高層建筑給排水設(shè)計(jì)之我見(jiàn)

馬媛

(中廣電廣播電影電視設(shè)計(jì)研究院,北京　100045)

高層建筑給排水設(shè)計(jì)之我見(jiàn)

馬媛

(中廣電廣播電影電視設(shè)計(jì)研究院,北京100045)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展,尤其是高層建筑的發(fā)展。高層建筑給排水設(shè)計(jì)對(duì)住戶(hù)的影響非常大,需引起高度的重視。本文簡(jiǎn)述了高層建筑給排水工程的特點(diǎn)和高層建筑給排水的重點(diǎn)和難點(diǎn);闡述了高層建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì),同時(shí)敘述了高層建筑污水處理設(shè)計(jì)和雨水處理設(shè)計(jì)。以期能夠?qū)Ω邔咏ㄖ慕o排水設(shè)計(jì)提供一定的借鑒和參考。

高層建筑給排水設(shè)計(jì)

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化建設(shè)進(jìn)程不斷加劇與城市化建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，建設(shè)事業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占據(jù)的地位日益重要。隨著城市園林化建設(shè)的不斷推進(jìn)，人民生活水平與環(huán)境意識(shí)的逐漸提高，對(duì)于生活的品質(zhì)要求越來(lái)越高，尤其對(duì)棲身之處要求更高，除了要求建筑及其配套設(shè)施能夠滿(mǎn)足基本使用要求外，對(duì)建筑的外在美觀(guān)性和舒適性要求也越來(lái)越高。高層建筑給排水工程是建筑設(shè)備工程的重要組成部分，是建筑工程中最核心的分項(xiàng)工程之一，給排水施工的設(shè)計(jì)和質(zhì)量不僅關(guān)系到人們的生活、工作，而且直接影響到水資源的合理分配利用。高層建筑樓層高，人口密度大，對(duì)高層建筑的給排水設(shè)計(jì)比一般的建筑要求高的多，高層建筑給水量和排水量巨大，因此高層建筑給排水的施工必須具有高的安全性和可靠性。

1　高層建筑給排水工程特點(diǎn)

1.1高層建筑給排水設(shè)備使用人數(shù)多、水量大

高層建筑樓層高，人口密度大，萬(wàn)一發(fā)生給排水管道堵塞，影響范圍大，受害人群廣，因此高層建筑給排水管道設(shè)計(jì)必須保證管道的暢通，保證管道的維護(hù)合理方便同時(shí)經(jīng)濟(jì)方面也需在一定合理范圍之內(nèi)。

1.2高層建筑給排水系統(tǒng)靜水壓大

高層建筑給排水系統(tǒng)靜水壓很大，若采用一個(gè)供水區(qū)，會(huì)導(dǎo)致水壓過(guò)大，這不僅對(duì)管道材質(zhì)的要求提高，同時(shí)也易發(fā)生管道損壞，影響使用。因此，在高層建筑中往往對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行一定的豎向分區(qū)，這樣做就可降低給排水系統(tǒng)的分壓，從而使系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行，同時(shí)在設(shè)計(jì)布局排水管道時(shí)要避免各管道之間的相互影響，以便于管道維修。

1.3高層建筑給排水系統(tǒng)噪聲大

高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)備繁多，而且管道較長(zhǎng)，容易發(fā)生震動(dòng)和產(chǎn)生噪音，因此高層建筑給排水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，要注意管道的防震和防噪以及管道的變位和伸縮等問(wèn)題。

1.4高層建筑功能復(fù)雜,引發(fā)火災(zāi)因素多

高層建筑由于樓層高，且相對(duì)密閉，引發(fā)火災(zāi)的因素多。高層建筑人口密度大，一旦發(fā)生火災(zāi)，危險(xiǎn)性巨大，因此，在對(duì)高層建筑消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較其他建筑物要求要高。

2　高層建筑給排水重點(diǎn)和難點(diǎn)

2.1土地施工階段

高層建筑土地施工中最重要的就是鋼筋混凝土工程，在這一過(guò)程中出現(xiàn)較多的問(wèn)題是給排水管道的預(yù)埋問(wèn)題，承包商常常忽視對(duì)給排水管件的預(yù)埋工程，從而產(chǎn)生預(yù)埋不準(zhǔn)確、漏留、漏埋等問(wèn)題。為避免這一問(wèn)題的產(chǎn)生，監(jiān)理工程師需事先協(xié)調(diào)好承包商與施工團(tuán)隊(duì)的關(guān)系，同時(shí)派專(zhuān)人負(fù)責(zé)。各專(zhuān)業(yè)的監(jiān)理工程師需對(duì)相關(guān)的預(yù)留預(yù)埋報(bào)告仔細(xì)校對(duì)檢查，以確保施工單位能夠按照設(shè)計(jì)圖紙完成工程的預(yù)埋預(yù)留工作。

