地下室集水坑的设计及潜水排污泵选择

地下室集水坑的设计及潜水排污泵选择

建筑物地下室的排水设计是整个建筑排水设计的重要组成部分。地下室不但常设有设备用房（包括变配电室，空调机房，水泵房等），另外许多地下室平时作为车库，战时作为人防保护单元。由于建筑地下室的标高较低，地下室排水往往不能以重力自流排至市政管网，需要设置集水坑，经潜水泵提升排至室外检查井。而地下室的排水种类较多，排水量又不容易确定，设计不当容易造成排水不畅，甚至可能发生设备被淹的事故。那么，怎样确定地下室集水坑的容积，怎样才能既满足排水的要求又不造成浪费呢？本文就这个问题作如下探讨。

1 建筑地下室排水的种类

建筑地下室的排水大致分为以下几种类型：

1 建筑地下室排水的种类 建筑地下室的排水大致分为以下几种类型：

（1） 生活污水。地下室平时卫生间、厨房或洗衣间所产生的生活污水，以及战时清洁区内的卫生间、盥洗室，需要设置污水集水池，污水经提升排至室外污水管网。

（2） 消防排水。当地下室发生火灾时，消火栓及喷淋系统启动灭火，造成地下室地面积水。

（3） 其他普通废水。主要包括地下室车库地面冲洗废水、雨季时沿坡道流入地下室

的雨水、地下室泵房排水等。

（4） 人防口部洗消排水。

2 造成建筑地下室排水事故的主要原因

在实际工程中，供电不正常、排水设备故障、排水设备设计能力偏小等都可造成排水事故。除此之外，发生火灾时由于消防水量较大，地下室排水能力不足，不能及时将消防水排走，造成地下室积水甚至被淹。

排水泵的流量若根据倒灌的雨水计算：Q=ψqF

式中：ψ为径流系数，q为设计降雨强度(L/S.m2)，F为汇水面积(m2)，应为车行坡道敞开面积及其侧墙面积一半的和，F=A＋A1/2,其中A为坡道露天面积，A1为坡道侧墙面积。

因为雨水汇水面积不大且根据规范，汽车库进车坡道应设置2道或2道以上的排水沟，倒灌入地下室的水量一般来说远小于消防系统灭火时消火栓系统及喷淋系统启动产生的水量，因此笔者认为以消防水量来计算确定地下室集水坑容积及配套潜水泵的排水能力比较合适。

3 地下室消防排水的设计

（1）地下室发生火灾消防时的排水工况分析 以实际工程为例。当某建筑地下室发

生火灾，消火栓与自动喷淋系统启动。其中自动喷淋系统的消防流量为30l/s，火灾持续小时为1h，消防水量为108m3;消火栓系统消防流量为20l/s，火灾持续小时为2h，消防水量为144m3，则地下室发生消防时的总积水量为252 m3。

大量的消防水如果不能及时排出就会造成地下室积水，如果积水过深，超过设备基础甚至更高的位置，就会造成设备损坏。

但建筑地下室往往是车库和设备用房，当水深不大时，短时间对地面的浸泡不会对车库造成损失。对设备用房而言，一般在建筑设计中会设计门坎，防止一定水深的水进入。也就是说，此类建筑地下室短时间内可以允许一定的水深。此水深有一个与之相对应的水容量，当地下室积水总量不大于这个容量时，暂时的积水不会造成水淹损失。以上述某建筑为例。地下室面积5600 m2，消防总水量252 m3，可计算出地面积水深度0.045m。

影响地下室水容量大小的因素有两个。一个是地下室的面积，地下室的面积越大水容量也就越大。另一个是设备房门坎的高度或是设备基础的高度。因此只要确定了设备基础的高度和地下室的面积，那么，不产生水淹损失的水容量也就确定了。确定了水容量，就可以根据消防水的总容量减去不产生水淹损失的水容量，得出在相应的时间段内地下室应该排出的最少的水量，从而估算出建筑地下室潜水泵的最小排水量。

（2）建筑地下室允许水深的确定。

一般来说。水泵机组的基础超出地下室地面150～200mm；空调冷冻机组的基础超出地下室地面200～300mm；变配电室更是把地面抬高，高出地下室地面800mm；备用

