淺論高層建筑給排水設(shè)計(jì)

劉得國(guó)

摘 要：在建筑業(yè)高速發(fā)展同時(shí)，給建筑給排水系統(tǒng)應(yīng)用提出了更高的技術(shù)要求，為了適應(yīng)高層建筑的發(fā)展，給排水設(shè)計(jì)人員應(yīng)提高自身專業(yè)技術(shù)水平，使高層建筑給排水技術(shù)達(dá)到一個(gè)新的層次。

關(guān)鍵詞：高層建筑；給水；排水；消防；設(shè)計(jì)

前 言

建筑業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展出現(xiàn)了空前繁榮，高層建筑對(duì)給水排水技術(shù)提出了更高的要求，只有不斷完善技術(shù)才能適應(yīng)建筑的發(fā)展需要，進(jìn)而為人們創(chuàng)造安全舒適的環(huán)境。

1 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 水表設(shè)置

傳統(tǒng)的分戶水表布置方式即將一個(gè)或多個(gè)水表裝設(shè)在每個(gè)單元住宅的廚房或衛(wèi)生間處，但此方式在長(zhǎng)期的應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生了諸多的問(wèn)題，如抄表會(huì)干擾居住者生活，也不利于住戶居住的安全性，同時(shí)也給抄表人員增加了工作強(qiáng)度，不利于水表的集中管理，甚至有偷水現(xiàn)象出現(xiàn)。這一系列問(wèn)題促使要不斷創(chuàng)新水表設(shè)置方式，出戶設(shè)置水表已經(jīng)成為了新時(shí)期水表設(shè)置方式的必然發(fā)展趨勢(shì)。目前，高層建筑戶外水表設(shè)置主要為管道井集中設(shè)置，水表類型分為人工抄表和遠(yuǎn)傳水表（IC卡智能化水表）?？筛鶕?jù)建筑物的實(shí)情，自來(lái)水水務(wù)管理部門要求基礎(chǔ)上，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的水表設(shè)置方式。

1.2 供水方式

高層建筑設(shè)計(jì)中，高區(qū)加壓給水方式的選擇關(guān)系到整個(gè)給水系統(tǒng)的安全性、可靠性、工程投資、運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)管理及使用效果，因此高區(qū)給水方式的選擇是至關(guān)重要的?，F(xiàn)行給水設(shè)計(jì)主要采用以下兩種方式：①水池——水泵房——屋面水箱——用水點(diǎn)；②水池——變頻供水設(shè)備——用水點(diǎn)。

第一種供水方式，因屋頂水箱貯備有一定水量，當(dāng)停水停電時(shí)，可延時(shí)供水，因此供水可靠，水壓穩(wěn)定，水泵型號(hào)少，占地少，運(yùn)行工況簡(jiǎn)單，便于維修和管理；但增設(shè)屋面水箱，易產(chǎn)生供水的二次污染；并且，由于增加了屋面水箱，相應(yīng)地增大了結(jié)構(gòu)荷載；另外由于全是重力自流供水，屋頂最高幾層供水壓力不足，因此需設(shè)置屋頂增壓設(shè)備，增加了維修和管理工作量，水泵運(yùn)行也產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲干擾。第二種供水方式，由于沒(méi)有屋面水箱儲(chǔ)水，當(dāng)停電時(shí)，整個(gè)供水系統(tǒng)會(huì)停水，供水可靠性不足；同時(shí)變頻水泵型號(hào)較多，選型技術(shù)要求高，水泵控制調(diào)節(jié)，維修管理麻煩，且投資額較大；由于變頻供水設(shè)備可根據(jù)用戶實(shí)際用水情況，通過(guò)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速或運(yùn)行臺(tái)數(shù)以調(diào)節(jié)水量，因此能源消耗較少；沒(méi)有屋面水箱和增壓設(shè)備，也不會(huì)產(chǎn)生二次污染和振動(dòng)、噪聲干擾。

綜上所述，以上二種供水方式各有利弊，不能一概而論，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)際情況，經(jīng)綜合考慮，選出最適合的供水方式。

