進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們在生活水平大跨 步提高的同時，對綠色環(huán)保提出了更高的要求，建設(shè)一個環(huán) 保舒適的居住及工作環(huán)境成為城市發(fā)展的重點(diǎn)。科技正是通過 需求而推動，真空排水系統(tǒng)正是在這種背景下，具有環(huán)保、 節(jié)水、低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，擺脫了建筑史上排水重力坡度的局 限性，使得在施工過程中管道的鋪設(shè)更具靈活性，深受個性 化設(shè)計的青睞。
1860年荷蘭工程師Liemur提出了真空排污系統(tǒng)，1950年瑞典工程師Liljendahl發(fā)明了系統(tǒng)中所使用的真空連接閥門裝置，1980年德 國***公司為醫(yī)院放射科提供專門減少衰變處理量，在室 內(nèi)安裝真空座便器，大大起到80％節(jié)水的效果。1987年***公 司又首次將此設(shè)計運(yùn)用到住房外部的排水管而無須改變原先 內(nèi)部房屋的重力排水結(jié)構(gòu)，使得這一利用空氣作為傳輸介質(zhì)的 理念能將室內(nèi)外排水設(shè)計完美而經(jīng)濟(jì)地得到結(jié)合。
使用真空的原理是一種依靠氣壓差產(chǎn)生挾裹污水的高速氣 流，并把污水從器具中取走的排水系統(tǒng)，其具備的優(yōu)勢在于：
1.可以簡單地解決排水沼坡，使污水可以任意地提升；
2.管道管徑小，埋深淺，施工更為方便快捷；
3.沒有外溢，不會污染地下水，環(huán)保程度高；
4.整體密閉性強(qiáng)，沒有氣味，清潔度高；
5.系統(tǒng)安全自檢性強(qiáng)。
我們的系統(tǒng)主要分為室內(nèi)和室外兩個系統(tǒng)：
一、室內(nèi)系統(tǒng)
由真空泵站（真空泵、污水泵及真空罐）、真空座便器、 控制裝置（管道及真空控制閥）組成。
室內(nèi)系統(tǒng)的工作原理是當(dāng)污水達(dá)到一定水量時，
真空控制閥會自動開啟。真空泵站中的真空泵使管道內(nèi) 維持著0.6bar的負(fù)壓，污水將以4m/s的速度通過真空管道進(jìn)入真空泵站中的真空罐。真空排水避免了傳統(tǒng)的重力 向下的排水局限性，所以管道布置具有任意性。我們可以看到地下室的洗臉盆及洗衣機(jī)的污水通過管道被提 升再進(jìn)入真空罐。污水在真空罐內(nèi)存儲到一定水位后，污水泵 會開啟，把污水排入市政管道。
室內(nèi)系統(tǒng)的設(shè)備要求，洗臉盆、小便斗、浴缸等可采用一 般通用潔具，根據(jù)水量的不同，可以有多個潔具連接一個真空 控制閥；座便器必須由德國***公司提供的特殊真空座便 器，它保證了每次沖洗只要1升的水，并將真空控制閥整合在 座便器內(nèi)，將整個系統(tǒng)變?yōu)橐环N由空氣作為傳輸介質(zhì)的負(fù)壓密 閉狀態(tài)之中。為了保證真空管道的承受力，一般采用抗壓能 力1.0兆帕，HD－PE/SDR11標(biāo)準(zhǔn)的材質(zhì)。真空泵為間歇性運(yùn)作，在 管道內(nèi)負(fù)壓低于0.4bar時才由自動控制柜控制開啟，以維持一定 的真空度。真空泵平均每天工作時間為4小時。真空罐將污水 進(jìn)行收集，當(dāng)達(dá)到一定液位后排放到市政下水道中。整個系統(tǒng) 通過PLC系統(tǒng)監(jiān)控泵站運(yùn)行。
案例介紹：上海南站
使用環(huán)境：上海鐵路南站作為適應(yīng)21世紀(jì)需求的標(biāo)志性建筑 ，是上海鐵路樞紐規(guī)劃的入門，由法國設(shè)計師設(shè)計成全封閉 形高圓形頂屋面，同時，整個廣場工程以站屋為中心，將廣場 工程中的主要功能建筑：商場、車庫及南北聯(lián)系通道設(shè)于地 下。根據(jù)建筑的功能，采用污、廢合流排水系統(tǒng)，對每個集中 點(diǎn)（如廁所、廚房、空調(diào)機(jī)房排水等）采用重力排水立管需 要把地下一、二層污、廢水匯集到集水池中，在設(shè)潛水排水泵 提升至室外，但地下廣場面積很大，集水池布置點(diǎn)分散，引 向室外的排出口多，若使用傳統(tǒng)重力排水，氣味將是一個很難 根本解決的問題并且眾多的透氣管延出屋頂，影響整個建筑 的美觀。
