現(xiàn)代高層建筑給水、排水設(shè)計探討

張興祥

（克州誠鑫建設(shè)工程有限公司 845350）

現(xiàn)代高層建筑給水、排水設(shè)計探討

張興祥

（克州誠鑫建設(shè)工程有限公司 845350）

建筑給水、排水工程發(fā)展至今，逐漸成為一門相對獨立的工程學(xué)科，其包含的內(nèi)容越來越豐富，所包含的系統(tǒng)也越來越復(fù)雜。同時，隨著現(xiàn)代城市化進程的不斷推進，高層建筑越來越多，如何做好高層建筑給水、排水系統(tǒng)的設(shè)計，體現(xiàn)系統(tǒng)的科學(xué)性以及人性化特點，節(jié)約資源，成為了現(xiàn)代高層建筑給水、排水設(shè)計工作研究的重點內(nèi)容。本文就現(xiàn)代高層建筑給水、排水設(shè)計工作進行了簡單的討論，希望能夠為相關(guān)設(shè)計工作提供一定的參考和借鑒。

高層建筑；給水；排水系統(tǒng)；設(shè)計

1 高層建筑給水排水工程的特點

高層建筑相對于普通多層建筑具有層數(shù)多、總體高度大、振動源多、用水要求高及排水量大等多方面的特點[1]。因此，高層建筑對給水、排水工程的設(shè)計、施工、材料及管理方面都提出了更高的要求。相對于多層建筑給水、排水工程來看，高層建筑給水、排水工程主要具有以下幾個方面的特點：

（1）高層建筑給水、熱水及消防系統(tǒng)具有較高的靜水壓力，如果只采用單一供水區(qū)，不但會對使用產(chǎn)生影響，同時還可能對管道及配件造成一定的破壞。因此，需要根據(jù)實際使用需求對供水進行合理的豎向分區(qū)，從而降低靜水壓力，確保各個系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行。

（2）高層建筑中，很多因素容易誘發(fā)火災(zāi)，而且由于建筑高度越大，風(fēng)力越大，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢會迅速滿意，火災(zāi)危險大，而且撲救難度也更大。因此，高層建筑消防系統(tǒng)的安全可靠性要比多層建筑高得多。由于目前我國消防設(shè)備能力十分有限，撲救高層建筑火災(zāi)的難度非常大，因此，高層建筑的消防系統(tǒng)應(yīng)與自救需求為基礎(chǔ)進行設(shè)計。

（3）高層建筑的總體排水量較大，且管道總體長度大，管道中存在較大的壓力波動。為了提高排水系統(tǒng)的排水能力，保證管道中壓力的穩(wěn)定，確保水封不會遭到破壞，應(yīng)該在高層建筑排水系統(tǒng)中設(shè)置通氣管系統(tǒng)或者采用新型的單立管系統(tǒng)。同時，高層建筑的排水系統(tǒng)應(yīng)該采用具有較高機械強度的管道材料，并且采用柔性結(jié)構(gòu)，確保高層建筑在外力作用下發(fā)生位移時不會對管道造成破壞。

（4）相對于多層建筑，高層建筑具有更高的建筑標(biāo)準(zhǔn)，給水、排水設(shè)備使用人數(shù)較多，一旦發(fā)生停水事故，會產(chǎn)生極大的影響。對此，必須采用一定的技術(shù)措施，確保供水的安全性和可靠性。

（5）高層建筑內(nèi)部擁有大量的動力設(shè)備，而且管線總體長度大，容易產(chǎn)生振動和噪聲，對使用的舒適性產(chǎn)生較大的影響。對此，高層建筑給水、排水系統(tǒng)的設(shè)計必須考慮設(shè)備及管道的降噪措施，保證建筑使用的舒適性。

2 高層建筑給水、排水設(shè)計面臨的問題

在我國高層建筑給水、排水系統(tǒng)中，最常見的問題是由于超壓出流。導(dǎo)致超壓出流的主要原因是由于給水配件前所形成的靜水壓力超過流出水頭的壓力，進而導(dǎo)致實際流量超過額定流量標(biāo)準(zhǔn)。超壓出流通常會產(chǎn)生以下幾個方面的危害[2]：

