對(duì)高層建筑給水排水設(shè)計(jì)的分析

高華杰

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)水平的不斷提高，建筑的高度和層數(shù)也在不斷地增加。進(jìn)入新世紀(jì)，建筑物向著層數(shù)更多、設(shè)備更完善、功能更齊全、技術(shù)更先進(jìn)的方向發(fā)展。高層建筑已成為現(xiàn)代化城市的一種標(biāo)志。相對(duì)于多層建筑，高層建筑具有層數(shù)多、高度大、振動(dòng)源多、用水要求高、排水量大等特點(diǎn)，因此，對(duì)建筑給水排水工程的設(shè)計(jì)、施工、材料及管理方面都提出了新的技術(shù)要求。為了確保高層建筑的給水排水系統(tǒng)的良好工況，必須采取新的技術(shù)措施來(lái)滿足各類(lèi)高層建筑的功能要求。介紹了高層建筑給排水的方式，并就高層建筑給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；給水排水系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；分析

1 高層建筑給排水方式

（1）高位水箱給水方式。高位水箱供水方式包括水泵和水箱?？煞植⒙?lián)供水式、串聯(lián)供水式、減壓水箱供水式、減壓閥供水式幾種方式。水箱內(nèi)的水由設(shè)在泵房?jī)?nèi)的離心水泵來(lái)供給。高位水箱的作用是存儲(chǔ)調(diào)節(jié)本區(qū)的用水量和穩(wěn)壓。

（2）氣壓罐給水方式。氣壓罐的設(shè)備包括離心水泵和氣壓罐。其中，氣壓罐是一個(gè)鋼制密閉容器，供水時(shí)利用容器內(nèi)空氣的可壓縮性存儲(chǔ)和調(diào)節(jié)水量，并將罐內(nèi)儲(chǔ)水壓送到一定的幾何高度，以達(dá)到節(jié)能的目的。水泵機(jī)組則采用軟啟動(dòng)和循序啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)塔供水。

（3）減壓分區(qū)給水方式。減壓分區(qū)給水方式是指利用減壓閥或各區(qū)的減壓水箱來(lái)進(jìn)行減壓。各區(qū)分別設(shè)置水箱，水泵將水直接送人最上層的水箱，上區(qū)的水箱向下區(qū)的水箱供水，利用水箱減壓或者上下區(qū)之間設(shè)置減壓閥，減壓闊能夠代替水箱，起減壓的作用。向下區(qū)供水時(shí)，先通過(guò)干管上的減壓閥，然后進(jìn)入下一區(qū)的管網(wǎng)，依次向下區(qū)供水。其特點(diǎn)是供水比較可靠，設(shè)備和管道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，節(jié)約投資，維修管理方便。采用減壓閥減壓方式，各區(qū)不再設(shè)置水箱，提高了建筑面積的利用率，只是下區(qū)供水壓力損失較大，水泵能源消耗較大。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般生活給水系統(tǒng)采用可調(diào)式減壓閥，消防系統(tǒng)采用比例式減壓閥?？筛鶕?jù)實(shí)際情況和各個(gè)地方的不同要求采用相應(yīng)的供水方式，同時(shí)，也可以是幾種供水方式相結(jié)合。

2 高層建筑給水系統(tǒng)

確定經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和供水安全可靠的給水方式，是高層建筑給水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心。給水系統(tǒng)沒(méi)有固定的形式，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)用戶(hù)的要求，結(jié)合外部給水情況確定供水方式。對(duì)多層住宅、別墅和高層住宅低區(qū)盡量利用外部給水管網(wǎng)的壓力直接供水。對(duì)高層住宅，當(dāng)外部管網(wǎng)水壓不能滿足整個(gè)建筑物上部用水要求時(shí)，在建筑物的底層設(shè)調(diào)節(jié)水箱和變頻供水設(shè)備加壓供水。高層住宅生活給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)，是根據(jù)規(guī)范要求各分區(qū)最低衛(wèi)生器具給水配件處的靜水壓力不宜大于0.35MPa的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分的，其供水方式多為下行上給式。高層住宅內(nèi)采用調(diào)節(jié)水箱和變頻供水的增壓設(shè)備加壓供水，這種系統(tǒng)既節(jié)省了建筑面積及造價(jià)，又節(jié)約了電耗，還防止了水源的二次污染，加壓設(shè)備為全自動(dòng)系統(tǒng)還可減少運(yùn)行管理費(fèi)用。在系統(tǒng)中間采用國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口減壓閥控制，使整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用，受到用戶(hù)的信賴(lài)。

高層建筑給水系統(tǒng)的供水形式可概括為三種基本類(lèi)型，八種形式，具體如下：①高位水箱給水系統(tǒng)：有并列、串聯(lián)、減壓水箱和減壓閥四種形式。②氣壓罐給水系統(tǒng)：包括并列和減壓閥兩種形式。③無(wú)水箱（變頻泵）給水系統(tǒng)：包括并列和減壓閥兩種形式。

在已建的工程中，八種供水方式都有采用，但對(duì)于某一建筑究竟采用何種供水方式目前為此還沒(méi)有一個(gè)確定的標(biāo)準(zhǔn)，很多人都在這方面作過(guò)相關(guān)的研究。

