国家体育场卫生间排水设计

・国家体育场施工图设计・

国家体育场卫生间排水设计

吴连荣　郭汝艳

(

中国建筑设计研究院

,

北京　

100044

)

　　摘要　针对国家体育场建筑卫生间数量多、布置种类繁多、面积大、各层位置关系复杂等特点

,

介绍了赛时卫生间排水设计秒流量计算公式按同时使用百分数计算

,

赛后按排水当量计算复核

;

墙

排式同层排水与常规排水相结合的排水方式

;

卫生间内洗脸盆、小便器、坐便器均采用挂墙式

,

后排

水

;HDPE

排水横支管为暗敷

;

考虑到安装的可操作性

,

同层排水支管最多接

6

个坐便器、

10

个小便

器

;

排水横支管以环形通气为主

,

辅助设吸气阀以缓解支管内的气压波动

;0

层残疾人卫生间采用分

体式压力排水器等设计关键点。

关键词　国家体育场　卫生间　墙排式同层排水　吸气阀　分体式压力排水器

　　为与“鸟巢”造型协调

,

建筑结构形成了无序

中寻求有序的结构特点。卫生间作为体育场的附

属用房

,

其平面位置受到主体功能的制约和影响

,

因此为观众部分服务的卫生间无法做成整齐划一

的标准卫生间

,

各层卫生间位置仅能保证局部的

上下对齐

,

或仅能保证公共管井上下对齐

,

有些卫

生间局部位于结构外挑部分

;

地下层多为体育场的

辅助用房

,

分布有配电间、中控室、厨房、医疗、配餐

等禁止排水管穿越的房间

,

而首层卫生间又无法完

全避开此类房间布置。基于以上建筑特点

,

国家体

育场卫生间设计采用同层与常规排水相结合的排水

方式。

1

　卫生间的排水设计秒流量计算

(

GB50015

—根据《建筑给水排水设计规范》

)

4

1

4

1

6

条

,

赛时卫生间排水

2003,

以下简称“建规”

设计秒流量计算公式按同时使用百分数计算

:

q

p

=

表

1

　卫生器具的同时使用百分数

分类

洗手盆　　　　

洗脸盆　　　　

大便器冲洗水箱

大便器自闭冲洗阀

小便器自闭冲洗阀

洗涤盆　　　　

运动员同时使用百分数

/%

观众同时使用百分数

/%

50

80

12

2

10

50

70

80

12

15

20

50

α

N

p

+

q

max

q

p

=0.12

式中

α

———根据建筑物用途而定的系数

;

N

p

———计算管段的卫生器具排水当量总数

;

(

2

)

q

max

———计算管段上最大一个卫生器具的排水流

量

,L/s

。

由于本项目赛时、赛后运营方式的不同

,

设计时

(

2

)

进针对赛后功能的改变

,

卫生间分别采用式

(

1

)

、

行计算

,

取计算值大者作为设计秒流量

,

并以此为依

据

,

按“建规”中有关坡度、充满度的要求

,

计算卫生

间排水横支管的管径

,

得最大排水支管管径

为

DN

150

。

2

　排水方式的选择

∑

q

0

N

0

b

(

1

)

式中

q

p

———计算管段的排水设计秒流量

,L/s;

q

0

———同类型的一个卫生器具排水额定流量

,

L/s;

N

0

———同类型卫生器具数

;

b

———卫生器具的同时使用百分数。

各部位的同时使用百分数见表

1

[1]

。

赛后由于功能改变

,

卫生间排水设计秒流量计

算公式按排水当量计算复核

:

78

给水排水　

Vol.32

No.7

2006

国家体育场的卫生间主要有以下几个特点

:

卫生间数量多

:

仅

0

层卫生间数量就达

35

个

之多

,1

层卫生间数量也有

24

个

,

除顶层及地下层

外

,

其余各层卫生间也都在

10

～

20

个

(

不包括包

厢卫生间

)

。

卫生间布置种类繁多

:

施工图设计中绘制的

A0

© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

图幅的卫生间详图达

35

张之多

,

对称及镜向关系的

卫生间均未重复出图。由于受客观条件的限制

,

卫

生间的平面形状可以说“多姿多彩”