1.3 減壓節(jié)流設(shè)計(jì)

在建筑給水系統(tǒng)中，如果進(jìn)行豎向分區(qū)之后，部分配水點(diǎn)的水壓會(huì)過(guò)大，現(xiàn)在國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)在節(jié)能控制要求越來(lái)越嚴(yán)格。因此，如果缺乏必要的減壓節(jié)流措施或是減壓節(jié)流措施不當(dāng)，出水流量將超過(guò)額定流量的五倍之多，會(huì)造成水量極大的浪費(fèi)。出現(xiàn)振動(dòng)或水擊而產(chǎn)生的噪聲，也會(huì)嚴(yán)重影響人們的生活起居，還容易損壞管件，造成管件破裂等問(wèn)題。因此，我們可以采取一些必要的減壓節(jié)流措施，即將孔板安裝在給水支管上、將壓力調(diào)節(jié)閥安裝在給水支管上、在給水支管上采用減壓閥等措施。這樣可以有效降低供水點(diǎn)的水壓，避免出現(xiàn)超壓的問(wèn)題。在豎向分區(qū)的水壓設(shè)置方面，應(yīng)該注重確保水壓分布的均勻性。特別是在高層建筑的給水系統(tǒng)中，豎向分區(qū)后的水壓超高問(wèn)題更加突出，因此必須做好減壓節(jié)流的處理。

2 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)立透氣管道

規(guī)范要求，建筑標(biāo)準(zhǔn)要求較高的多層住宅、公共建筑、10層及l(fā)0層以上的高層建筑的生活污水立管應(yīng)設(shè)通氣立管。因?yàn)樯钗鬯呐懦鰴M管的水流速度比較小，而污水排水立管的水流速度比較大，在立管底部產(chǎn)生的正壓區(qū)，靠近立管底部的衛(wèi)生器具在正壓區(qū)的壓力作用下水封會(huì)遭到一定程度的破環(huán)，衛(wèi)生器具常出現(xiàn)氣泡上翻的現(xiàn)象。設(shè)置通氣管道，不僅可以平衡管道內(nèi)正負(fù)壓，保護(hù)衛(wèi)生器具水封，而且可以排除室外排水管道中污濁的有害氣體至大氣中。

2.2 合理布置排水管道

高層建筑的底部被架空，建造商鋪或者商場(chǎng)，為了不對(duì)底層功能的使用造成不必要的影響，應(yīng)該在底層就進(jìn)行上部分排水管道的轉(zhuǎn)換。很多事例表明把所有排水管道聚集到一根橫干管上進(jìn)行整棟樓的排水，那是非常不科學(xué)的，因?yàn)橐坏M干管道破裂或者被堵塞，就會(huì)對(duì)整棟樓的正常生活造成很大的不便。合理布置排水管道，高層建筑的住宅內(nèi)部使用的排水管道比較復(fù)雜，所以底層的連接衛(wèi)生器具的排水管道應(yīng)該獨(dú)立排出，如果需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以把底層的衛(wèi)生器具橫支管接在距立管底部下游水平距離不得小于1.5m以上橫干管上。

2.3 附件和管材

排水附件應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置，在寒冷地區(qū)應(yīng)特別注意以下三點(diǎn)：①通氣管高出屋面不得小于0.30m且不能小于最小積雪厚度；②在最冷月平均氣溫低于-13℃的地區(qū)，應(yīng)在室內(nèi)平頂或吊頂以下0.30m處將管徑放大一級(jí)；③在最冷月平均氣溫低于-13℃的地區(qū)，立管尚應(yīng)在最高層離室內(nèi)頂棚0.5m處設(shè)檢查口。管材：排水立管管材需用規(guī)范要求的管材即可，對(duì)于超過(guò)20層的高層住宅排水橫干管最好選用離心鑄鐵管，以保證管道的強(qiáng)度。

3 水泵的選擇

3.1 流量和揚(yáng)程是選定水泵的2個(gè)重要參數(shù)

