卫生间模块化排水节水装置应用研究

卫生间模块化排水节水装置应用研究
摘要：通过改变设计组装模式和设计思路解决传统排水系统的诸多问题，一种完全替代当前排水系统横支系统的模块化排水节水装置，是房地产排水节水工程的一个未来趋势，是房地产项目**的销售卖点，实现了同层敷设排水横管、清扫口设于本层、无地漏返臭，无渗漏，少噪声，产权清晰。并对家庭中水利用的成本进行了分析，卫生间模块化排水节水装置具有成本低，是常规中水系统造价的1/5-1/3，是其它同层排水技术的1/4-1，技术先进，使用价值高，节水效果好，属源头节水减污的好方法。

**部分
传统卫生间排水模式必须淘汰
1．存在问题
　　经过我们的调查和统计，目前已见卫生间排水系统存在着堵塞、返臭、渗漏、噪音、产权不清，节水型马桶应用后产生的排水量不足等问题。
1.1 卫生间排水系统安装施工问题
　　硬聚氯乙烯管已广泛应用于建筑排水工程中，但在实际安装过程中经常会出现楼板渗水、管件接头处漏水、下水不畅、室内空气污浊等情况，严重影响了住户的正常使用。常见问题有以下几点：
（1） 三通或四通
　　因施工人员的疏忽，将正三通或正四通装入立管与横支管连接处，造成连接处形成水舌流，横支管水流不畅，排水系统气压波动大，卫生器具的水封容易被破坏，排水管道的有毒有害气体将会侵入室内。
（2）存水弯
  ①地漏下的存水弯
　　有些工程人员认为带扣碗地漏含有水封，能防臭，故不需在地漏下再安装存水弯，其结果往往因地漏水封达不到规范要求的深度而被破坏；另外在住户使用不当，杂物堵塞而将扣碗打开时，会使下水道的臭气逸入室内，影响室内空气质量。
　　② 洗脸盆和洗涤盆下的存水弯
　　在设计图纸表示不详的情况下，施工安装人员经常误认为洗脸盆和洗涤盆下的存水弯安装在楼板上和楼板下是一回事，其实不然。洗脸盆和洗涤盆下的存水弯因毛发、碎屑等杂物，非常容易堵塞，必要时需要打开存水弯上的检查口清通。如果存水弯安装在楼板下方，清通时就必须到楼下住户家里去，一般家庭的厨房、卫生间都会吊顶，这就显得非常不方便。
（3） 大便器下的弯头
　　在大便器下用90°弯头与横支管连接是不妥的，水力条件没有45°弯头的好，若用90°弯头安装，则**好采用带检查口的。
（4） 伸缩节
　　在排水立管安装中，往往发现漏装或少装伸缩节，这是不符合规范要求的。因为硬聚氯乙烯管的线胀性较大，受温度变化产生的伸缩量较大。
（5） 出户横管与立管的连接
　　在一些建筑排水中，出户横管与立管的连接均采用一个90°弯头，这种做法堵塞率较高。
（6） 立管与横支管的安装
　　由于建筑排水硬聚氯乙烯管具有较大的柔软性，易弯曲，安装不慎常出现立管达不到规范要求的垂直度，影响美观；而横支管弯曲度太大，甚至出现倒坡，导致水流不畅，接头渗水，影响正常使用。
（7） 硬聚氯乙烯管穿楼板封堵孔洞
　　管道穿过楼板后，有些施工人员为方便省事，不进行土建支模，仅用纸屑、碎块等杂物进行简单遮挡后用水泥砂浆填塞孔洞，加之硬聚氯乙烯管外表比较光滑，与混凝土粘接不是很牢固，因此非常容易造成严重的楼板渗水现象，影响住户正常使用。
1.2 卫生间排水系统使用问题
卫生间排水系统在住户入住以后，使用中存在以下几个的问题。
（１）管道结露
　　夏天排水横支管道外壁结露，冷凝水下滴，对下层住户套内空间的吊顶装修会产生不良影响；当下层套内不装修时，冷凝水滴到下层地面或住户身上，会影响情绪。
（2）管道接头渗漏
