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摘要:随着国家经济的不断发展,学生的学习环境得到了改善,而学校给排水设计不仅关系到学校师生的生活用水和污水排放,还直接影响到学校的环境和建筑安全。因此,中小学校给排水设计成为越来越重要的问题。本文将从多个方面探讨中小学校给排水设计的要点,并对如何提升学校给排水设计水平给出一些建议。
关键词:中小学校;给排水;设计要点
1生活给水系统
1.1生活冷水给水
学校内不同功能的建筑具有各自的用水规律。例如,教学楼在上下课时段用水需求较大,形成用水高峰期;而宿舍楼则在早晨上学前及晚自习放学时段用水需求较大。为满足这些高峰期用水需求,给水管道的设计秒流量计算时,应根据规范合理选择对应的公式,其中设有公用盥洗卫生间的宿舍,确定同类型卫生器具的同时给水百分数时,建议取规范的上限。此外,考虑到用水高峰期可能出现的用水需求错峰现象,室外给水干管不需要放大处理,以保证设计的合理性和经济性;为提高校区供水安全性及保障供水水质,室外给水管网应布置成环状网。对于二次加压供水的部分楼层,为确保供水稳定,生活水箱容积计算建议采用规范建议值的上限值25%。
1.2生活热水
对于中小学校的生活热水设计,需要考虑每天热水的使用量。根据学生和教职工的数量及热水用水部门,结合学校的使用时间,从而确定每天大致需要的热水量。在选择生活热水系统的时候应该考虑到经济性、可靠性和环保性。对于中小学来说,常见的热水系统包括锅炉热水系统、太阳能热水系统和空气源热泵系统。锅炉系统通常能够提供持续稳定的热水供应,但运行成本相对较高且不节能。太阳能热水系统则利用太阳能进行加热,环保且经济,但在阴雨天气或冬季可能供热效果有限。空气源热泵系统则利用空气中的热量制取热水,对环境无污染,但在低温环境下,空气源热泵的能效比会急速下降。同时,需结合学校类建筑本身的特点,夏季太阳能最丰富的时候,学校放假,无热水使用需求,不能充分利用太阳能。所以要根据项目的实际情况和预算,选择合适的热水系统方案。
另外,生活热水热源的布置和管道设计也需要重视。热源设备应该安排在靠近需要热水的地方,尽量减少管道的输送距离和热量损失。同时,管道设计要合理,根据热水的使用需求和水流速度等因素,选择合适的管径和管材,保证热水的稳定供应和节能效果。
1.3生活饮用水
中小学校园内的学生饮水主要依赖开水器,因为直饮水管线投资较大且容易导致二次污染。为了更好地满足学生的饮水需求,学校应该选择更好、更合理的用水设备,如净水器、饮水机等水源净化和加热设备。对于大量用水的区域,可以选择带有净化过滤装置的电开水器,管理人员需要定期更换滤芯,以确保学生饮用水的健康。对于用水需求不集中的区域,可以在卫生间安装台下式净水器和台上式小容量的电开水器,以供应冷热直饮水,满足不同的需求,从而有效保证学生的饮水安全,还能够提高用水设备的使用效率。
1.4实验室用水
个别实验室用水往往需要满足特定的水质要求,如去离子水、纯水等,此部分由厂家二次深化设计。因此,在设计实验室用水系统时,需要厂家对接好点位及设备用水要求,以确保实验室用水需求。与此同时,为防止由于水压较高,造成化学实验室用水时发生溅水现象,不利于使用,需控制水嘴的工作压力不大于0.02MPa。因此,在设计实验室用水系统时,需要考虑合适的供水方式,并控制好水压,以确保化学实验室用水的连续稳定供应。对于实验室用水系统的设计,还需要充分考虑设备维护和管理的问题,定期检查和维护供水设备和水质净化设备,确保其正常运行和有效使用,防止浪费和滥用。
根据以上要求对丰县某中学的用水进行设计计算,计算结果如下表所示:
生活冷水计算 | |||||
序号 | 用水部位 | 使用人数或单位数 | 单位 | 水量标准(L) | 最高日用水量(m3) |
1 | 行政楼 | 277 | 每人每日 | 50 | 13.85 |
2 | 教学楼、实验楼 | 3600 | 每学生每日 | 30 | 108 |
3 | 图书信息楼 | 600 | 每人每次 | 20 | 12 |
4 | 女宿舍、男宿舍 | 960 | 每人每日 | 120 | 115.2 |
5 | 浴室 | 200 | 每人每次 | 100 | 20 |
5 | 食堂 | 5797 | 每顾客每次 | 20 | 115.94 |
生活热水计算 | |||||||
序号 | 用水部位 | 使用人数或单位数 | 单位 | 水量标准(L) | 用水时数(h) | 最大时用水量(m3/h) | 设计小时耗热量(KW) |
1 | 食堂 | 5797 | 每顾客每次 | 10 | 14 | 5.46 | 383.5 |