解決方案：通過采用真空衛(wèi)生排水系統(tǒng)，南、北廣場地下 建筑內(nèi)各設(shè)一套360型的一體化泵站，其真空泵站由真空收集罐 、真空泵、污水泵及自控面板組成。真空管道和每個出水點(diǎn) 連接，靈活繞開其他管道，接入真空泵站。在施工上，降低了 難度和施工周期，同時，密閉的真空管道不會溢出難聞的污 水氣味，只需一根排氣管伸出屋頂。該項(xiàng)目由上海華東建筑設(shè) 計研究院總設(shè)計，預(yù)計在2005年完成整個項(xiàng)目。
二、室外系統(tǒng)
室外系統(tǒng)包括真空泵站（污水泵、真空泵、 真空罐）、真空管道、收集箱組成。
室外系統(tǒng)的工作原理是不改變建筑物內(nèi)原重力排水，使用 真空收集箱作為功能設(shè)備，連接其出水口，通過氣動傳感原理 將內(nèi)部真空閥門打開，從而使進(jìn)入的污水處于真空負(fù)壓狀態(tài) 。污水及廢水就會通過收集箱吸入真空管道，再進(jìn)入真空泵站 中的真空罐。室外的真空管道可以隨意繞過各種障礙物，甚 至在同一溝渠內(nèi)將污水管同其它管線布在同一平面。一個中心 真空泵站的輻射半徑最高可達(dá)3公里而不需要另外的提升泵， 在有水系的地方可以將真空管道直接沿著橋下布管；在野外管 線長，放坡大或是地下室有衛(wèi)生間，需將集水池深挖的情況 下，真空管道只需埋深地下60cm至1.2m。真空泵站的工作原理和室內(nèi)系統(tǒng)相同。
根據(jù)水量的不同，一個真空收集箱可以連接多幢低層建筑 物，其連接的真空管道最大管徑在250mm。系統(tǒng)中每隔100m有一個 90mm管徑的檢查管，管道設(shè)計成波浪形和鋸齒形剖面。真空泵 站可以埋入地下。系統(tǒng)除了泵房之外，其他地方均不耗電，既 環(huán)保，又節(jié)約了能源。
案例介紹：上海國際賽車場
使用環(huán)境：上海國際賽車場位于上海市嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)，包 括占地2.5平方公里的賽車場和占地2.8平方公里的配套區(qū)，賽道 由曾經(jīng)設(shè)計馬來西亞“雪邦”賽道的德國Tilke公司進(jìn)行設(shè)計， 從空中俯瞰整個車場呈現(xiàn)一個“上”字。整個賽道全長5.451公 里，且屬軟土地基，使得管道埋深在地下6～8m。由于賽區(qū)中 不允許建有泵站及管道，內(nèi)部排水只能通過3個傳統(tǒng)重力泵站 分級提升傳遞，加上賽區(qū)的管線分布只能往周邊分布，造成在 下管線的分層交錯情況嚴(yán)重，施工相當(dāng)困難。賽車場將于2004 年3全部建成。
解決方案：真空系統(tǒng)應(yīng)用在總長為5.6公里的兩圈賽道看臺 衛(wèi)生間，總共有44個衛(wèi)生間。每個衛(wèi)生間包括10個馬桶、20個小 便池、8個水池，峰值流量較大。我們在每圈看臺的終端衛(wèi)生 間內(nèi)部設(shè)置一個真空泵房，分別用于解決北圈1.5公里和南圈3. 5公里的衛(wèi)生間排水，總管管徑最大為250mm。另外，由于賽車場 使用時的絕對高峰及非賽時期污水存留的氣味，在每個真空 泵站內(nèi)我們增加了空壓機(jī)將殘留在管底的少量污水一次性清空 ，徹底消除了隱患。
真空排水解決了建筑物內(nèi)外坡度提升的難題，它的適用場 合包括：
●衛(wèi)生設(shè)備使用頻繁，用水費(fèi)用高的場合；
●沒有坡度，缺少空間，天花板低，或者其它結(jié)構(gòu)上的限 制使得重力管道無法鋪設(shè)的地方；
●需要重建或改造，但條件困難和地基不牢固的昂貴場合 ；
●地勢比較平坦，水系復(fù)雜，地質(zhì)條件不好的軟土、流沙 型地帶；
●污水需要從很遠(yuǎn)的地方傳送到市政下水道或是污水處理 廠的地區(qū)；
真空系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的重力排水具有較大的優(yōu)勢，無需泵的 分段提升、檢修方便、經(jīng)濟(jì)成本也相對較為合理。在中國的水 資源正處于緊缺的階段，真空系統(tǒng)的用水量較低，而且可以 分別收集廢水污水，對污水回收利用，彌補(bǔ)了國內(nèi)往往在利用 水資源的同時又浪費(fèi)的缺陷；管道埋深淺，具有很強(qiáng)的密閉 性，沒有氣味，也不會堵塞和匯漏。其諸多的優(yōu)點(diǎn)都能夠解決 重力排水的問題，所以真空系統(tǒng)將會推動中國排水系統(tǒng)的發(fā) 展，更為中國都市建設(shè)起到增添新生命力的作用。
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