钢结构住宅卫生间模块化同层排水节水系统的施工技术
时间：2023-04-14 13:45:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
何松苍
（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430056）
为解决传统同层排水系统存在的施工工艺复杂、漏水情况频发、水资源消耗量过大等问题，现代钢结构住宅大力推广模块化同层排水节水系统。近年来，国内关于卫生间模块化同层排水节水系统的研究日益丰富，例如赵西久[1]等人对模块化同层排水节水系统的施工技术要点展开了详细分析；
康飞[2]则针对模块化同层排水节水系统应用中存在的渗水问题提出了改进方案。本文在总结前人研究结论的基础上，创新性地提出了一种基于自动控制装置的模块化同层排水节水系统，可实现“三洗”废水过滤、消毒、补水的自动化，操作更加简便、节水效益显著。
模块化同层排水节水系统是基于“分质分级排水节水”设计理念，将系统中使用到的三通、四通、弯头、管段等部件，从现场组装改由工厂集成化制作，这样不仅极大地提升了安装效率，而且模块集成度更高，整体防渗性能更好，解决了传统排水系统的渗漏问题。模块化同层排水节水系统使用大容量储水箱和专用地漏，收集“三洗（洗脸盆、洗衣机、洗澡）”废水，然后利用内置的过滤装置、消毒装置，对废水进行过滤、消毒，最后通过水泵将净化后的水抽到大便器水箱中。利用自控器完成自动补水，满足大便器的用水需求。如果储水箱满水，多余的废水会通过高处的溢流口直接进入排水管道。该系统的组成如图1 所示。
图1 模块化同层排水节水系统
相比于传统的同层排水技术，本文介绍的模块化同层排水节水技术有3 个突出优势：其一是实现废水循环使用，节水效益明显。以三口之家每日总生活用水300L 为例，每日“三洗”用水量大约为120L/户，冲厕用水量大约为100L/户，使用模块化同层排水节水系统的废水回收率可达到70%。则每天可节约冲厕用水120×70%=84L。其二是采用集成化模块，整个装置采用注塑工艺制造而成，内部没有接头、没有接缝，这样就避免发生渗漏问题。其三是易于维护，在自控器的控制下，水箱上水、补水，以及消毒等都能自动实现，不需要人工管理。
2.1 建筑结构设计
在住宅卫生间内设置降板，并且要求结构降板的净深≥300mm；
在卫生间楼板处预留一个尺寸为500mm×500mm的洞口，用于穿插排水立管，同时在预留洞口的周遭使用钢筋加固。卫生间排水节水模块做法为：在现浇干净混凝土楼板的基础上，使用水泥砂浆（砂与水泥质量比为1:3 配制而成）做一层厚度为30mm、坡度为2%的找坡层；
待泥浆干燥后，再使用相同的材料继续做15mm 厚的找平层；
在找平层上做防水层，内部使用轻质材料填充，外侧使用1:3 质量比的水泥砂浆涂抹，厚度为20mm。做好防水层后，安装PVC 模块化排水节水装置。为保护装置，需要在该装置的四周布置钢筋，然后向钢筋框架内浇筑C20 细石混凝土，厚度为50mm。待混凝土初凝后，再做一层防水层，厚度不低于150mm，四周翻起至地面以上，最后进行地面面层施工。
2.2 预埋件安装施工
排水立管穿楼板专用预埋件安装于卫生间现浇板中，上接排水节水模块，下连排水立管。排水立管穿楼板专用预埋件安装工艺流程为：施工准备，测量定位，修整预留洞，敷设吊固钢筋及钢丝网，安装专用预埋件，浇筑抗渗混凝土。预埋件安装前需要参考设计图纸中的标注做好现场的测量定位，保证预埋件的位置精确。正常情况下，预埋件的圆心位置应当与排水立管的圆心位置重合，并且预埋件边缘与墙之间的距离也要符合规范要求。在模块化排水节水装置的安装中，在住宅首层和标准层的预留洞位置有所区别。首层为单独出户预留洞，尺寸为500mm×500mm，并且预留洞内需要布置2 条立管；