发电机房一般也设置门坎。从以上数据看，这些设备的基础都能高出地下室地面150mm，所以，一般车库与设备房的地下室，只要积水不超过150mm，就不会对地下室的设备造成损坏。

（3）发生火灾消防时潜水泵排水量的确定

以上述工程为例。自动喷淋系统的消防流量为30l/s，消火栓系统消防流量为20l/s，消防总水量50l/s，则排水泵的排水量也为50l/s。如果按照10个集水坑，每个集水坑1台潜水泵工作考虑，每台水泵的流量为5l/s，按照《建筑给水排水设计规范》（GB50015－2003）4.7.8规定，集水池有效容积不宜小于最大一台污水泵5min的出水量，则每个集水坑的有效容积不宜小于1.5 m3。

考虑到地下室存在不产生水淹损失的水容量情况，即使全部的消防积水不马上排出，也不会对地下室设备造成损害，因此，选择潜水泵可以从节约成本的角度出发，满足其他排水功能的要求，在一定时间内将污水排出既可。在选择污水泵时，也可以按照具体情况，考虑地下室的盛水能力，减掉地下室的水容积，从而经济合理的选择潜水泵流量和集水坑容积。

1 车库雨水的排出

地下车库的雨水主要指暴雨时通过进车坡道进入的雨水，在车库排水设计中尤为重要，笔者曾看到多个地下车库因坡道排水不畅而被淹，造成重大经济损失.

1.1 排水沟的设计

汽车库进车坡道应设置2道或2道以上的排水沟，首先室外地面坡道起点设一道，用来收集室外地坪流向坡道的雨水，积水可直接排至室外雨水井；另在坡道终点处设一道，并在其尽头设置敞开式集水坑和排水泵，积水用水泵排出。

1.2 集水坑排水泵的选择

排水泵的流量计算：Q=ψqF 式中：ψ为径流系数；q为设计降雨强度（L/S·m2）；F为汇水面积（m2），应为车行坡道敞开面积及其侧墙面积之积，F=A+A1/2，其中A为坡道露天面积，A1为坡道侧墙面积。 排水泵的扬程计算：H=Z+h+2 式中：Z为雨水管出口标高与集水坑运行最低水位的 高差（m）；h为水泵进、出口管道水头损失(m)；2为出水口的自由水头(m)。

水泵台数不应少于2台，互为备用。水泵的运行由池内水位自动控制。

1.3 集水坑的有效容积计算

集水坑的有效容积应满足排水泵5min的出水量。

2 车库冲洗废水和消防水的排出

为了保持库内清洁，地面要经常用水冲洗，同时在汽车库发生火灾时应能及时排除消防喷淋水，因此停车库必须设置冲洗废水和消防水的排水系统。对于地下车库，也应设置集水坑和排水泵。排集水坑的容积应先按0.5h~1.0h地面冲洗排水计算，再按5min消防排水量进行校核，取其中大者作为集水坑的最小有效容积。

2.1 集水坑的有效容积

地面冲洗废水量的计算：Ｑ冲=Khq冲F/1000t使式中：q冲为汽车库地面冲洗用水标准(l/m2)，一般取2l/m2~3l/m2；F为汽车库的面积(m2）（如有防火分区，应按每个防火分区的面积分别计算）；t使为使用时间，一般取6h~8h；Kh为时变化系数，取1.0；K为计算时间，一般取0.5h~1.0h。

消防排水量的计算：其容积应为5min室内消防用水量。

集水坑的容积应是取其地面冲洗废水量与5min室内消防用水量的最大者。

2.2 集水坑排水泵的选择

笔者在设计中认为可取冲洗、消防给水量的其中最大量的50%选用2台排水泵，互为备用。水泵平常可用作冲洗排水，火灾时排除消防水,水泵的运行亦由池内水位控制。

3 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。

4 车库隔油池的设置

汽车库的地面冲洗废水一般都掺有浮油，因此在冲洗水排入市政污水管网前，应设置隔油池。

隔油池的有效容积： V废=Q冲*T停

式中：Q冲为汽车库地面冲洗水量；t停为污水在池内停留时间（min）。

总之，在地下汽车库排水设计中，设计人员应对排除水的水量进行详细的计算后，再确定集水坑的容积和水泵的排水量。