高層建筑給排水工程優(yōu)化設(shè)計探討

張凱

摘要：如今，高層建筑的高度和層數(shù)都比以前有了較大的提高，這對高層建筑給排水工程的質(zhì)量提出了更高的要求。高層建筑給排水系統(tǒng)的施工必須嚴(yán)格使用優(yōu)質(zhì)材料，采用合理的高層建筑設(shè)計理念和準(zhǔn)確的設(shè)計方案，確保給排水系統(tǒng)的設(shè)計能很好地滿足高層建筑的功能和使用需求。

關(guān)鍵詞：高層建筑;給排水工程;優(yōu)化設(shè)計

1高層建筑給排水工程特點(diǎn)

高層建筑給排水工程具有一定的特殊性。由于其層數(shù)多、高度高，給排水設(shè)計和施工難度大。設(shè)計人員應(yīng)充分考慮施工過程中可能遇到的問題，堅持可持續(xù)發(fā)展的理念和以人為本，不以破壞建筑質(zhì)量和安全性能為前提，嚴(yán)格按照規(guī)章制度和施工操作要求，采用先進(jìn)的節(jié)能材料和節(jié)能技術(shù)，提高高層建筑給排水工程的低碳環(huán)保特性。高層建筑給排水工程的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在以下三個方面。

1）高層建筑人口密度高，用水量大且頻繁。一旦給排水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生設(shè)備故障，就會嚴(yán)重影響居民的正常用水，甚至造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，在保證給排水系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，高層建筑給排水工程設(shè)計也進(jìn)行了系統(tǒng)分區(qū)設(shè)計，科學(xué)劃分高層建筑給排水系統(tǒng)，確保各分區(qū)獨(dú)立運(yùn)行，確保斷層區(qū)的水安全。這樣，即使一個地區(qū)的給排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題，其他系統(tǒng)也不會受到影響，并為問題地區(qū)提供臨時給排水服務(wù)。

2）在高層建筑給排水設(shè)計中，應(yīng)合理分配系統(tǒng)給排水管網(wǎng)的連接材料及其走向，同時應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境條件作不同的考慮。由于我國高層建筑的位移較大，高層建筑給排水管道的設(shè)計必須盡量采用強(qiáng)度較高的軟連接材料。

3）高層建筑的內(nèi)部是一個相對封閉的空間。一旦樓內(nèi)有火災(zāi)危險，樓內(nèi)人員很難逃生。因此，高層建筑給排水工程也是保證建筑消防安全的重要設(shè)施。科學(xué)的給排水管道分區(qū)設(shè)計，可以提高給排水工程的穩(wěn)定性和消防系統(tǒng)的科學(xué)性，從而保證高層建筑的防火能力，提高居民的安全。

2高層建筑給排水設(shè)計要點(diǎn)

與多層建筑相比，高層建筑給排水工程的計算方法和基本理論在許多方面是相同的。但是，由于高層建筑高度大、層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建筑功能廣等特點(diǎn)，高層建筑給排水工程不僅在技術(shù)上有廣度，而且在深度上也有一定的局限性，建立和完善經(jīng)濟(jì)合理的給排水系統(tǒng)，妥善解決排水管道的通風(fēng)問題，是保證維護(hù)管理方便、排水暢通、供水安全可靠的基礎(chǔ)。

2.1給水系統(tǒng)的設(shè)計

高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)為每棟建筑設(shè)計一套獨(dú)立的給水系統(tǒng)，并通過蓄水池供水→水泵→水箱→減壓閥→水點(diǎn)。這是一種更加節(jié)能、省地、方便管理的高層建筑給水方案。既可以解決城市基礎(chǔ)設(shè)施跟不上高層建筑發(fā)展速度的問題，又可以防止對城市供水管網(wǎng)的影響;滿足《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》對消防初期蓄水的要求。同時，多棟建筑可共用水庫，水庫位于地下車庫內(nèi)。單體建筑采用獨(dú)立水泵，具有靈活、獨(dú)立、管理方便、銷售好等優(yōu)點(diǎn)。而水箱供水是解決高層建筑給水系統(tǒng)節(jié)能問題的有效途徑。