2.2地下室

高層建筑很多重要的設(shè)備往往設(shè)計(jì)安裝在地下室中，由于地下室空間有限，且地下室管線(xiàn)密集，不同管線(xiàn)很容易產(chǎn)生交叉矛盾，因此地下室若設(shè)計(jì)不合理，會(huì)使很多設(shè)備的功能不能發(fā)揮，影響相關(guān)設(shè)備的使用。因此，為避免這類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)做好控制，仔細(xì)核對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙，不合理之處及時(shí)修改，同時(shí)協(xié)調(diào)好業(yè)主、設(shè)計(jì)者和承包商之間的關(guān)系。

2.3標(biāo)準(zhǔn)層

標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，梁柱排列密集，因此在其上排列鋪設(shè)管道施工復(fù)雜困難。標(biāo)準(zhǔn)層的二層以上的給排水套管、洞口及管線(xiàn)留設(shè)基本一致。標(biāo)準(zhǔn)層的施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)質(zhì)量高低對(duì)高層建筑的使用性能和外觀(guān)狀態(tài)等方面有非常大的影響，因此標(biāo)準(zhǔn)層的設(shè)計(jì)在高層建筑中顯得尤為重要。

3　高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1明確高層建筑給水方式

保證高層建筑正常供水的一個(gè)核心關(guān)鍵是選擇正確的供水方式，選用科學(xué)合理的供水方式、供水設(shè)備是保證高層建筑給排水系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要措施。目前高層建筑常用的給水方式主要有高位水箱給水、氣壓給水、變頻泵給水和減壓分壓給水。

3.1.1高位水箱給水方式

高位水箱的主要作用是存儲(chǔ)、調(diào)節(jié)水量、控制水壓，水箱中水通過(guò)在泵房?jī)?nèi)的離心泵加水。高位水箱供水方式細(xì)分又可分為并聯(lián)式供水、串聯(lián)式供水以及通過(guò)水箱和閥門(mén)進(jìn)行減壓供水。高位水箱供水方式，優(yōu)缺點(diǎn)明確，優(yōu)點(diǎn)主要是水壓較穩(wěn)定、儲(chǔ)水量可靠、效率高，同時(shí)設(shè)備和管理等相關(guān)費(fèi)用較低;缺點(diǎn)主要是水箱占地面積大，且由于儲(chǔ)水量大，對(duì)建筑物的壓力也更大，因此需要投入較多的基建基金，水箱中的水易收到污染，從外部充水時(shí)易發(fā)生震動(dòng)，易產(chǎn)生較大的噪音。

3.1.2氣壓罐給水方式

氣壓罐設(shè)備主要包括離心水泵和氣壓罐，它是一個(gè)密閉的容器，通過(guò)罐內(nèi)空氣的壓縮來(lái)儲(chǔ)存水量，從而進(jìn)行供水，可利用罐內(nèi)的儲(chǔ)水壓力將水送到一定的幾何高度，超過(guò)一定高度后停止供水，因此十分節(jié)能，同時(shí)水泵機(jī)組通過(guò)采用軟啟動(dòng)和循序啟動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)塔供水的目的。氣壓罐給水方式的主要優(yōu)點(diǎn)是:減少供水設(shè)備占地面積，從而降低了高層建筑的負(fù)荷，水質(zhì)質(zhì)量容易控制，不容易受到污染、控制能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化方便集中管理;缺點(diǎn)主要有:儲(chǔ)水量相對(duì)較小，水壓不夠穩(wěn)定，在高壓或者低壓狀態(tài)下工作效率低下，水泵啟動(dòng)頻繁，水泵使用壽命短，可靠性較高位水箱供水方式低。

3.1.3變頻泵無(wú)水箱給水方式

變頻調(diào)速水泵機(jī)組是一種將單片機(jī)技術(shù)、變頻技術(shù)和水泵機(jī)組有機(jī)結(jié)合，通過(guò)變頻器電源控制電源的電壓和頻率，從而控制電動(dòng)機(jī)的交流轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水壓和流量進(jìn)行隨意控制。由于變頻泵機(jī)組可以調(diào)節(jié)供水流量和水壓，從而高位水箱可以省掉，這樣既減少了占地面積也減少了高層建筑的負(fù)荷。

3.1.4減壓分區(qū)給水方式

減壓分區(qū)供水方式主要通過(guò)減壓閥和各區(qū)的減壓水箱進(jìn)行減壓處理。首先利用水泵將水輸送至最高層的水箱，在各分區(qū)依次設(shè)立水箱，上層水箱向下區(qū)的水箱供水，通過(guò)上下區(qū)之間的減壓閥或者水箱進(jìn)行減壓;向下供水時(shí)，首先通過(guò)主干管道上的減壓閥門(mén)，然后依次進(jìn)入各支路管線(xiàn)，依次向下區(qū)供水。