　　横支管是采用三通、四通、直弯头、斜弯头等与之管短节组装粘结而成。安装交工验收合格，在使用过程中由于排水温度高、日照老化，温差引起局部伸缩，导致横支管接头质量出现问题，引起管件接头渗水、滴水。导致楼下住户天花板抹灰潮湿、起皮、脱落，或是装修装饰层被破坏等不利影响和后果。
（3）楼板渗水
　　目前排水系统的安装模式，排水管安装于楼板下方，结构设计时必须预留洞。安装排水管时，严格按照规范要求进行施工，在交工验收时合格，但由于施工过程中，温度变化引起PVC管变形、缝处混凝土及水泥砂浆的干缩、装修施工震动等因素，在管道周圈与楼板相接触处，产生细小裂缝，引起楼板渗水。这种现象经常发生在使用了一段时间以后，楼下住户发现天花板上以管道为圆心，向周圈逐渐变潮、变湿。抹灰层逐渐起皮，脱落。
（4）维修难度大
　　目前排水系统的组成安装方式，不安装在本层套内，安装于楼下套内空间，产权属于楼上住户，管道渗漏、楼板渗水等不良现象对楼上住户不会产生任何影响，楼上住户也无法及时发现故障。下层住户想维修时，必须到楼上住户室内进行，造成不能方便、及时维修。经常因此而发生邻里纠纷。
（5） 清通难度大
　　上层住户的排水横支管上，安装于大便器、浴盆、地漏下存水弯处的P形弯检修口都安装于下层住户内。当楼上住户使用中造成堵塞时，必须到楼下住户内去打开清扫口进行清理。这样的清通模式，无论对于操作者讲，还是对下层住户，都会造成卫生影响。楼下住户决不会同意清通，造成楼上住户管道堵塞时，无法进行清扫操作，清扫口形同虚设。
（6）影响卫生间美观和层高
　　排水横支管安装在楼下，依据《规范》要求，安装高度应距楼板底不小于350mm，加上管底的P形清扫口，其管底距楼板底的距离大于460mm，下层套内卫生间净空高度为2300mm（2900-120-100-460）。排水横支管系统的存在，造成下层住户室内空间不够完整，影响室内美观。许多住户需要进行吊顶装饰，室内净高只有2.2-2.3米；
（7）噪音干扰大
　　卫生间排水横支管内水流噪音大，楼上住户用水排水，对下层住户产生严重的噪音干扰。安装于室内的排水立管，起到了传递噪音的载体作用。顶层用水，自下至上所有住户都知道。对住户的夜间休息造成一定的影响，是住宅内不可忽视的一个噪音源。
1.3 水资源浪费严重
　　目前，居民冲厕所用水量按照每户3人家庭计算，每人每天盥洗用水量约为20-30升，洗澡用水20-30升；冲厕用水30-50升，每人冲洗用水合计在70-110升。盥洗用水直接通过排污系统排走的水量，足够每天冲洗厕所的用水量。把这些干净的“盥洗水”排掉，意味着每天每人要浪费调40-60升，同时也多排放40-60升的污水，给污水处理的工作量加大了40-60升/人。这是一个两头浪费，既浪费了水，也浪费了处理水的费用。按照一户3人计算，每年浪费水资源43800—65700升，按照北京饮用水水价为6元/m3计算，按每年水价加价5%计算，50年每户浪费55016—82524元。按照城市污水排放收费标准规定，需要多交纳的排污费为饮用水的50%，依次计算，每年每户要多支出82524-123787元。
1.4排水系统的健康卫生的问题
