論述超高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，其帶動(dòng)了城市化建設(shè)水平的逐步提高，超高層建筑物在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)的問題就越顯突出。對(duì)于我國(guó)超高層建筑給排水的設(shè)計(jì)工作來說，主要問題是如何能夠?qū)F(xiàn)有的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行加強(qiáng)和優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)最大限度地節(jié)約材料和能耗的目的，這也是當(dāng)今擺在我們工程設(shè)計(jì)人員面前的一個(gè)不可回避的問題。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑；給排水系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與探討

1 超高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求

1.1生活給水系統(tǒng)

超高層建筑給水系統(tǒng)包括室外給水系統(tǒng)和室內(nèi)給水系統(tǒng)兩部分。室外給水系統(tǒng)要求在小區(qū)內(nèi)部形成環(huán)網(wǎng)，可提供生活及消防用水；而室內(nèi)給水系統(tǒng)必須要求室內(nèi)的生活用水與消防用水分開設(shè)置，同時(shí)室內(nèi)的生活用水可采用串聯(lián)或并聯(lián)等組合的供水系統(tǒng)方式。選擇合理地給水方式是超高層建筑生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容。對(duì)于超高層建筑，城市給水管網(wǎng)一般都不可能滿足高樓層用戶的生活用水要求。因此，一般的辦法是采用分區(qū)給水的方式，即由低樓層設(shè)置專門的加壓裝置以便再加壓為高樓層用戶供水。分區(qū)設(shè)置水箱和水泵，低區(qū)水箱兼作上區(qū)的水池，水泵分散布置，自下區(qū)水箱抽水供上區(qū)用水。這種方式具有設(shè)備簡(jiǎn)單、能源消耗少、無須設(shè)置高壓水泵和高壓管線的優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是：設(shè)備分散，管理不便，上區(qū)供水受下層的影響，水箱容積較大將增加結(jié)構(gòu)的負(fù)荷和造價(jià)。分區(qū)供水集中設(shè)置水泵和水箱，水泵集中布置在地下室內(nèi)，具有各區(qū)獨(dú)立運(yùn)行互不干擾、供水可靠、管理方便、能源消耗較少等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)具有各區(qū)均需設(shè)置水泵，水泵臺(tái)數(shù)增多，高壓供水管路長(zhǎng)，投資費(fèi)用高等缺點(diǎn)。

另外，對(duì)于部分超高層建筑物對(duì)于壓力的穩(wěn)定性能要求較高，為了避免變頻加壓給水造成的水壓不穩(wěn)定等情況出現(xiàn)，可以采用屋頂水箱重力供水方式，但此供水方式能耗較高。

1.2生活排水系統(tǒng)

建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)的任務(wù)是接納污、廢及雨水并將其排到室外。排水系統(tǒng)由衛(wèi)生設(shè)備、排水管系、通氣管系、清通設(shè)備、抽升設(shè)備等組成。超高層建筑生活排水系統(tǒng)通常采用雨、污分流制。由于地下室污廢水受地形標(biāo)高等限制無法通過重力自流徹底排到室外，故而可采用機(jī)械方式如潛污泵抽升排出，如消防電梯機(jī)坑及普通積水坑等；餐飲及食堂含油污水單獨(dú)排至室外或地下室隔油處理設(shè)備，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后再排入室外排水管網(wǎng)，由于具有衛(wèi)生條件好、處理效果佳及廢油清除方便等優(yōu)勢(shì)，目前越來越多的項(xiàng)目采用成品隔油器處理含油污水；如建筑室外設(shè)有化糞池，或室內(nèi)廢水需回收做其他用途等，建筑室內(nèi)一般采用污廢分流方式，設(shè)置污水立管、廢水立管和專用通氣管三管制的排水方式，同時(shí)根據(jù)衛(wèi)生器具數(shù)量及項(xiàng)目自身檔次等要求，在每一個(gè)衛(wèi)生間內(nèi)部設(shè)置環(huán)形通氣管或器具通氣管等裝置，可以有效達(dá)到改善樓層排水質(zhì)量和減低噪聲影響。

對(duì)于超高層建筑，由于其使用人數(shù)較多，瞬間排水量大，如此大的排水量由高層落至最底層，對(duì)立管與橫干管之間的連接彎頭的沖擊力相當(dāng)巨大，長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)對(duì)管道造成破壞，因此超高層建筑應(yīng)設(shè)置立管消能措施從而降低其對(duì)管道的沖擊影響，污廢水管一般每隔十層設(shè)置消能彎，雨水管可通過設(shè)置消能彎或減壓水箱來達(dá)到消能目地。

2超高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

超高層建筑給排水系統(tǒng)的確定主要取決于建筑的性質(zhì)和建筑內(nèi)部的設(shè)施布置。根據(jù)以上情況，目前超高層建筑的給水方式主要分以下2種：高位水箱供水及水泵直接供水。

2.1高位水箱給水設(shè)計(jì)

高位水箱供水設(shè)備包括水泵和水箱。高位水箱的作用是調(diào)節(jié)并保持本區(qū)的水量和水壓恒定，通常水箱內(nèi)的水由設(shè)在水泵房?jī)?nèi)轉(zhuǎn)輸水泵供給。根據(jù)加壓水泵與高位水箱設(shè)置方式不同，又分為并聯(lián)供水方式、串聯(lián)供水方式、減壓水箱供水方式、減壓閥供水方式等四種類型。