（1）由于管道中的水壓過大，導(dǎo)致水龍頭在打開之后水體成射流狀噴濺而出，影響用戶的正常使用；

（2）由于實際流量超過額定的標(biāo)準(zhǔn)流量，對管道中水流量的正常分配產(chǎn)生了較大的影響，并且還可能導(dǎo)致管道發(fā)生振動現(xiàn)象，進一步引發(fā)管道噪聲。同時，過大的水壓還會導(dǎo)致閥門以及水龍頭的使用壽命大幅度縮短，并且破壞管道連接處的可靠性，導(dǎo)致管道發(fā)生漏水甚至損壞問題；

（3）超壓出流由于實際流量超過額定流量標(biāo)準(zhǔn)，所超出的水流量部分不易被人們察覺到，產(chǎn)生了較大的“隱形”浪費，且該問題持續(xù)時間一般較長，會對水資源造成極大的浪費。

在高層建筑給水、排水系統(tǒng)中，熱水系統(tǒng)作為滿足人們?nèi)粘Ｉ?、工作用水的重要系統(tǒng)之一，通常會由于開發(fā)商的意向差異及各方面條件的差異呈現(xiàn)出多樣性，對熱水系統(tǒng)的設(shè)計也提出了更高的要求。但是，在熱水系統(tǒng)進行實際設(shè)計的過程中，還存在一定的不足，具體表現(xiàn)在以下幾個方面[3]：

（1）熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)方式不夠科學(xué)，導(dǎo)致冷熱水供應(yīng)不均衡，造成了一定程度的浪費；

（2）熱水與給水系統(tǒng)分區(qū)不統(tǒng)一，導(dǎo)致冷、熱水供應(yīng)不均衡，影響用戶使用的舒適性；

（3）熱源選擇不合理，導(dǎo)致系統(tǒng)運行維護成本上升，并且產(chǎn)生了一定的能源浪費。

3 高層建筑給水、排水設(shè)計建議

3.1 優(yōu)化系統(tǒng)分區(qū)

高層建筑給水、排水系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)是系統(tǒng)豎向分區(qū)的合理確定。由于高層建筑物總體高度較大，如果只依靠室外管網(wǎng)的供水壓力，當(dāng)供水達到一定的高度后，就難以滿足正常的供水水壓要求。在實際工程中，通常通過增壓設(shè)備提高水壓實現(xiàn)輔助供水。在增壓之后，如果不對高層建筑的給水系統(tǒng)進行豎向分區(qū)，則建筑底層的衛(wèi)生器具將會承受極大的靜水壓力，從而影響衛(wèi)生器具的使用壽命，同時還會對供水管網(wǎng)、建筑下層的閥件等造成較大的影響。實踐證明，對高層建筑施行分區(qū)供水，能夠有效確保供水的可靠性和安全性。

高層建筑的給水管網(wǎng)必須進行豎向分區(qū)，具體可以按照下面原則進行分區(qū)[4]：

（1）充分利用市政給水管網(wǎng)壓力，因此通常利用初步估算法對低區(qū)層數(shù)進行計算；

（2）建筑上區(qū)參考具體的靜水壓力進行劃分。

在后續(xù)設(shè)計處理過程中，需要根據(jù)項目的具體標(biāo)準(zhǔn)要求，針對出靜水壓進行嚴(yán)格的管理和控制，同時需要針對各個應(yīng)用人水資源標(biāo)準(zhǔn)壓力極限值進行深入的研究，確保系統(tǒng)的供水壓力處于合理范圍內(nèi)。

另外，可以通過采取適當(dāng)?shù)臏p壓或者調(diào)壓措施，實現(xiàn)對水壓的合理控制。比如，通過設(shè)置減壓閥，應(yīng)用減壓孔板或者水壓調(diào)節(jié)閥對水壓進行合理調(diào)節(jié)，將水壓控制在規(guī)定的限值以下，為用戶提供穩(wěn)定安全的服務(wù)水頭，確保系統(tǒng)分區(qū)水壓的均衡性，有效降低水資源的浪費。同時，在對整個系統(tǒng)進行分區(qū)時，需要保證熱水系統(tǒng)與給水系統(tǒng)的一致性，確保熱水系統(tǒng)管網(wǎng)與給水管網(wǎng)壓力均衡，從而使陪睡溫度更加容易進行調(diào)節(jié)。

