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雨水收集与临时供水一体化系统

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：李光

[导读] 摘要：雨水径流对施工现场带来的隐患受到越来越多的重视，雨水的清理和排放对施工进度和安全文明施工的不利影响一直是施工单位在建设过程中面对的难题，如何利用雨水减少自然灾害、保护环境、增加施工单位的经济效益已经被越来越多施工企业重视，本文主要以武汉恒大御景湾工程为例，阐述施工现场雨水收集与临时供水一体化系统的设计和施工工艺，以达到节能、节水、高效的新型输水系统。

        中铁建设集团有限公司北京 100000
        摘要：雨水径流对施工现场带来的隐患受到越来越多的重视，雨水的清理和排放对施工进度和安全文明施工的不利影响一直是施工单位在建设过程中面对的难题，如何利用雨水减少自然灾害、保护环境、增加施工单位的经济效益已经被越来越多施工企业重视，本文主要以武汉恒大御景湾工程为例，阐述施工现场雨水收集与临时供水一体化系统的设计和施工工艺，以达到节能、节水、高效的新型输水系统。
        关键词：保护环境；雨水收集；一体化；节能；输水系统
        1 前言
        雨水作为自然产物，让施工者既爱又狠，特别是南方雨季，雨季同期长，雨水充沛，连续下雨几天是常态，雨后还需抽排积水几天，往往是没等排抽排完成或排完没几天又开始连阴雨，对现场进度和安全文明影响严重，如抽排不及时，还会带来重大安全隐患或事故；针对上述问题，本文主要阐述即可减少人工抽排，又能把雨水利用起来，还能用于施工现场的临时供水的有机结合的一体化系统。
        本系统非常适用于高层、超高层住宅楼、办公楼及群体建筑的消防供水、施工用水，对高层、超高层民用和公共建筑提前装饰，屋面提前临时封闭雨水也适用。
        2 系统原理
        2.1 雨水收集系统
        在地下室顶板积水区域以及临时房屋或在建房屋屋面雨水通过管道收集后，排水集水池，存放收集的雨水。集水池底部设排污泵，采用液位控制开关控制，当集水池水位高于某设定高度时，自动启用排污泵，把多余雨水排出，保证集水池正常蓄水且不溢出。上部设置与消防水箱接通的进水管，进水管上设有卧式自吸泵，当消防水箱有储水空间时，启用卧式自吸泵，将集水池内的雨水存入消防水箱；
        2.2　临时供水系统
        地下室底板上设有消防水箱，其供水水源主要为集水池收集的雨水，当水量不足时可采用市政自来水补水。施工现场临时供水采用两台立式消防泵（一用一备），且采用变频供水。进水管上设置蝶阀，出水管上设置闸阀、压力表、水表等，便于监控消防泵的工作情况。出水管连接施工现场临时用水管道，为施工现场、在建楼层提供消防用水和施工用水。此系统既为安全生产提供了防火保障，又为楼层施工用水提供了便利。一体化系统示意图见图1、图2。

        图1 一体化系统立面示意图

        图2 一体化系统平面示意图
        1-集水池；2-雨水收集管道；3-排污泵；4-排水管道；
        5-进水管；6-卧式自吸泵； 7-止回阀；8-蝶阀；
        9-立式消防泵；10-闸阀；11-临时供水管；12-市政给水管；
        13-消防水箱
        3 工程实例
        3.1　雨水系统的布置
        施工现场雨水收集点设置在地下室顶板易积水的区域，收集口处设过滤泥沙的过滤网；顶板下设置雨水斗，雨水收集管由DN100的UPVC排水管组成，通过角钢支架固定在地下室顶板上，横管从雨水斗处进行放坡，坡度不小于5‰，最终汇聚在集池入水口。工程完工后，吊洞处理，避免渗漏。基系统安装示意图见图3。

        图3 地下室顶板雨水收集系统安装示意图
        临时房屋采用天沟进行收集，采用UPVC排水管排入地下室雨水收集管汇入集水池入水口。
        在建房屋的雨水系统施工可提前插入，在模板拆除，清理出两至三层后插入，随结构主体施工。主体结构封顶，模板完全拆除后，施工完成的雨水系统用于收集在建房屋的雨水，流入地下室集水池。提前插入施工的雨水系统尽量要保证不影响后续各专业施工。
        3.2　施工总用水量计算
        3.2.1 现场施工用水量
        根据本工程现场实际布置特点，结构与装修阶段交叉施工时将出现最大施工用水量。施工用水量计算式为：