2.2水泵直接供水設(shè)計(jì)

作為目前超高層建筑中普遍采用的一種給水方式，變頻調(diào)速供水裝置采用離心式水泵配以變頻調(diào)速控制裝置，通過改變電機(jī)定子的供電頻率使水泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。但與此同時(shí)，變頻調(diào)速供水方式也存在變頻器價(jià)格貴、設(shè)備對(duì)環(huán)境條件要求較高、易受外界電池干擾等缺點(diǎn)。

目前較常用超高層給水分區(qū)供水方式是：一般情況下給水設(shè)計(jì)利用第一個(gè)避難層以及每隔一個(gè)避難層設(shè)置中間轉(zhuǎn)輸水箱，同層設(shè)置一組變頻給水加壓泵組，每二個(gè)避難層之間的樓層分為2個(gè)區(qū)（即共4個(gè)區(qū)），最低區(qū)依靠轉(zhuǎn)輸水箱重力供水，中間2個(gè)區(qū)依靠水泵加壓總管設(shè)置不同規(guī)格的減壓閥分區(qū)供水，最高區(qū)靠水泵直接加壓供水，而轉(zhuǎn)輸水泵采用水箱液位控制啟停的工頻泵。按此設(shè)置，只需每二個(gè)避難層設(shè)置一個(gè)中間轉(zhuǎn)輸水箱，可以有效地減少設(shè)備房占用面積。

3超高層建筑的排水設(shè)計(jì)

超高層建筑對(duì)排水設(shè)計(jì)的要求非常高，這是與其活動(dòng)人數(shù)較多相適應(yīng)的。所以，排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也更加嚴(yán)謹(jǐn)。在高層建筑排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中分別采用了以下的系統(tǒng)設(shè)置：

3.1排水系統(tǒng)分流制設(shè)計(jì)

在排水設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮分流排放，以應(yīng)對(duì)雨水、廢水和生活污水的不同排放。用分流制設(shè)計(jì)不僅有助于提高污廢水的二次利用率，也有利于提高建筑整體的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)要求。

3.2排水管道的布置

在超高層建筑排水設(shè)計(jì)中也基本上要遵循低層建筑的排水管道鋪設(shè)的原則，而且由于超高層建筑結(jié)構(gòu)剪力墻、暗柱多，以及轉(zhuǎn)換層大梁、斜梁等不利因素，加上精裝修吊頂?shù)认拗?，還要考慮二次裝修等因素，以上種種，都是超高層建筑所需考慮的問題，需要認(rèn)真仔細(xì)對(duì)待，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)排水不暢、后期出現(xiàn)大量設(shè)計(jì)變更等情況的出現(xiàn)。目前通過BIM等設(shè)計(jì)軟件可以模擬管道的實(shí)際布置，對(duì)管線設(shè)計(jì)有很大的幫助作用。

3.3通氣管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于超高層建筑，由于衛(wèi)生器具多，使用人數(shù)多，排水秒流量大，在高峰用水時(shí)的瞬間流量會(huì)相當(dāng)大，如通氣系統(tǒng)設(shè)置不合理，會(huì)使管道內(nèi)的氣壓波動(dòng)變大，進(jìn)而影響到管道的排水及產(chǎn)生噪音等，也會(huì)對(duì)排水管材造成一定的破壞影響。首先，應(yīng)根據(jù)建筑內(nèi)排水量等情況按規(guī)范要求經(jīng)計(jì)算后合理選擇通氣管道系統(tǒng)，超高層建筑一般均設(shè)置專用通氣管，合理的通氣管道設(shè)計(jì)可以降低排水立管的水壓波動(dòng)，保護(hù)衛(wèi)生器具水封不被破壞，降低排水時(shí)的噪音；其次，根據(jù)衛(wèi)生器具的數(shù)量及建筑自身的檔次等要求，在衛(wèi)生間內(nèi)選擇環(huán)形通氣管或器具通氣管，可以有效的保證衛(wèi)生間內(nèi)排水的順暢或防止衛(wèi)生器具產(chǎn)生的自虹吸現(xiàn)象及噪音影響。

4超高層建筑熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)根據(jù)其供應(yīng)的不同范圍可以分為三類，即區(qū)域熱水供應(yīng)、集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)和局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)，超高層建筑一般采用集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)或局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)。超高層建筑集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)必須首先考慮壓力平衡的設(shè)計(jì)。根據(jù)建筑物的高度，熱水系統(tǒng)必須要實(shí)行與給水系統(tǒng)相一致的豎向分區(qū)，并由相應(yīng)的給水系統(tǒng)供水才能保證各用水點(diǎn)的冷熱水壓力均衡，方能取得良好的效果。

5結(jié)語

我國(guó)人口眾多，資源供需緊張，矛盾日益嚴(yán)重。關(guān)于超高層建筑給排水設(shè)計(jì)工作也必須以節(jié)能和環(huán)保作為最基本的設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)，這就要我們?cè)诰唧w的設(shè)計(jì)工作中充分掌握和理解設(shè)計(jì)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)問題和基本要求。本身超高層建筑給排水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)事無巨細(xì)的工作，認(rèn)真和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度才是決定于工程成敗的主要原因。我們應(yīng)站在設(shè)計(jì)節(jié)能和發(fā)展的高度，遵照我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，運(yùn)用給排水設(shè)計(jì)原理，通過有效合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)手段以尋求

現(xiàn)代城市未來的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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