高層建筑給水排水工程設(shè)計(jì)方法探討

陸偉

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑的給水排水工程正在逐漸成為一門相對(duì)獨(dú)立的工程學(xué)科，現(xiàn)在其涵蓋的內(nèi)容是越來越廣。建筑設(shè)計(jì)者經(jīng)常為怎么使建筑給水排水工程設(shè)計(jì)更加優(yōu)化而頭疼，現(xiàn)在的經(jīng)驗(yàn)是根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)出來的，雖然時(shí)間不短，但是人們的經(jīng)驗(yàn)畢竟是有限的。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)中個(gè)性化要求的出現(xiàn)，給建筑給水排水設(shè)計(jì)提出了新的要求。

關(guān)鍵詞：高層建筑；給水排水工程；設(shè)計(jì)方法

進(jìn)入21世紀(jì)以來，高層建筑的個(gè)性化需求出現(xiàn)多樣化，現(xiàn)在高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代大都市的一種標(biāo)志。高層建筑由于排水量非常大對(duì)排水的要求很高，高層建筑的排水工程設(shè)計(jì)和施工方面要求很嚴(yán)格，所以，對(duì)高層建筑進(jìn)行及時(shí)排水成了當(dāng)下需要攻克的難題。

一、高層建筑給水排水工程的設(shè)計(jì)要求

高層建筑層數(shù)多、振動(dòng)源多、排水量大、用水要求高等特點(diǎn)，要求建筑的給水排水工程設(shè)計(jì)、施工、材料等管理方面必須做到高質(zhì)量。高層和低層建筑給水排水工程相比具有以下特點(diǎn)：

1.給水熱水消防系統(tǒng)靜水壓力大，在高層建筑給水時(shí)如果只采用一個(gè)區(qū)進(jìn)行供水，不僅會(huì)影響使用，還會(huì)容易使管道和配件破壞。所以，在對(duì)高層建筑進(jìn)行供水時(shí)必須合理豎向分區(qū)，使靜水壓力降低，來保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.高層建筑消防系統(tǒng)的安全性比底層建筑高。因?yàn)楦邔咏ㄖl(fā)火災(zāi)的原因很多，火勢(shì)蔓延速度快，火災(zāi)造成的危險(xiǎn)大，而且在進(jìn)行撲救時(shí)相對(duì)來講比較困難，因此高層建筑在消防系統(tǒng)安裝方面應(yīng)立足于自救。

3.高層建筑中的管道壓力波動(dòng)大，因?yàn)楦邔咏ㄖ呐潘看?，管道很長。高層建筑的排水系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置通氣管系統(tǒng)或新型單立系統(tǒng)，來提高排水系統(tǒng)的排水能力，確定管道的壓力，保護(hù)水封不被破，為了保證質(zhì)量應(yīng)該采用機(jī)械強(qiáng)度高的管道材料，在接口時(shí)使用柔性接口。

4.高層建筑必須采用有效技術(shù)保證供水安全可靠，排水暢通無阻。因?yàn)楦邔咏ㄖ慕ㄖ?biāo)準(zhǔn)高，給水排水設(shè)備的使用人數(shù)很多，瞬間的給排水量大，如果發(fā)生停水或排水管道堵塞事故，產(chǎn)生影響的范圍會(huì)很廣泛。

5.高層建筑中動(dòng)力設(shè)備多，管道線路長，容易產(chǎn)生噪音和震動(dòng)，所以高層建筑給水排水的管道設(shè)備要防噪音和震動(dòng)。

二、高層建筑的給水方式

1高位水箱給水方式

高位水箱分為并聯(lián)供水式、串聯(lián)供水式、減壓閥供水式、減壓水箱供水式。高位水箱里的水是由設(shè)在泵房內(nèi)的離心水泵供給的，它的作用是存儲(chǔ)調(diào)節(jié)本區(qū)的用水量和穩(wěn)壓。

2 減壓分區(qū)給水方式

主要依靠減壓閥或各區(qū)的減壓水箱運(yùn)行以達(dá)到減壓的目的的是減壓分區(qū)給水方式。各區(qū)分別設(shè)置水箱，設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，水泵直接將水送入頂層的水箱，各個(gè)區(qū)之間也可以設(shè)置減壓閥，上區(qū)的水箱向下區(qū)供水，在這個(gè)過程中水箱之間可以自己減壓或者是依靠減壓閥來減壓，各個(gè)區(qū)不在單獨(dú)設(shè)置水箱，不再向高位水箱那樣占用建筑面積。相對(duì)而言它的供水比較可靠，機(jī)器設(shè)備和管道系統(tǒng)簡便，節(jié)約成本。但是建議在實(shí)際情況中采用可調(diào)式減壓閥。

3氣壓罐給水方式

氣壓罐給水方式主要依靠的是離心水泵和氣壓罐，氣壓罐利用容器里空氣的可壓縮性來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水量和存儲(chǔ)，罐內(nèi)的水壓就會(huì)被送到垂直的幾何高度，通過循環(huán)啟動(dòng)和軟啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)無塔供水。氣壓罐給水方式罐內(nèi)儲(chǔ)水量有限，需要經(jīng)常啟動(dòng)水泵，增加了設(shè)備的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)，供水壓力經(jīng)常出現(xiàn)周期性波動(dòng)，導(dǎo)致水泵的使用壽命縮短，就這方面來所不如高位水箱好。氣壓罐給水方式不大需要水箱與水塔，方便統(tǒng)一管理，可以自動(dòng)控制，罐內(nèi)水不容易受到污染，且它的載荷小，主要適用于地震帶上的高層建筑。