　　香港“非典”爆发期间，“淘大花园”成为集体感染“非典”的重灾区之一。通过专家事后对“淘大花园E座”的调查研究发现，导致病菌迅速传播的罪魁祸首是污水排放系统。在淘大花园，每座楼宇都有八条污水管，由大厦的顶部连接所有楼层相同编号的单位直至底部。每条污水管收集来自水厕、洗手盆、浴缸和浴室的地面排水口的污水。所有这些卫生装置都各设有U型聚水器，防止污水管的臭味和昆虫进入浴室。聚水器内必须有足够贮水，方可发挥其隔气作用。但调查发现，在很多个案中，浴室里连接地面排水口的U型聚水器经常干涸的，因为大多数家庭只会在浴室拖地，而不会水冲，失去水封的作用，而造成病菌的传播。
　　目前市场上销售的节水型大便器，把水箱每次冲水量调节到3-6升/次，却存在严重的卫生隐患。　　80年代，大便器水箱水量是12升以上，90年代是9升以上，目前，节约用水意识增强，水箱水量限定为不超过6升。节水型大便器越来越节水，目前出现了3升水箱。这些节水型便器，只注重了把便器内的排泄物冲洗干净，把这些排泄物送到了本户的横支关内，这些排泄物和水混合物残留在大便器的P型弯处和横支管段内，成为污染本层管道及污染立管的主要污染源，因此，地漏返臭严重，污染室内空气环境。从使用情况看，12升时，地漏返臭现象较轻；使用9升时，气味在阴天较大；使用6升后，返臭现象严重。
　　综上所述，目前排水系统的组成方式存在严重的交叉污染问题，分散式冲洗管道组合方式既浪费水资源，有又严重交叉污染隐患的一个污染源。
2 原因分析
2.1 串联方式是造成地漏返臭的根本原因。
　　目前的安装方式，是把地漏、浴盆、洗手盆、洗衣机地漏、大便器等各个排水支管采用横支管串联连接，然后与排水立管连接，立管与小区内污水管网或住宅楼附近的化粪池连接。管网内由于粪便分解发酵产生大量的硫化物和氨水，管网内产生臭气，这些臭气会沿管道上升，从地漏、浴盆、洗手盆等出口进入到室内，污染室内空气。所以，目前串联连接排水管的模式，是造成地漏返臭的根本原因，臭气源就是大便器排出物。因此设置存水弯和水封不能彻底解决返臭问题。相反，却为浴盆、洗手盆带来了堵塞问题。
2.2 存水弯和检查口的作用不具有操作性。
　　目前排水横支管在大便器、浴盆、洗手盆、地漏下设计存水弯和检查口。存水弯的设计目的是产生水封防止臭气进入室内，但是存水弯的存在，导致了排水管在此处排水不畅，于是造成的毛发、泥土、残渣等的聚集，产生的堵塞现象。这就需要在存水弯**低处设计检查口，检查口又破坏了管道的密封性，从而出现管道渗漏问题。
　　其次，检查口设于存水弯的**底处，当管道堵塞时，打开检查口，堵塞处的污物下泄，会把操作者给弄的“一头脏水”。尤其是安装在楼板下的大便器存水弯检查口，更是如此。
　　有以上分析可见：目前排水管道横支系统存在严重的问题，要解决目前排水系统中存在的各种问题，必须从改变目前排水横支系统的设计组合安装模式和设计思路入手。
第二部分
“卫生间模块化排水节水装置” 技术简介
“卫生间模块化排水节水装置”为国家专利产品，专利号为ZL021229929。
一、适用范围
模块化排水节水装置可应用于住宅、宾馆、宿舍等建筑卫生间的排水和节水，以及排水和节水改造。
二、功能
卫生间模块化排水节水装置具有以下功能：
①作为排水管道使用，替代排水横支管系统；
②自动收集洗涤废水（洗衣机排水、洗手盆、浴盆排水）；
③自动储存洗涤废水（洗衣机排水、洗手盆、浴盆排水）；
④自动实现洗涤废水回用冲洗马桶（便器），节约自来水；替代住宅室内中水管网及中水。
三、特点
①彻底避免楼板渗漏；
②实现了卫生间污水排水横支管同层敷设；
③清扫口设于本层，堵塞污物隐蔽清通，清扫方便卫生。
④排水噪音小；