,

有三角形、梯

形、扇形等

,

反而常见的矩形很少出现。

卫生间建筑面积大

:5

层南、北层各有一卫生间

内有蹲式大便器

35

套、坐式大便器

12

套和洗手盆

18

套。虽然并非所有卫生间规模都像此卫生间一

样巨大

,

但国家体育场毕竟是一座可容纳

91000

名

观众的超大型体育场

,

按比例配备也需要各卫生间

内布置足够的卫生器具。

各层卫生间位置关系复杂

:

有卫生洁具布置在

结构梁上、上下层卫生间仅有局部重叠、卫生间位于

结构外挑部分等现象

,

见图

1,

图

2

。

协调

,

使公共卫生间为公众提供方便、卫生、安全、舒

适的服务

,

体现“人文奥运”的设计理念

,

结合本项目

的实际情况

,

设计采用同层与常规排水相结合的新

型排水方式。

通常的工程实践中

,

同层排水主要有以下三种

做法

:

一是采用卫生间楼板下沉方式

;

二是采用墙排

水方式

;

三是采用垫层式

,

即垫高卫生间地面。第三

种做法一般用于住户对住宅卫生间改造

,

因公共建

筑的卫生间处设有台阶

,

不仅影响建筑美观要求

,

又

影响密集人流的顺畅

,

故工程设计中极少采用

,

也不

适用于本工程。

降板式同层排水是将卫生间的地板下降一定的

高度

,

排水支管沿地面敷设

,

在同一楼层内与立管相

连

,

然后再在管道上敷设装饰层。

降板式同层排水的优点

:

①卫生间内不需要砌

假墙

,

管道可敷设在垫层内

;

②卫生洁具仍然可以选

用普通卫生洁具

,

选择范围较广。缺点

:

①由于需要

考虑管道的安装空间

,

结构板下降的高度至少为

300mm,

结构处理较困难

;

②装饰层的承重要求较

高

;

③如果管道在楼板夹层中发生漏水

,

就必须将卫

生间地面破坏

,

管道维修比较困难

;

④降板部分的设

计荷载要求较大

;

⑤针对本项目而言

,

外挑卫生间部

分的局部降板还会破坏整体建筑的外立面效果

,

因

图

1

6

层男卫生间平面

此未予采用。

墙排式同层排水是在卫生洁具后方做一堵衬

墙

,

形成

200mm

左右宽的布置管道的专用空间

,

排

水支管不穿楼板而在假墙内敷设

,

在同一层内与排

水立管相联接。卫生间采取墙排水方式要求卫生间

尺寸较宽松

;

卫生洁具选择悬挂式洗脸盆、坐便器、

小便器

,

使卫生间内排水支管标高高于本层楼板以

实现同层排水。

墙排式同层排水的优点

:

①排水管敷设在衬墙

内可有效的降低排水噪音

;

②大便器、小便器、洗脸

盆的排水支管在同楼层的衬墙敷设

,

排水支管位于

本楼层内

,

减少了管道穿越楼板的数量

,

因此减少渗

漏现象的发生

;

③排水支管管道安装可以在结构施

工结束后

,

卫生间内装修时进行

,

不会破坏建筑墙体

结构

,

保障了建筑的安全使用

,

提高装修质量

,

管道、

水箱全部采用隐藏式安装

,

具有出色的视觉效果

;

④

洗脸盆、小便器、坐便器均采用挂墙式后排水

,

无卫

给水排水　

Vol.32

No.7

2006

图

2

6

层女卫生间平面

如前所述

,

正是由于国家体育场立面造型的特

殊性及内部功能布置的复杂性

,

为使卫生间排水系

统在满足排水功能的前提下

,

尽可能巧妙地与建筑

79

© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

式

,

后排水

,

其安装见图

4

。

布置有卫生洁具的隔墙为轻钢龙骨结构

,

隔墙

内净宽为

200mm,

可以满足给排水管道安装要求。

3

1

2

　管道敷设

隐蔽式安装最主要的一个特点是卫生间的排水

横支管为暗敷。管道的暗敷使卫生间变得美观、舒

适

,

也在一定程度上解决了排水噪音问题

,

但却增加

图

3

　同层排水与常规排水相结合系统示意

生死角

,

便于卫生间的清洁。缺点

:

①衬墙占用卫生

间使用空间

;

②卫生器具的选择范围较小

,

洁具的选

择必须符合墙排水

;

③地漏难以设置

,

地漏要求选用

横排地漏

,

而且必须设置在立管附近

;

④卫生器具排

水口高度为固定值

,

按规范要求的坡度敷设

,

同层排

水支管的敷设长度受限

;

⑤管材要采用高密度聚乙

烯排水管

(

HDPE

)

,

价格稍高于排水铸铁管。

通过以上各个方面的比较

,

可以看出两种同层

排水各有所长。但由于国家体育场属于用水集中超

大型公共建筑

,

卫生间内卫生器具数量多、建筑面积

大、平面形状不规则

,

由于长度和坡度的限制

,

仅采

用单一的同层排水方式难以保证排水的顺畅。因

此

,

设计采用墙排式同层排水与常规排水相结合的

排水方式

,

见图

3

。

采用此种排水方式

,

不但很好的解决了外挑卫

生间排水支管的外露问题

,

避免卫生洁具排水管与

结构梁冲突

,

也避免了板下排水支管穿越配电间、厨

房、医疗室、配餐间等不允许排水管穿过的房间

,

使

建筑专业在进行卫生器具布置时有更大的灵活性和

自由发挥空间

,

结构专业也不必因为局部卫生间的

降板而进行额外的计算。

3

　洁具安装、管道敷设及附配件的选择

一个完善的排水系统离不开相关的卫浴产品、

管道系统、排水附配件的“支持”。下面就此问题做

简要介绍。

3

1

1

　洁具安装

卫生间内洗脸盆、小便器、坐便器均采用挂墙

了管道维修的难度。为此

,

除了加强施工管理外

,

关

键还是通过提高管材的性能来减少管道漏水的几

率。设计采用

HDPE

排水管。具有耐腐蚀、不结

垢、低噪音、质量小、延展性好、水力条件优越的特

点

,

安装上采用热熔连接

,

防渗漏。

HDPE

管的伸

缩补偿措施按生产企业对产品的施工安装技术要求

执行。

由图

4

可以看出

,

坐便器排水横支管起点管中

心标高距结构板

120mm,

坡度为

0

1

005,

DN

100

的

HDPE

管壁厚

4

1

3mm,

经计算同层可以接

12

个坐

便器

,

考虑到安装的可操作性

,

同层排水支管最多接

6

个坐便器。小便器排水横支管起点管底标高距建

筑面层

150mm,

坡度为

0

1

008,

DN

75

的

HDPE

管

壁厚

3mm,

经计算同层可以接

15

个小便器

,

考虑到

安装的可操作性

,

并避免建筑专业采取特殊做法

,

同

层排水支管最多接

10

个小便器。

3

1

3

　吸气阀的选用

观众卫生间排水管设置专用通气立管和环形通

气管。通气管口伸出顶层核心筒屋面

,

因其位于看

台下的观众集散平台

,

为防止通气管口受阻影响观

众集散平台的环境

,

通气管口沿看台下斜梁尽量高

空排放。由于观众卫生间瞬时排水量大且横支管

长

,

排水横支管以环形通气为主

,

辅助设吸气阀以缓

解支管内的气压波动

,

保护水封不被破坏。吸气阀

安装位置示意见图

3

。

(

CECS172:

《排水系统水封保护设计规程》

2004

)

第

5

1

4

1

6

条规定“

:

排水横支管上设置的吸气

阀口径

,

应按吸气量不小于

2

倍支管排水量选用。”

设计时按环形通气管负担一个大便器排水量的通气

负荷

(

等于排水量

)

来考虑

,

当排水横支管内排水量

>2L/s

时

(

即排水横支管上超过

6

个大便器

)

增设

一个吸气阀

,

吸气量

>4L/s

(

负压

250Pa

时

)

。设

图

4

　卫生洁具安装剖面

计采用吸气量

7

1

5L/s

的支管吸气阀。因吸气阀设

80

给水排水　

Vol.32

No.7

2006

© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

置在下层卫生间吊顶内

,

要求阀体承压满足《建筑排

(

CJ202

—水系统吸气阀》

2004

)