        公式中
        q1—施工用水量，L／s；
        K1—未预计的施工用水系数；取1.15；
        Q1—年（季）度工程量；
        Nl—施工用水定额；
        T1—年（季）度有效工作日；
        t—每天工作班数；
        K2—用水不均衡系数；取1.5
        按日用水量最大的浇筑混凝土工程计算q1式中，Kl取1.15，K2取1.5；Q1混凝土养护1800立方/天，Nl取300L；年有效工作日取360天，每天工作班数1.5。

        3.2.2 施工机械用水量
        施工机械用水量计算公式：

        公式中：
        q2—机械用水量（L/S）；
        K1—未预计的施工用水系数，取1.15；
        Q2—同一种机械台数；本工程使用对焊机20台，木工房6个；
        N2—机械台班用水定额；每台对焊机耗水量300L/台•h，每个木工房耗水量25L/台班；
        K3—机械用水不均衡系数，取2.0。

        3.2.3 施工现场生活用水量
        因此施工现场无场地进行生活设施的布置，均采用可移动的临时生活设施，且现场不设置办公生活区，故施工现场生活用水量忽略不计；
        3.2.4 临时室内消防用水量的确定
        （1）　临时用房的临时室外消防用水量不应小于表１的规定。
        表1 临时用房的临时室外消防用水量

（2）在建工程的临时室外消防用水量不应小于表2规定。
表2　　在建工程的临时室外消防用水量

（3）在建工程的临时室内消防用水量不应小于表3规定
表3　　在建工程的临时室内消防用水量

        依据消防建设工程施工现场消防安全技术规范，施式现场消防用水量
        q3=15L/S+20L/s=35L/s。
        3.2.5 施工现场总用水量
        q1＝14.375L/s，q2 =5.77L/s，q3＝35L/s
        因为q1＋q2〈q3
        所以施工现场总用水量Q＝35L/s
        3.3 供水管径及设备选型
        本工程的立管按照同时使用消火栓为1支计算，消火栓流量35L/S，水箱进水流速设计为2.5m/s。

        故施工现场供水干管管径选择DN=150mm
        本工程二次加压水箱设于主楼32层避难层，消防水箱设在地下室底板处；地下室底板结构标高-6.60m，地上32层结构标高112.75m，消防水泵至最不利给水点的高度为119.35m，施工临时用水总量不应小于35L/s；经过计算，水泵扬程为150m满足消防及施工用水要求。
        工程选用2台XBD 15/20-50L立式消防泵，一备一用，该消防泵扬程150m，出水流量20~50L/s，符合消防及施工现场施工需求。消防泵采用自动变频控制柜控制。通过DN150mm供水管进行供水，供水管采用镀锌钢管卡箍连接，楼层内每层设置2个消防栓及施工用水接口。消火栓支管采用DN65镀锌钢管螺纹连接，末端焊接DN25镀锌钢管、采用球阀启闭，做为施工用水管。
        自吸泵采用ISW40-160（I）卧式单级单吸管道离心泵，流量12.5m3/h，扬程32m；主要用于消防水箱水位低于1.5m时，启用自吸泵，集水池水位低于0.2m时，停用自吸泵。
        排污泵采用WQD12-25-15单相潜水排污泵，流量10 m3/h，扬程15m。利用浮球阀控制，集水池水位高于1.9m时，将过剩雨水，抽到现场南侧排水沟；集水池水位低于1.6m时，停泵。
        市政给水：利用浮球阀控制。当消防水箱水位达到1.5m高度停止供水。
        所用排污泵和自吸泵均采用微电脑控制箱控制；
        3.4　消防水箱选型
        本工程消防水箱选用24立方拼装组合式不锈钢矩形消防水箱，箱体采用SUS304食品级不锈钢板材，氩弧焊接，底部采用16#工字钢作为基础。消防水箱安装示意图参见图4，消防水箱实物图见图5。

        图4　消防水箱安装示意图

        图5　消防水箱实物图
        4 结束语
        雨水收集与临时供水自动一体化系统减少了施工现场雨水的排放及市政自来水的用量，节省了维护维修人员，并可采用永临结合的方式，减少系统的投入，在节水、节能、节材、节地、环保方面具有显著的经济效益和社会效益。
        参考文献：
        [1]《建设工程施工现场消防安全技术规范》GB50720-2011
        [2]《建筑设计防火规范》GB50016-2014