3.2 排水設(shè)計原材料的優(yōu)化選擇及管道的優(yōu)化設(shè)計

伴隨著人們生活水平的日益提高，群眾對水質(zhì)的要求不斷增加，通過對大量建筑供水水質(zhì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致管網(wǎng)水質(zhì)惡化的最主要原因主要是由于建筑內(nèi)部管道發(fā)生銹蝕。對此，需要在給水、排水系統(tǒng)的設(shè)計過程中，更多的應(yīng)用新型的不銹鋼管材和鋁塑復(fù)合型管材。通過新材料的應(yīng)用，不僅能夠很好的避免管道生銹對水資源造成的污染，較少水資源浪費，同時還能使排水系統(tǒng)更加穩(wěn)定的運行。

通常情況下，如果給水管道的壓力大于0.3MPa，且管道直徑小于20mm時，如果管道總長度較大，則會在水體高速流動的條件下形成嘯叫現(xiàn)象，引發(fā)管道的振動，并發(fā)出噪音，直接影響高層項目應(yīng)用服務(wù)和環(huán)境質(zhì)量[5]。對此，在進行給水管道設(shè)計的過程中，需要對管道直徑進行適當(dāng)加粗，通過曲撓橡膠接頭，并設(shè)置一定數(shù)量的減壓閥，同時在指導(dǎo)與管道接觸的位置加裝橡膠墊等可以吸收沖擊的裝置，從而實現(xiàn)對噪音的有效控制。

3.3 加強新技術(shù)的應(yīng)用，提高系統(tǒng)節(jié)能、節(jié)水能力

（1）加強對可太陽能以及地?zé)崮茉吹瓤稍偕茉吹睦?。太陽能作為可再生的清潔能源，具有較長的研究和應(yīng)用歷史，但是在生活熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用時間相對較短，只有不到30年的時間，仍然處于發(fā)展的初期階段。太陽能作為一種可再生的能源，在一定程度上，能夠有效降低后期的投入，極大程度的提升經(jīng)濟效益。另外，地?zé)崮茉吹睦靡彩强稍偕茉撮_發(fā)利用的有效途徑之一。從目前國內(nèi)外的情況來看，地源熱泵等地?zé)崮茉蠢眉夹g(shù)已經(jīng)獲得了大量的應(yīng)用，并且在生活用水供熱方面也得到了較好的應(yīng)用，相信在未來會成為建筑給水、排水系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的可再生能源之一。

（2）選擇節(jié)水型產(chǎn)品。為了進一步節(jié)約水資源，可以選擇新型的節(jié)水型衛(wèi)生器具，新型的節(jié)水衛(wèi)生器具相對于傳統(tǒng)衛(wèi)生器具在節(jié)水方面具有無法比擬的優(yōu)勢，因此，在進行給水、排水設(shè)計中進行合理的選用，不但可以有效節(jié)水，同時還能降低用戶的長期經(jīng)濟成本。

4 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑越來越多，高層建筑給水、排水系統(tǒng)的設(shè)計工作越來越重要。為了確保高層建筑給水、排水系統(tǒng)可靠、安全的運行，設(shè)計人員應(yīng)該以實際需求為出發(fā)點，結(jié)合新型材料和先進的科學(xué)技術(shù)，在有效減少浪費的同時，減少對環(huán)境帶來的污染。雖然高層建筑給水、排水系統(tǒng)的整體復(fù)雜度高，施工難度大，但是相信隨著設(shè)計人員、施工人員以及其它各方面的共同努力，高層建筑給水、排水系統(tǒng)會不斷發(fā)展，進一步推動整個高層建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

[1]黃麗娜.芻議高層建筑給排水設(shè)計注意事項[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010 （10）：45.

[2]李艷鳳.超高層建筑給排水設(shè)計中幾個問題的思考[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（24）：84.

[3]游燕.高層建筑給排水設(shè)計應(yīng)注意的問題[J].門窗，2013（03）：225～226.

[4]盧曉停.高層建筑給排水設(shè)計中的關(guān)鍵問題探究[J].江西建材，2014 （21）：38.

[5]孫秀霞.高層建筑的給排水設(shè)計[J].門窗，2014（10）：158.

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2015-8-26