中相关规定。

4

　压力排水器的使用

　　分体式压力排水器由固定部分和可拆卸部分组

成。固定部分内主要有储水池外壳、储水池、压力排

水管、止回阀等

;

可拆卸部分为机电部分

,

主要包括

碾磨切割泵、压力控制器等。固定部分被完全固定

在卫生间轻质隔墙内

,

储水池进水口直接与卫生洁

具的排水管相连

,

在出现堵塞或机械故障的情况下

,

可迅速将两部分分离

,

从而避免了将压力排水器与

所有排水管道断开的麻烦。此设备不需要设置专用

的通气管

,

由压力控制器探知储水池内储水量的变

化

,

控制碾磨切割泵的启停。

使用分体式压力排水器

,

可降低施工难度

,

减少

设备投资

,

改善卫生条件

,

方便维护维修

,

减少占用

面积。

5

　结语

通过以上各个方面的分析介绍

,

可以看出卫生

间排水管道系统的选择在整个设计过程中的重要

性。不同排水系统的选择

,

不仅关系到排水系统的

合理性

,

同时还可以让建筑专业有更大的发挥空间

,

降低工程成本。随着科技的不断发展

,

新产品的不

断产生

,

设计时应根据各个工程的实际情况

(

如高档

旅馆、高档住宅、酒店、医院或者有相关要求的建

筑

)

,

选择一个更为完善的排水系统。

参考文献

1

　郭汝艳

,

朱跃云

,

赵昕

,

等

.

国家体育场给排水设计中的热点问题

.

零层个别残疾人卫生间只有坐便器和洗手盆

2

件洁具。此类卫生间又多位于设备机房

,

赛时转播、

工艺、器材配套用房等处

,

可以说使用频率极低。赛

时按每天有

50

人次

(

按工作人员的

5%

计

)

使用此

类卫生间

,

每人一次用水量为

25L

计

,

每天用水量

为

1

1

25m

3

。

如果专为此卫生间设置集水坑

,

首先集水坑尺

寸要满足

2

台潜污泵

(

1

用

1

备

)

安装要求

,

则集水

坑的最小尺寸为

1200mm

×

1600mm

×

1000mm,

上部

300mm

空间为无效空间

,

集水坑最低水位为

300mm,

有效容积为

0

1

77m

3

。同时集水坑有效容

积又要满足不小于最大一台污水泵的

5min

出水

量。以水泵出水量为

10m

3

/h

来计

,

集水坑有效容

积为

0.83m

3

。由此可以看出即使在赛时

,

这样的卫

生间潜污泵每天仅能启动一次。赛后使用频率更低

的情况下污水长期存留

,

集水坑相当于化粪池。逐

渐沉积浓缩的固体废物不但直接影响潜污泵的使用

寿命

,

更加大了排水管道堵塞的概率

,

给维护管理带

来极大的不便。因此

,

在此类卫生间内设置分体式

压力排水器

,

以解决此类特殊卫生间的排水问题。

分体式压力排水器内部结构见图

5

。

给水排水

,2006,32

(

6

)

:75

～

81

2

　陈欣燕

,

范炳礼

,

王琪海

.

大型现代公共建筑卫生间的设计理念

.

给水排水

,2004,30

(

1

)

:79

～

81

3

　姜文源

.

隐蔽式安装系统统层排水技术简介

.

给水排水

,2004,30

(

9

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4

　俞科

,

蒋红波

.

浅谈住宅卫生间同层排水设计

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给水排水

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唐先权

,

王瑞

.

关于吸气阀排水系统的思考

.

给水排水

,

2005,31

(

7

)

:68

～

71

※通讯处

:100044

北京市西城区车公庄大街

19

号

电话

:

(

010

)

68302702

储水池　

2

进水连接口　

3

压力感应气孔　

4

排水连接口

5

止回阀　

6

碾磨切割泵　

7

压力控制器　

8

大便器接口

E

2

mail:wulr@

收稿日期

:20060124

修回日期

:20060315

图

5

　压力排水器内部结构示意

给水排水　

Vol.32

No.7

2006

81

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