⑤节水效率高，节约用水率高达50%以上。每次冲洗都可以使用六升以上，将粪便污水彻底送出“家门”。（排水管道必须有一定的水量保证粪便悬浮冲走，过分节水的便器，因水量少，只是把粪便冲出了马桶，滞留在排水横管内而没有足够的水把它冲入立管）。
⑥减少污水排放量30-40%以上，减少小区、市政管网污水排放量30-40%以上，减少城市污水处理量30-40%以上，社会经济效益显著。
⑦解决地漏返臭。
⑧解决常规排水系统的产权不清问题。
⑨使用寿命长 本装置使用寿命50年以上，为**配套设施。
四、更多的**和舒适
健康 “卫生间模块化排水节水装置”彻底切断了地漏返臭和传染疾病的传播通道，营造一个空气质量清新的卫生洗浴空间，增添一份健康；
安静：将排水管安装到楼板上方，彻底解决了排水噪音对您室内的干扰，给您多一点的安静。
卫生：“卫生间模块化排水节水装置”解决多年来困绕给排水设计的“同层清扫”技术难题，轻松实现“清扫口设于本层，自由轻松同层清扫，而且管内堵塞污物不会污染您的眼睛和卫生间地面，实现隐蔽清通，减少您的视觉污染和清通工作量，增添一份卫生和视觉舒适。”
美观无上下干扰：为了遮掩天花板下丑陋的排水横支管道，不得不花费钱财和精力做吊顶“遮丑”，但结露冷凝水会滴湿吊顶，突然的楼板渗水、管道渗漏、楼上管道堵塞等情况的发生，都会增添无尽的烦恼和麻烦……
　　“卫生间模块化排水节水装置”彻底解决了这些问题：安装于自家楼板上地面下，采用PVC材料焊接制成，**密封，耐酸碱腐蚀，使用寿命50年。无渗漏、无冷凝结露，不穿越楼板不会渗漏。现在的卫生间天花板是与卧室一样平整美观，无须吊顶装饰。既经济又彻底杜绝了楼上楼下的维修干扰等不愉快事件的发生。
轻松帮您实现节约用水50%以上：“卫生间模块化排水节水装置”具有自动收集、自动储存洗涤废水的功能，不需增加收集水箱或储水箱，不占用室内空间。微型自动控制泵，轻松自动实现废水提升冲洗马桶。50年节约支出82524-123787元，节水率高达50%以上。节水卫生间比化钱装修的传统卫生间更为宽敞明亮。
安全可靠 不用担心
通过实际试验和应用，水质和清洗都没有任何问题，健康安全有保证。
① 水质完全满足标准要求
　　我国废水利用才刚刚起步，还没有具体的冲洗厕所水质标准。依据日本制定的冲厕所水质标准，我们进行了试验检测。见下表。
序号    项目    标准要求    实际测定值    判定
1    浊度（度）    ≤20    8-18    合格
2    色度（度）    ≤30    无    合格
3    臭、味    无不快感    无不快感    合格
4    PH    6.5-7.6    6.7-6.8    合格
5    COD（毫克/升）    ≤40    ≤20    合格
6    BOD（毫克/升）    ≤20    无    合格
7    浮游性物质（毫克/升）    不控制    61-60    合格
8    NH4-N（毫克/升）    ≤20    0-4    合格
9    杂菌数（个/毫升）    不控制    0-40    合格
10    大肠菌群数（个/毫升）    不控制    0-40    合格
②不会产生污染源