3.2選用合適的給水管道

給水管道的選擇傳統(tǒng)上一般選擇熱鍍鋅鋼管，但是這種管道比重大、易生銹會(huì)影響水的質(zhì)量，目前除了某些部位需要借助其柔性和抗震性能使用外，大部分已經(jīng)被塑料水管取代。塑料管道相比鋼管具有很大的優(yōu)勢(shì)，塑料管道內(nèi)壁光滑流動(dòng)性好，比重小重量輕、耐壓性能好、安裝方便、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗腐蝕性強(qiáng)、外形美觀(guān)等;塑料管道也有一些缺點(diǎn)主要是管壁薄噪聲大、力學(xué)性能和復(fù)燃性較差，熱膨脹系數(shù)較大。因此在選擇管道時(shí)，要綜合考慮管材的絕熱性和膨脹性以及施工環(huán)境，根據(jù)實(shí)際具體情況選擇合適的給水管道。

3.3合理布置給水管道

給水管道的布置，除了要滿(mǎn)足高層建筑住戶(hù)對(duì)生活用水的要求外，還需考慮建筑成本，需要選擇合理的內(nèi)徑和管道長(zhǎng)度。但是目前在國(guó)內(nèi)由于高層建筑管道長(zhǎng)度較短、內(nèi)徑較小，投入的資金與其他項(xiàng)目相比較小，經(jīng)濟(jì)效益不大，因此對(duì)高層建筑管道鋪設(shè)布置沒(méi)有受到足夠的重視。但是隨著高層建筑的不斷發(fā)展，對(duì)高層建筑內(nèi)部管道的要求越來(lái)越高，管道的種類(lèi)、數(shù)量也越來(lái)越多越來(lái)越繁雜，同時(shí)高層建筑樓層多、高度高、震源多等性質(zhì)，使高層建筑對(duì)管道的要求比一般建筑要高得多，所以高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)必須合理布置好給水管道同時(shí)加大對(duì)給水管道設(shè)備資金的投入。

3.4自動(dòng)噴水設(shè)備設(shè)計(jì)

高層建筑密閉性好，發(fā)生火災(zāi)時(shí)危險(xiǎn)性巨大，因此對(duì)自動(dòng)噴水設(shè)備的設(shè)計(jì)尤其重要。自動(dòng)噴水設(shè)備的設(shè)計(jì)需根據(jù)住房的不同用途來(lái)設(shè)計(jì)。一般而言，在地下室、車(chē)庫(kù)、廚房等地方一般采用直立型的噴頭，辦公室等一般采用吊頂型的噴頭?？傮w而言，噴頭的設(shè)計(jì)要做到方便科學(xué)，符合實(shí)用性原則。

4　高層建筑排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高層建筑的排水功能受到管道通氣系統(tǒng)的影響，為了保證高層建筑排水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)于管道的布置必須合理，確保管道內(nèi)部氣壓穩(wěn)定，防止管道堵塞，選擇的管道要符合防震要求，同時(shí)為避免高層建筑住戶(hù)的正常生活，選擇的管道也要符合防噪要求。

4.1設(shè)立透氣管道

高層建筑生活污水進(jìn)水管道的流速往往較大，而排水管道的流速比較小，由于進(jìn)出水管道的流速差，會(huì)在管道的底部形成正壓區(qū)，而使靠近管道底部的衛(wèi)生器具在正壓力的作用下產(chǎn)生一定程度的破壞，導(dǎo)致衛(wèi)生用器出現(xiàn)氣泡上翻等現(xiàn)象。因此高層建筑中要設(shè)置透氣管道，設(shè)立合適的透氣管道，不僅可以平衡管道內(nèi)部的氣流量，而且能夠降低正壓區(qū)的壓力，同時(shí)還可以消除衛(wèi)生器具的起泡現(xiàn)象。

4.2選擇合適的衛(wèi)生設(shè)備

高層建筑衛(wèi)生器具的選擇和布置要根據(jù)當(dāng)?shù)刈?hù)的實(shí)際情況設(shè)置，同時(shí)結(jié)合衛(wèi)生間的大小、形狀等進(jìn)行科學(xué)的布置和合理的選購(gòu)，盡最大可能保證住戶(hù)的生活舒適度。在各種衛(wèi)生器具的選擇和布置上，尤其應(yīng)注意坐便器排水口的設(shè)置。目前市場(chǎng)上坐便器的規(guī)格沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，種類(lèi)、大小繁雜，且不同型號(hào)坐便器對(duì)排水口位置要求不一，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)排水口進(jìn)行預(yù)留處理，盡最大限度保障住戶(hù)的生活質(zhì)量。