在沒有自閉閥供水系統(tǒng)的情況下，在供水管道頂部設(shè)置一些自閉閥可以達(dá)到控制水流量的目的，但對空氣流量的控制并不能達(dá)到很好的效果。這樣，當(dāng)供水系統(tǒng)被切斷時，大量空氣將聚集在供水管道中。當(dāng)供水系統(tǒng)重新供水時，供水管中的氣流會被擠壓到供水管的頂部，從而形成壓縮空氣聚集區(qū)。此時，如果人為打開自閉閥的開關(guān)，供水管內(nèi)的氣流會因其強(qiáng)大的壓力隨水流噴出，最終可能導(dǎo)致人員傷亡或設(shè)備損壞的嚴(yán)重后果。因此，在日常設(shè)計中應(yīng)增加一些單體建筑室外閥門的控制設(shè)置，同時，在設(shè)計中還應(yīng)在立管底部增加一些供水閥門，必要時，底部人員可直接關(guān)閉供水主閥，以減少污染物的排放，因此，這些問題將在一定程度上得到極大的緩解。

2.2排水管和地漏的設(shè)計

在廚房里，水平排水支管可以連接到本層地板上的垂直排水管上。具體做法是廚房地漏選擇側(cè)墻式敷設(shè)或取消地漏，洗菜池的S型存水彎也安裝在地面上，使整個廚房的排水支管不會落在較低的樓層空間上，這樣既可以增加廚房的使用空間，同時也方便了居民的維護(hù)。衛(wèi)生間內(nèi)水平排水支管敷設(shè)在本層。具體措施為：衛(wèi)生間地面下沉，下沉室內(nèi)設(shè)水平污水管。這種方式施工排水管比較方便，但維修起來非常困難。在實(shí)際使用過程中，衛(wèi)生間附近的地板和下層側(cè)墻經(jīng)常發(fā)生滲漏。由于無法查明漏水原因，上層居民只能將整個衛(wèi)生間地面鑿平進(jìn)行裝修。因此，應(yīng)嚴(yán)格做好衛(wèi)生間地面及洗手池周圍的防水處理;衛(wèi)生間內(nèi)所有給排水管道經(jīng)過嚴(yán)格的試壓、注水試驗(yàn)后，方可密封。建議在水槽側(cè)面設(shè)置側(cè)排水溝，以消除可能的積水。

衛(wèi)生間應(yīng)采用后出水口衛(wèi)生間，同時進(jìn)行側(cè)排水，淋浴間或浴缸應(yīng)墊高。各衛(wèi)生器具的水平排水支管沿衛(wèi)生間地腳引至外墻，再與垂直排水管連接。采用這種設(shè)計和安裝時，應(yīng)注意：衛(wèi)生潔具，特別是衛(wèi)生間，必須靠近外墻。另一方面，如果這種住宅的上下樓層不匹配，或者一些客廳、臥室的上部是廚房或衛(wèi)生間，而廚房或衛(wèi)生間的下部是露臺或陽臺，在這種情況下，不允許在下層空間的上部安裝水平排水管，同時也不允許降低衛(wèi)生間的樓層，此時需要對水平排水管的設(shè)置進(jìn)行特殊處理：排水管安裝在衛(wèi)生間的外墻上，采用后出水口衛(wèi)生間，采用側(cè)墻地漏或墻式出水口排水解決。