2 | 浴室 | 40 | 每淋浴间每小时 | 250 | 4 | 6.43 | 451 |
2污废水排水系统
2.1生活污废水
在学校建筑的生活污废水排放系统设计中,需要考虑到时段用水量集中的特点。对于排水立管的计算,通常情况下,DN100立管可以满足一般教学楼、办公楼及学生宿舍的卫生间排水量需求。然而,在首层排水卫生间中,当连接五个以上的大便器或者排水横管长度大于12米时,需设置通气管才能满足排水要求。
由于中小学生经常会将杂物丢进大便器中,设计时可以适当放大立管及相应的出户管管径,以减少堵塞情况的发生。另外,在教学楼的卫生间设计中,应尽量避免使用传统的坐便器,而改为蹲便器和小便槽,并采用脚踏阀和感应式冲洗阀,以节约用水量并提高卫生设施的卫生程度。
对于中小学校中需要考虑静音需求的场所,因此在丰县某中学的自习室和教室等,采用PVC-U静音塑料排水管,PVC-U静音塑料排水管具有优异的隔音性能,能有效地抑制排水过程中产生的噪音,降低噪音对学生生活和学习的干扰。
2.2实验室废水排水系统
在丰县某中学的进行实验室的排水设计时,与实验室的中标厂家充分沟通,明确了实验室的排水点位布置及排放方式。该中学的实验室排水采用重力流方式,为了实现排水的均匀分布和减少管道支线的长度,对废水立管和排水点位进行了合理的布置以减少环形通气管的设置,让实验室废水排水系统的布置更加合理。
化学实验室的废水,因含有酸碱废水,应经过酸碱中和池处理后再排入污水管道。
在选择实验室废水排水管材时,HDPE管具有优异的耐腐蚀性和耐化学药剂性能,适用于排放化学试剂废水。应当根据实验室常做实验的类型,选定合适的排水管材。
3雨水排水系统
在用于教学功能的建筑中,设计单体排水管时需要考虑到教学活动的需求。在丰县某中学的雨水排水系统设计中为了避免影响教学秩序,单体排水管尽量布置在非教学区域,选择使用消音管材,可有效地减少噪音对教学环境的影响。在有条件的情况下,还可以装饰包覆处理排水管,使排水管看起来更加美观,融入建筑环境。
在室外雨水管网设计中,结合了校园绿化的特点,利用下凹式绿地渗透调蓄作用,将雨水引入绿地渗透,起到保护环境和节约水资源的作用。同时,设置雨水调蓄设施,可以在暴雨等极端天气条件下,调节和缓解管网的压力,确保排水系统的正常运行。
4室内、外消火栓系统
在中小学校中,多层建筑形式较为常见。在丰县某中学的设计时充分考虑消防安全需求,在室内消火栓系统设计时采用临时高压给水系统。在设计室内消火栓给水系统时,特别注意消火栓的布置位置与走廊教室窗户的关系,教室窗户比较多且大,有些为高窗,与建筑专业提前沟通,以免公共区域没有位置暗装消火栓箱。丰县某中学的消防水箱位于图书信息楼(校区建筑高度最高栋)的屋顶消防水箱间,并且设置稳压装置,消防水箱有效容积为18立方米,从而提供了足够的水压和水量,以满足消火栓系统的工作要求,同时消防水箱的位置尽量布置在卫生间、公共走道等公共区域的上方,避免对教学区域产生噪声,影响学教学环境。
对于室外消火栓系统,消防水池储存室外消防用水量时,需设置消防车取水口,注意避开学生活动区域并设置在消防车道附近。取水口应设置带锁的井盖和警示标识,并采用围栏进行分隔,以确保取水口的安全和防止未经授权的操作发生。室外消火栓的布置在避免开位于学生活动区域的绿化等场所内,并且位于消防车道边上。
对于教学楼、宿舍等人员密集的场所,室内消火栓箱采用暗装布置。然而,在消火栓箱设置在走廊端头等特殊情况下明装,使用的是软性材料包覆箱体和明露管道,如果位于敞开走廊需考虑保温措施,同时使用安全玻璃或不锈钢材质的门以避免造成二次伤害。
5自动喷水灭火系统
学校建筑中的自动喷淋系统设置相对简单,但需要注意,在部分教学楼中安装了集中式空调系统后,如果超出了规定的面积范围,就需要考虑设置自动喷淋系统进行保护。丰县某中学在确定喷淋系统的设计方案时,就考虑到它对建筑的层高和吊顶的影响,并确定喷淋支管或喷淋干管是否需要穿梁布置,如需穿梁布置,需预先埋设套管,以节约层高并保证室内的美观度。
净空高度超过18米的场所如报告厅应安装喷射型自动射流灭火系统,但要考虑吊顶的安装高度,以免出现吊顶后净高不满足喷射型自动射流灭火系统最低安装高度的情况。
6结束语
综上所述,中小学校给排水设计涉及广泛区域,涵盖各类功能建筑,因此需充分考虑建筑的使用功能和实际情况,紧扣设计要点,合理设计给水、排水、雨水排水、消火栓以及自动喷水灭火系统,从而满足学校的实际使用需求。
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