　　香港“淘大花园”的非典事件清楚地告诉我们常规排水系统存在严重的健康隐患，“卫生间模块化排水节水装置”集排水、自动收集洗涤废水、自动储存洗涤废水、自动回用冲洗马桶，无地漏返臭，防渗漏，同层敷设美观适用。与地漏相比，**，模块化排水节水装置内的水经过了过滤和吸附处理，是经过消毒处理流动的活水，水质本身优于地漏存水；其次，模块化排水节水装置可以采用冲洗、放空等简单操作进行储存空间环境的清洗，没有长期聚集的杂物，其存水环境比地漏好很多；第三，模块化排水节水装置卫生健康防外界污染条件远远高于地漏水封。模块化排水节水装置与大便器排水和室外污浊气体通道彻底分离，臭气虫子细菌病毒无法入侵污染装置内的存水，可见，模块化排水节水装置的存水环境不会受到排水大系统的污染。而地漏存水则直接与便器排水和室外污浊气体相连接，臭气和污染气体可以溶解于水内然后挥发进入室内，虫子可以爬过水封进入室内。综上所述，模块化排水节水装置100%的安全可靠，更健康、更舒适。
③ 不会产生沉淀聚集
装置中独特的地漏设有0.5x0.5毫米的滤网，可以100%滤出毛发、线头、皮屑等固体杂质无法进入模块化排水节水装置，更不会在其内聚集沉淀。
④轻松清理 自由选择
　　模块化排水节水装置的清洗盖轻松打开，用刷子对内壁、底板进行清洗；还可以依据水质水量自由选择收集与排放。
五、产品的先进性、创造性
　　卫生间模块化排水节水装置在2004年通过河南省科学技术厅组织的科技成果鉴定。鉴定意见如下：
一、“卫生间模块化排水节水装置”项目研究选题正确，思路清晰，符合国家产业政策和市场需求。
二、提供的鉴定资料、技术文件齐全、完整，符合鉴定要求。
三、“卫生间模块化排水节水装置”采用“分级分质排水”和“集成模块化”设计思路，由厨卫给排水横支系统分离汇水装置和微型提升泵组成，集排水、储水、节水、防漏、同层敷设等功能于一体，结构紧凑，构造合理，技术先进，具有创新性和创造性。该装置属国内**，达到国内先进水平。
四、该装置经河南省建材工业产品质量监督检验站检测，符合《卫生间模块化排水节水装置》企业标准。
五、该卫生间模块化排水节水装置和相关技术，符合我国“三节一治”的可持续发展要求，符合建筑节水和环保发展的产业政策，有较好的社会效益和经济效益，有较高的推广价值。
建议：进一步加强标准编制工作，加大推广力度。
六、产品安装
（一）设计配合要求
1 土建配合设计要求：
①土建设计时，卫生间结构楼板顶标高比建筑地面设计标高低350mm；
②卫生间楼板宜设计成局部下沉的折板，也可设计成全下沉楼板。
折板设计荷载：局部下沉部分楼板恒载标准值按4.2KN/m2取值；其它部分按常规设计选用；活载按荷载规范取值；
全下沉楼板：当卫生间楼板跨度不大于2.4m时，恒载按3.2 KN/m2取值；当卫生间楼板跨度大于2.4m小于3.3m时，恒载按3.0 KN/m2取值；活载按荷载规范取值；
2 排水配合设计要求
排水设计时，只需定出卫生器具平面布置位置和排水立管位置、立管设计（管径选择与安装布置）。
3、电气设计
  电气设计时，在卫生间大便器处应预留一个防水防漏电三孔插座。用电负荷按照100W设计。标高为距地面0.3m处。
（二）安装
准备工作：
①将楼板顶面清扫干净，做找平层和找坡层、防水层。
②核对产品包装与设计图纸选型是否一致；
安装：
①将卫生间模块化排水节水装置及立管安装就位；
②进行现场满水试验，试验时间24小时；
③试验合格后，铺架空板，施工面层。
④卫生器具安装，直接插入相应预留插孔即可；
⑤安装提升微型泵。
安装成本：
　　卫生间模块化排水节水装置为单户排水横支系统，不需要增加室外市政管网和小区管网，也不需要增加户内中水管道，其管网敷设围护费用为零。