而标准层预留洞的尺寸为450mm×450mm，预留洞内只需要布置1 条立管，具体参数见图2。
图2 标准层预留洞及预埋定位
在安装预埋件时，要求预埋件的上口与卫生间的楼板保持相同的高度；
如果楼板的实际厚度超过了设计厚度，可以通过加长预埋件下部连接管的方式，使预埋件上方与卫生间楼板保持齐平。另外，在安装预埋件后，与结构板之间会存在一定宽度的缝隙，可使用与住宅楼板强度相同的细石混凝土进行填塞。为保证缝隙的填充效果，要求浇筑混凝土时应做到分层浇筑，每层的厚度大约为50mm。每浇筑1层，立即进行振捣，保证密实，然后再进行第二层浇筑。
2.3 卫生间防水施工
卫生间楼板采用降板结构，防水层的具体做法如下：在卫生间楼板上进行凿毛处理，使用扫帚清理杂物后，刷一层薄素浆。晾置10min 后，使用水泥砂浆（砂与水泥质量比为1:2）做坡度为2%的找平层和1%的找坡层，两者合计厚度为30mm。然后按照“一布四涂（刷1 遍胶料，干燥后刷第2遍胶料，趁着胶未干铺上玻璃布，然后刷第3 遍胶料，干燥后刷第4 遍胶料）”施工工艺做防水层，之后进行蓄水试验，观察防水效果，确保不存在渗漏情况即可完成卫生间防水施工。在卫生间防水层作业中，要注意以下技术要点：首先是降板地面必须按照设计要求选择专用预埋件，并且预埋件的布置位置、安装方法等均要符合相关的规范。其次是防水材料尽量挑选冷凝防水涂料，并且防水层需要内翻至专用预埋件的底部，确保整体防水效果。最后是专用预埋件的周围需要设置防水加强层，宽度大概在200～300mm，并且翻入预埋件内的厚度≥5mm[3]。
2.4 同层组合排水套管施工
（1）排水套管预埋固定
相比于单节管件，模块化同层排水节水系统中大量使用的组合排水套管对安装技术提出了更为严格的要求。在安装前，施工人员要根据设计图纸进行预埋定位，保证预埋位置准确无误后再开始排水套管的预埋。在作业中要注意以下几点：组合排水套管与墙壁之间的距离控制在60～80mm，然后盖上定位盖板。调整两根管件的位置，使两者的中心间距为250mm，拧紧定位盖板上的螺丝，使管件牢牢固定。然后再调节止水环的净距，确保不低于50mm，这样后期做混凝土保护层后，能够起到理想的保护效果。最后放置预埋座，下放套管，完成预埋作业。组合排水套管预埋完成后，对于露出混凝土地面的部分，应当通过浇筑细石混凝土的方式进行保护，防止后续施工中对排水套管的端口造成破坏。
（2）沉箱结构闭水试验
同层排水节水系统的储水箱（沉箱）虽然采用模块化制作，具有良好的防水、防漏性能，但是因为生产质量、存放管理等因素的影响，也有一定概率受损、漏水。因此，在安装沉箱前还要进行闭水试验，具体步骤为：挑选一段长度略高于沉箱的排水管，直径为160mm。检查排水管的两端管口，保证平齐；
然后将一端插入套管承口，不涂胶水；
将排水管的另一端与套管内壁紧密贴合，作为管口封堵。然后向沉箱内注水，进行24小时的闭水试验。检查沉箱外侧有无渗漏迹象，如果无渗漏，则闭水试验成功，说明沉箱密封良好。最后将用于封堵的排水管拔出，后期作为排水管使用。
（3）沉箱找平
在预埋组合排水套管时，可能会对沉箱产生一定的碰撞和扰动，导致沉箱的位置移动或高低不平。对于此类情况，可以提前制作一个木框，将排水套管固定住，同时保证排水套管四周与木框之间的距离恒定为50mm[4]。以木框作为参照，检查沉箱是否齐平。如果有凸起或沉降，应及时找平。在完成找平后，撤去木框，并在沉箱四周抹一层砂浆用于固定。
（4）砌筑管井
在砌筑管井前，需要紧贴着管洞内壁摊铺一层土工布，一方面能够起到保护管井的效果，另一方面也能发挥挡土、防渗的作用。然后使用准备好的水泥砂浆按照从下往上的顺序砌筑管井[5]。砌筑过程中随时对照控制线，保证管井垂直。当管井砌筑到沉箱防水层的上方时，要在防水层上做一道横梁，然后在横梁之上继续砌筑管井，避免管井挤压沉箱防水层。管井砌筑完毕后，需要保证管井的正面全部打开，作为检查口和过水口。最后将管道根部的碎石、泥渣等清理干净，确保排水套管出水畅通。