4.3合理布置排水管道

目前高層建筑的布局往往是底部被架空，建造商場(chǎng)，為了避免對(duì)底層相關(guān)功能的影響，排水管道在底層就要對(duì)上部分排水管道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。某些高層建筑將所有排水管道集中到一個(gè)大管道上，這樣一旦大管道發(fā)生堵塞或破裂，一整棟的住戶(hù)都將受到影響，將給住戶(hù)帶來(lái)極大的不變。因此，在高層建筑中排水管道科學(xué)合理的布置應(yīng)該是將底層的連接衛(wèi)生器具的排水管道獨(dú)立排出，若需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，可將底層的衛(wèi)生器具直接接到大橫的排水管道上。

4.4地漏的正確處理

高層建筑排水系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)是地漏的設(shè)置。地漏的作用是將地面的積水及時(shí)排除。在高層建筑中，地漏往往設(shè)置在容易溢滿(mǎn)大量水的衛(wèi)生間，廚房根據(jù)積水面積視情況而定，廚房往往不會(huì)有大量積水，只有少量的水濺到地板上，此時(shí)可利用抹布或者拖把就可清理干凈。在衛(wèi)生間設(shè)計(jì)的地漏地板下沉300mm-500mm之間，在本層就可以布置橫管排水，在管道下部就設(shè)立防水層，就可以直接在本層解決漏水和堵塞的情況。

5　高層建筑污水處理設(shè)計(jì)

排水系統(tǒng)在高層建筑中非常重要，它不僅擔(dān)負(fù)著生活污水的排放，而且戶(hù)外的雨雪等水也要通過(guò)排水系統(tǒng)排放，因此對(duì)污水的管道和水泵設(shè)計(jì)非常重要。目前，對(duì)室內(nèi)的污水管道一般采用UPVC管，地下排水管道由于受到壓力較大，一般選用抗壓強(qiáng)的鍍鋅鋼管，室外的管道多采用塑料管和管箍進(jìn)行連接。高層建筑生活污水排放是否通暢對(duì)用戶(hù)的生活質(zhì)量有非常大的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)需同時(shí)考慮污水的性質(zhì)和污水污染程度等因素，污水經(jīng)過(guò)相關(guān)處理符合一定標(biāo)準(zhǔn)后再排入下水道。根據(jù)建筑的具體情況，選擇室外排水系統(tǒng)是分流制還是合流制。污水處理設(shè)計(jì)時(shí)，為防止污水管內(nèi)的氣體進(jìn)入室內(nèi)，需設(shè)計(jì)存水彎，并對(duì)存水彎進(jìn)行水封，保證排水系統(tǒng)與外界壓力平衡，從而避免污水管道的不暢通。

6　高層建筑雨水處理設(shè)計(jì)

高層建筑雨水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、降雨情況、建筑物的布局特點(diǎn)、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流態(tài)等因素，一方面要滿(mǎn)足排水系統(tǒng)的排放雨水的需要，另一方面要考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)要保證管道系統(tǒng)檢修的可操作性，然后進(jìn)行合理選材，將水患降到最低。

雨水系統(tǒng)在雨水的沖刷下，會(huì)受到比較大的壓力流和重力流，因此在保證減少匯水面積和溢流頻率的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選用伴有壓重力系統(tǒng)，對(duì)于年降雨量特變大的地區(qū)，高層建筑的雨水系統(tǒng)要推行壓力流排水方式。

排水方式的選擇要根據(jù)高層建筑所處的環(huán)境進(jìn)行選擇，同時(shí)考慮建筑外立面的裝飾，由于環(huán)境的影響北方地區(qū)多采用內(nèi)排水系統(tǒng)。雨水系統(tǒng)進(jìn)行雨水排放設(shè)計(jì)時(shí)，要做好當(dāng)?shù)赜晁畢?shù)調(diào)查，總而言之，雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)將水患降到最低，保證雨水排放的通暢。

7　結(jié)語(yǔ)

高層建筑的給排水系統(tǒng)的好壞，直接影響到高層建筑住戶(hù)的生活質(zhì)量，因此施工單位需引起高度重視，綜合考慮高層建筑居民的生活需求、當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和高層建筑布局等多種因素，對(duì)高層建筑給排水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)在保證給排水系統(tǒng)各項(xiàng)功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，確保高層建筑的美觀(guān)性，做到既不影響排水系統(tǒng)的通暢性，滿(mǎn)足住戶(hù)的生活需求，又能確保居民的生活質(zhì)量。

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