碗龍頭、洗漱龍頭等，這些終端設備的損壞往往也給整個給水系統帶來大量的用水損耗，而影響用水終端設備的因素又包括設計、制造質量及受腐蝕程度等，做好用水終端設備的管控可以減少能耗的消耗。既可以避免智能建筑給排水的損耗，又能夠為生活用水提供幫助。最后，水泵運轉損耗也是智能建筑給排水能耗的主要原因，建筑物過高會采用二次加壓的方式進行供水，二次水泵本身已經增加了電能的消耗。加上自動噴淋系統的長期開啟，其能耗可想而知。日常減少噴淋系統的設計功率，優化二次水泵的系統設置可以有效減少能源的消耗。

2.3照明設備節能控制分析

電力供應壓力隨著經濟的發展而增加，建筑行業的飛速發展同時也帶來了電力需求的不斷增加，在很長一段時間內我國電力供應緊張的問題直接影響了建筑行業的發展。因此，節能減排行動刻不容緩。照明設施也同樣是節能減排工程中的重要環節。照明設施用于城市道路（含里巷、住宅小區、橋梁、隧道、廣場、公共停車場等）、不售票的公園和綠地等處的路燈配電室、變壓器、配電箱、燈桿、地上地下管線、燈具、工作井以及照明附屬設備等。智能建筑照明設備能耗包括大樓照明系統耗電與用電設備耗電。在公共的場所照明設備需要進行合理的設計，盡量避免能源的浪費，例如：樓道里安裝聲控燈，在有人的時候聲控燈開啟，為行人照明，沒人的時候聲控燈關閉，節能能源。根據具體的建筑功能設置不同照度的照明燈，減少能源消耗。

3結語

能源的探索和開發，能源消耗的緩解已經成為重要的戰略性問題，作為首當其沖的建筑行業尤其需要做到自身的節能減排。通過智能化建筑設備控制技術與建筑節能探索，可以讓建筑的設計和建設更加滿足環境需要，更加符合人們的使用需要，更加具有節能的功效，促使建筑行業與環境和諧發展，促進我國建筑事業向著可持續方向邁進，讓人們的生活環境越來越好。

參考文獻

[1]侯音.智能建筑設備節能優化運行控制技術探討[J].居業,2015(4):53-54.

[2]洪其祿.淺議智能建筑控制技術與電氣節能設計[J].科技創新與應用,2013(11):209.