2.5 排水立管的施工
施工前需要检查排水立管，要求在排水立管的端部必须加装专用的伸缩接头，接头内部放置橡胶垫，保证排水立管对接以后接头部位不会出现漏水的情况。同时，施工人员还要使用卷尺测量卫生间顶板预埋件的直管底部与本层立管插口之间的垂直距离，根据测量结果确定排水立管的下料长度。其计算公式为：
式中，L 表示排水立管的下料长度，L1表示现场测量长度，L2表示专用伸缩接头的长度，L3表示预留伸缩量。其中，L2以50mm 计，L3根据国家有关规定取30mm。在排水立管的用材方面，可选用PVC-U 型管材，其特点是有较高的硬度和刚度，抗老化和耐腐蚀能力强，正常情况下使用寿命可以达到50 年以上，并且密封性好，不易发生渗漏。插入PVC-U 排水立管之前，要使用干净纱布擦拭预埋件的内壁，并分别在预埋件内壁和PVC-U 排水管的外壁上涂刷一层专用胶，然后将PVC-U排水立管插入预埋件。
2.6 自控安装设计施工
自动控制系统可实现水箱自动上水、补水和废水消毒，是模块机同层排水节水系统的重要组成部分[6]。自控装置的核心设备为控制器，另外还包括配套的潜水泵、自动阀、感应器，以及若干的电线。自控系统的安装如图2 所示。
图3 自动控制系统安装示意图
现场安装自动控制系统时，应把握好以下要点：
一是对照设计图纸确定自动控制器的具体位置，通常将其布置在大便器水箱上方30～40cm 处，或者是靠近大便器的侧面隔墙上[7]。要求自动控制器与地面之间的垂直距离为1.3m。为了便于操作和提高控制灵敏度，在自动控制器下方10cm 范围内安装电磁阀。
二是合理选择电源。自动控制器由220V、50Hz 的单相交流电源进行供电，同时配备专用的漏电断路器作为保护，当漏电动作电流≥30mA 时，自动短路起到保护作用。
三是考虑到卫生间内比较潮湿，为了避免接线端等金属生锈，应当将自动控制器放置在塑料接线盒（宽×高×深=140mm×200mm×60mm）中[8]。接线盒内配线为明敷，进出孔配线为暗敷。
四是所用潜水泵必须具备国家强制安全认证，并且确保在pH 为6～8 范围内的水环境下可以长期使用。
五是自动控制系统中使用的自动阀、感应器等部件，均自带无接头、无破损的电缆，延长使用寿命。电缆穿线施工时，管口需放置柔软材料，可有效防止电缆绝缘层摩擦破损。自动阀、潜水泵等设备之间的连接线缆，以及自控器与电源之间的连接线缆，都要按照说明书连接，并且在接线完毕后及时注水，使用万用表测试线缆有无漏电情况，如果有要及时处理。经检查或处理，确定无漏电情况后，再检查自动控制系统的整体联动效果，保证控制功能的顺利实现。最后，在自动控制系统检查无问题后，在自动控制器面板的周围打胶，起到防水、固定的效果。
施工过程中处理要把控各流程的技术要点外，还应严格执行《建筑给水排水与节水通用规范》（GB55020-2021），加强误差控制。对于排水立管，立管垂直度允许最大偏差为3mm；
立管与墙之间的距离，偏差不得超过5mm。另外，根据《卫生间模块化同层排水节水系统应用技术规程》（DBJ61/T 74-2013），进行同层排水节水系统安装后，外观应无裂纹、缺角等外观质量问题，同时顶板平整度≤5mm，挠曲度≤5mm。
本文在介绍卫生间模块化同层排水节水系统结构组成与应用优势的基础上，分别从建筑结构设计、预埋件安装、卫生间防水作业、组合排水套管施工以及自控装置布置等方面，详细分析了模块化同层排水节水系统的施工技术要点，为现代钢结构住宅施工中应用模块化同层排水节水系统提供了一定的经验支持，对建设节能减排的绿色建筑也有积极帮助。
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