在水泵水箱聯(lián)動(dòng)的給水方式中，由于水箱起到調(diào)節(jié)流量的作用，水泵的出水流量可按該區(qū)給水系統(tǒng)最大小時(shí)流量確定，在無(wú)水箱供水方式中，由于無(wú)流量調(diào)節(jié)設(shè)備，水泵出水流量應(yīng)按該區(qū)給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)秒流量確定。

3.2 水泵的揚(yáng)程按下述方法計(jì)算

（1）對(duì)于用提升泵直供的系統(tǒng)：

H=0.01H1+0.001H2+H3

式中：H——泵的揚(yáng)程（（MPa）

H1——最不利點(diǎn)與引入管式貯水池最低水位的高程差（m）

H2——管路的全部水頭損失（（KPa）

H3——建筑物內(nèi)最不利用水點(diǎn)的最低工程壓力（MPa）

（2）對(duì)干水泵一水箱的供水系統(tǒng)：

H≥0.01H1+0.001H2+0.01V2/2g

式中：H——水泵揚(yáng)程（kPa）

H1——貯水池最低水位與高位水箱入口處的高程差；

H2——管路（吸水管口至高位水箱入口處）的全部水頭損失（kPa）；

V——水管入口流速（m/s）。

（3）高層建筑給水設(shè)計(jì)的每個(gè)系統(tǒng)對(duì)水泵都有不同的技術(shù)使用要求，要使各系統(tǒng)都能正常、安全高效地投人運(yùn)行，給水設(shè)計(jì)中水泵的選擇應(yīng)綜合考慮水泵特性、參數(shù)、運(yùn)用范圍、水泵生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)技術(shù)力量及水泵的價(jià)格等方面因素。這樣給水系統(tǒng)投入使用才能穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)。

4 消防給水系統(tǒng)

4.1 消火栓給水系統(tǒng)

高層建筑必須設(shè)置室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，室外消火栓系統(tǒng)采用低壓制，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓制。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用水池水泵加高位水箱（≤18立方）的方式，若最不利點(diǎn)消火栓處的靜水壓力達(dá)不到規(guī)范要求，尚應(yīng)設(shè)置氣壓水罐。推薦此氣壓水罐設(shè)置于屋頂上，而不設(shè)置于地下室。因此給排水專業(yè)應(yīng)及早介入建筑方案是非常重要的。

4.2 自動(dòng)噴灑系統(tǒng)

高層建筑小區(qū)一般均設(shè)有地下車庫(kù)，若地上部分為100m以下或35層以下的普通住宅，僅在車庫(kù)內(nèi)設(shè)置噴淋系統(tǒng)即可；若地上建筑有商住樓、綜合樓（≤100m），則應(yīng)在商住樓、綜合樓的非住宅部分設(shè)置噴淋系統(tǒng)。地下一類汽車庫(kù)若設(shè)置泡沫噴淋，為了滿足置換時(shí)間的要求，報(bào)警閥不宜集中設(shè)置，而應(yīng)分散設(shè)置，如分散設(shè)置在報(bào)警閥間內(nèi)、水泵房?jī)?nèi)，但其水力警鈴需引出風(fēng)機(jī)房、水泵房外。

4.3 高層建筑群的聯(lián)防

若高層建筑內(nèi)的居住人數(shù)小于2.5萬(wàn)人，則可共用消防貯水及加壓設(shè)施，但此時(shí)應(yīng)注意若市政給水不能滿足室外消防需要時(shí)，消防水池的保護(hù)半徑不能大于150m，若超過(guò)150m，應(yīng)增設(shè)僅貯存室外消防水的第二消防水池。

5 結(jié) 語(yǔ)

高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)日益受到用戶的重視，工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)本著技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)性原則，在實(shí)踐中力求創(chuàng)新，尋找最佳的給排水設(shè)計(jì)方案，適應(yīng)高層建筑設(shè)計(jì)建設(shè)發(fā)展的新要求，滿足人們不斷提高的生活水平要求。

參考文獻(xiàn)

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[2]孫鳳英，王偉明.高級(jí)住宅的給排水設(shè)計(jì)[J].建筑施工，2010，5.