4變頻泵無水箱給水方式

變頻泵無水箱是一種將單片機(jī)、水泵機(jī)組和變頻技術(shù)相結(jié)合的一種技術(shù)，它可以調(diào)節(jié)水壓和流量。這種給水方式可以大大延長設(shè)備的使用壽命，環(huán)保節(jié)能，主要是因?yàn)榭梢愿鶕?jù)各區(qū)的用水量對(duì)電機(jī)的運(yùn)行速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。變頻泵無水箱給水方式同減壓分區(qū)給水方式一樣都不占建筑面積，在進(jìn)行管理維護(hù)時(shí)很方便，但是在購買設(shè)備時(shí)變頻泵無水箱的價(jià)格很昂貴，特別是變頻器很貴。

三、高層建筑給水排水工程存在的問題

雖然高層建筑的給排水技術(shù)經(jīng)過上百年的發(fā)展，但是仍然存在很多問題，主要有：節(jié)水、節(jié)能的給排水設(shè)備及附件的開發(fā)與應(yīng)用；安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用管理方便的供水技術(shù)與方式的研究和推廣應(yīng)用；新型減壓、穩(wěn)壓設(shè)備的研制和應(yīng)用；提高排水系統(tǒng)過水能力，穩(wěn)定排水系統(tǒng)壓力的技術(shù)措施；高層建筑消防技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)；熱效率高、體積小的熱水加熱設(shè)備的研制與應(yīng)用；低成本高效能的新型管道材料來發(fā)和應(yīng)用。

四、高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

長期實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)告訴我們分建水池和吸水管公用可以有效的地提高地下建筑面積利用率、降低投資成本。將生活貯水池與消防貯水池單獨(dú)設(shè)置，可以從根本上解決生活用水的污染問題，這時(shí)候消防泵排的水會(huì)直接回到消防貯水池中，利用水池中的儲(chǔ)水來消耗能量，節(jié)約了水量的開銷。

高層建筑在布置排水管道時(shí)以最短的距離將污水從室內(nèi)排出去，盡量保證管道不變形，注意各個(gè)管道之間一定要留一定的距離。用兩個(gè)45度的彎頭或彎曲半徑大于4倍管徑的90度彎頭將排水立管和排出管端相連是最好的選擇。為了平衡罐內(nèi)的氣壓，排水系統(tǒng)需要設(shè)置和大氣相通的通氣管。

五、高層建筑給水排水系統(tǒng)程序優(yōu)化

⑴ 總體布線，整體考慮

整體性思想是系統(tǒng)工程的核心思想，在拿到設(shè)計(jì)好的任務(wù)書之后，對(duì)需要解決的問題進(jìn)行分析，從整體上明確設(shè)計(jì)目標(biāo)、進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。要使建筑物的使用功能在整體上最優(yōu)，需要從整體著手根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和總體布線來進(jìn)行整體考慮，做到眼前利益服從長遠(yuǎn)利益，局部利益服從整體利益。

⑵ 階段配合，協(xié)同工作

一項(xiàng)設(shè)計(jì)工作的完成離不開各個(gè)專業(yè)的共同合作，在工程建筑過程中建筑給排水是重要的組成部分，不可避免地要和其他專業(yè)相互配合，如果沒有將問題處理好會(huì)影響建筑的美觀，甚至?xí)绊懰氖褂霉δ堋Ｔ诠こ讨谐霈F(xiàn)的因前期配合工作不到位導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)難度加大，甚至難以運(yùn)行，都會(huì)影響系統(tǒng)的優(yōu)化和工程的進(jìn)度。因此，在設(shè)計(jì)過程中為了保證設(shè)計(jì)工作高校進(jìn)行，一定要階段配合協(xié)同工作。

⑶ 階段工作時(shí)間的控制

現(xiàn)今是一個(gè)效率時(shí)代，各行各業(yè)的都在飛速發(fā)展，在項(xiàng)目建設(shè)中各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)階段都要控制好時(shí)間，不能因?yàn)樽约簩I(yè)影響到整體交圖時(shí)間。例如：對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的把握程度及設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平、工作組織的合理性、專業(yè)配合度等都會(huì)影響到對(duì)設(shè)計(jì)階段時(shí)間的控制，影響因素很多涉及到很多方面，所以，一定要在各階段控制好時(shí)間。

⑷ 優(yōu)化工作方式，提高工作效率

在工作中做事要講究方式方法，好的方法有事半功倍的效果，在設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平直接影響到設(shè)計(jì)階段的時(shí)間控制，讓設(shè)計(jì)人員有意識(shí)的改進(jìn)自己的工作方式來提高工作效率，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中以問題為中心，可以使復(fù)雜問題簡單化。在有很多問題且持續(xù)時(shí)間較長的情況下，可以以工作日志的形式記錄下來，方便找回之前的設(shè)計(jì)思路，使每一步設(shè)計(jì)有據(jù)可尋。

結(jié)論：建筑業(yè)的高速發(fā)展對(duì)建筑給水排水技術(shù)提出了更高的要求，為了適應(yīng)和推動(dòng)高層建筑的發(fā)展，只有不斷對(duì)技術(shù)進(jìn)行革新才能適應(yīng)發(fā)展建筑的水平，為居民提供安全舒適的生活環(huán)境。我國目前在高層建筑領(lǐng)域已取得不錯(cuò)的發(fā)展，在實(shí)踐中注重實(shí)用、可行和安全性，高層建筑給水排水工程一定可以更上一個(gè)臺(tái)階。

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