　　卫生间模块化排水节水装置安装后，原有户内排水横管取消，省去费用为500元/户，省去吊顶装修费1500元左右，一套三四十万的房子只要增加很少的投入就能建设成为高品质楼盘，本装置的使用寿命为50年以上。
节水效果： 50年节约支出82524-123787元，节水率高达50%以上。
第三部分常规中水系统成本分析
一、市政中水回用成本分析
成本核算
（1）市政管网敷设及维护费高昂，市场难以承受。
　　中水回用目前有两种办法，一种是使用市政供给的中水，另一种是自行建设中水回用设备。如果城市居民小区自建中水，将无法产生规模效益，其运行成本会高于现行的市政中水。此外，由于中水处理的技术要求比较高，对分散建设的中水设施的水质监管和检验将比较困难，有可能造成中水水质参差不齐，特别严重的可能形成二次污染。因此，一般来说，在大城市使用市政中水更加经济和安全。但支线管道每米的造价达500—800元，一旦需要过路或者过河，每米造价将超过1万元，其高昂的造价令中水分公司望而却步。目前还不具有可操作性，而且其运营成本也较高目前水价１．１元／吨。经营厂家赔钱。
　二、小区中水自循环系统
自循环系统配置成本核算分析
　　处理设备、管网、构筑物一次性投资、设施占地、设备折旧等折合建筑面积增加55-65元/平米；
实施问题
　　（1）采用自循环系统配置**大的顾虑是没有政府统一管理和检测，在日常维护中难免出现专业技术不到位以及各种故障排除等问题。
（2）容易出现水质和收费问题，易产生物业管理与业主之间的纠纷。
（3）不能解决常规排水系统的堵、漏、臭、噪声、产权不清等问题。
第四部分 标准政策成就“小区”卖点
1、阶梯水价成就“中水”买点
　　天津、深圳、厦门、银川、上海、北京相继提高水价和执行“阶梯式”计量水价制度，超定额累进加价 ，以此鼓励节约使用与循环利用水资源。这些政策的落实，使中水系统成为楼盘的营销卖点。使用中水既能节约自来水，又能在同样用水量情况下，节省家庭用水开支。随着阶梯水价的实行，自来水和中水的价格会进一步拉开，节省的比例会更大。另外，中水的使用还减少了自来水用量的压力和使用过量的可能。
　　卫生间模块化排水节水装置让住户使用的是免费“中水”，而且可以减少排污，比其他中水系统投入少很多、更加实用。
2、新技术应用趋势使中水变成必要卖点
　　概念的炒作因流于空洞而使人们感到厌倦，开发商越来越注意挖掘“技术质量”卖点，这些卖点更吸引客户的注意。 “卫生间模块化排水节水”中水装置的利用既是“新功能”和“新技术”，又可以“降低居住成本、提高项目附加值”，还可以提高人们的居住品质，使该装置成为项目**的卖点。
3、《住宅性能认定标准》出台成就“卖点”
卫生间模块化排水节水装置的推广和应用，克服了传统排水系统的弊端：如地漏返臭，清扫口无法设于本层，P型弯如同虚设等技术问题；也实现了同层敷设排水横支管，提升了卫生间的品质，解决了冷凝水结露、楼板渗漏、排水管渗漏、产权不清等问题；美化了卫生间，降低了卫生间排水横管的排水噪音；提供了一种免维修的节水降噪卫生间排水节水技术装置。这些功能对提高住宅品质，增强卖点具有实质意义。
　　同时，随着阶梯水价的实施和政府对中水装置的强制性普及，中水装置将成为楼盘的必要设施之一，而那些没有中水的楼盘将会成为“缺陷”楼。随着住宅性能认定标准的颁布实施，那些虽然使用了中水，但卫生间排水横管没有同层敷设的楼盘，同样是“缺陷”楼。