每一種供水方式都有各自的特點(diǎn)和適用條件，供水方式的選擇是一個(gè)綜合決策的問(wèn)題。在供水方式選擇中需要考慮許多定量的和定性的因素，因?yàn)?，每一建筑都因?yàn)樗慕ㄖδ懿煌?，?zhuān)家及業(yè)主對(duì)供水方式所能達(dá)到的目標(biāo)的要求也不同。這些因素是指每種供水方式的設(shè)備占用建筑面積、設(shè)備投資情況、供水可靠性、能量消耗情況和管理的難易程度。對(duì)具體建筑要選擇相對(duì)較優(yōu)的供水方式，就必須協(xié)調(diào)以上因素。需要設(shè)計(jì)者和相關(guān)專(zhuān)家得出各種供水形式在滿足以上各方面因素上的評(píng)價(jià)權(quán)數(shù)，還有業(yè)主對(duì)供水方式的具體要求。由于這些評(píng)價(jià)權(quán)重針對(duì)不同的業(yè)主和不同的建筑功能是不同的，所以不能簡(jiǎn)單的從概念上進(jìn)行量化，導(dǎo)致在供水方式選擇中，不存在一種對(duì)所有建筑都較優(yōu)的供水方式選擇，只是對(duì)特定建筑在滿足各方面要求的條件下卻存在一種相對(duì)較優(yōu)的供水方式。鑒于此，在進(jìn)行方案確定時(shí)一方面要考慮每種供水方式的特點(diǎn)，另一方面也要充分考慮業(yè)主意見(jiàn)和建筑功能特點(diǎn)。

3 高層建筑排水系統(tǒng)

3.1 組成和布置

（1）組成。排水系統(tǒng)由衛(wèi)生器具或生產(chǎn)設(shè)備受水器、排水管道、通氣管系統(tǒng)、清通氣設(shè)備、抽升設(shè)備、局部處理構(gòu)筑物組成。

（2）管道布置與敷設(shè)。

①設(shè)置。不同性質(zhì)的污廢水用不同管道排出的體制為排水系統(tǒng)的分流制，排水機(jī)制根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩大因素決定排水采用分流制還是合流制，需做經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的比較。a.民用建筑生活污水與雨水分流排放。b.工業(yè)建筑生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水較輕，可與雨水合流，生產(chǎn)污水污染嚴(yán)重的應(yīng)單獨(dú)收集處理。

②排水管道布置。排水管道布置要以最短的距離排出室外，盡量不越變形縫，這樣，利于安全和建筑物的使用及維修。

③排水管道的敷設(shè)。管道之間、管道與墻要有一定的間距管道穿墻、穿樓板、基礎(chǔ)要預(yù)留洞。排水立管與排出管端部的連接宜采用兩個(gè)彎頭或彎曲半徑不小于倍管徑的彎頭。

④通氣管道系統(tǒng)。建筑內(nèi)排水管道系統(tǒng)要設(shè)置通氣管與大氣想通。用來(lái)排泄正壓或者補(bǔ)給空氣減少負(fù)壓，使管道內(nèi)氣流保持接近大氣壓力。排水管道有伸頂通氣管，專(zhuān)用通氣管、環(huán)形通氣管、主通氣管、副通氣立管、結(jié)合通氣管、器具通氣管等通氣方式。

3.2 排水系統(tǒng)的計(jì)算

（1）排水計(jì)算的目的。根據(jù)平面圖畫(huà)出排水管道的平面圖，然后畫(huà)出軸測(cè)圖，進(jìn)行水力計(jì)算。通過(guò)排水計(jì)算確定管徑，確定管道坡度，比較合理地選擇通氣系統(tǒng)。

（2）設(shè)計(jì)秒流量。有兩種計(jì)算公式如下：

qn=0.12a（Nm）1/2+qmn（1）

該式適用于住宅、集體宿舍、旅館、醫(yī)院、幼兒園、辦公樓、學(xué)校等公共建筑。

qu=∑qomb（2）

式中：b為衛(wèi)生器具同時(shí)排水百分比，除了大便器的同時(shí)排水百分?jǐn)?shù)應(yīng)按12%計(jì)算，其余完全同給水系統(tǒng)中各器具的同時(shí)給水百分?jǐn)?shù)。該式用于工業(yè)企業(yè)生活間、公共浴室、洗衣房、試驗(yàn)室、影劇院、體育場(chǎng)等。

（3）水力計(jì)算。確保排水管道管徑有三種方法：

①最小管徑法。連接大便器的排水管不小于DN100，連接大便槽的排水管不小于DN150，干管不小于DN100。

②臨界流量法。按臨界流量確定排水管管徑。將排水流量轉(zhuǎn)化為當(dāng)量，依公式（1），計(jì)算qn，查相關(guān)資料得出管徑。

③水力計(jì)算法。橫管管徑由管道的坡度，充滿度流速以及流量確定。高層建筑給排水設(shè)計(jì)是理論和實(shí)踐結(jié)合非常緊密的專(zhuān)業(yè)。理論上的東西只有拿到實(shí)踐上應(yīng)用才能確認(rèn)其效果，只要從事給排水的設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格認(rèn)真，理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷總結(jié)提高，一定能解決更多給排水工程的設(shè)計(jì)問(wèn)題，為人類(lèi)生活創(chuàng)造更加美好的環(huán)境。

4 結(jié) 語(yǔ)

高層建筑不同于低層建筑，具有層數(shù)多、高度大、振動(dòng)源多、用水要求高、排水量大等特點(diǎn)。因此，對(duì)建筑給排水工程的設(shè)計(jì)施工材料及管理方面都提出了新的技術(shù)要求，所以必須采取新的技術(shù)措施，才能確保給水排水系統(tǒng)的良好情況，滿足各類(lèi)高層建筑的功能要求。