2.3建筑給排水工程UPVC管道消防設(shè)計質(zhì)量通病

當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)時，如果建筑的設(shè)計結(jié)構(gòu)不能有效防止煙氣和火焰的蔓延，將給人們的生命財產(chǎn)安全帶來極大的危害。然而，無數(shù)的工程實(shí)踐證明，建筑給排水工程管道在火災(zāi)發(fā)生時往往會成為建筑防火的薄弱環(huán)節(jié)。可見，當(dāng)建筑物采用明管且管徑較大時（D≥11cm），立管穿樓板時應(yīng)采取防火措施;當(dāng)建筑物采用明排水橫支管且管徑較大時（D≥（11cm），在管孔或管井內(nèi)與立管連接處，應(yīng)采取措施防止火災(zāi)蔓延;當(dāng)建筑物的水平主管必須穿過防火墻或防火分區(qū)的隔墻時，應(yīng)在管道穿墻處的兩側(cè)采取相同的措施，以防火災(zāi)蔓延。另外，UPVC管道采用防火套管或防火圈進(jìn)行防火措施時，防火套管或防火圈的耐火極限不應(yīng)小于UPVC管道穿越處建筑構(gòu)件的耐火極限。

3優(yōu)化高層建筑給排水工程設(shè)計的措施

3.1優(yōu)化給排水系統(tǒng)供水的智能管控

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了許多設(shè)備和系統(tǒng)的智能化實(shí)施。同樣，給排水系統(tǒng)通過智能設(shè)計，能更好地實(shí)現(xiàn)給排水管理，控制建筑用水，避免水資源浪費(fèi)，智能排水系統(tǒng)能保證生活污水的排放，最終過濾凈化廢水，廢水可以回收利用。因此，加強(qiáng)給排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，使給排水系統(tǒng)通過記錄建筑用水，控制季節(jié)、時段的供水量，具有十分重要的意義。例如，通過觀察記錄，發(fā)現(xiàn)建筑用水量夏季多于冬季，晚上比早晚多。因此，智能給排水系統(tǒng)可以增加夏季相對炎熱的供水量，減少冬季寒冷的供水;夜間增加供水，白天和早晨后減少供水。從而滿足了水資源的需求，避免了水資源的浪費(fèi)。

3.2搞好消防節(jié)水

為了保護(hù)火災(zāi)危險，必須在建筑物內(nèi)設(shè)置消防用水設(shè)施。例如，設(shè)置消防水箱和水塔。由于消防儲備量大，使用壽命長，長期放置，經(jīng)常出現(xiàn)水質(zhì)問題。因此，有必要使用消防水井。當(dāng)消防水箱中的水即將變質(zhì)時，將其出口并放入生活用水中，然后更換。這不僅合理利用了消防用水，而且避免了因惡化而造成的水資源浪費(fèi)，從而達(dá)到節(jié)水的目的。

3.3建立用水系統(tǒng)

部分水資源經(jīng)過一系列處理后，仍能達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)，達(dá)到一定的使用標(biāo)準(zhǔn)，成為有效的應(yīng)用用水。同時，在高層建筑集中的地區(qū)，每天都會產(chǎn)生大量生活污水。這些廢水產(chǎn)生的時間相同。因此，這些廢水水質(zhì)理想，處理工藝簡單，無需過多復(fù)雜步驟。治療效果非常理想。因此，這些水資源將成為水系統(tǒng)的重要水源。

3.4節(jié)能水資源設(shè)備的使用

在高層建筑給排水設(shè)計和施工過程中，水資源浪費(fèi)是工作人員需要考慮的重點(diǎn)，防止和浪費(fèi)水資源浪費(fèi)的重要措施是推廣和使用節(jié)水設(shè)備。由于高層建筑衛(wèi)生間很普遍，但根本沒有節(jié)水功能，因此相關(guān)部門工作人員在高層建筑安裝衛(wèi)生間時，應(yīng)使用新型節(jié)水廁所，這樣可以大大減少水資源浪費(fèi)，節(jié)約更多水資源。

3.5使用變頻水泵

逆變泵的主要特點(diǎn)是節(jié)能。此外，該泵的可用轉(zhuǎn)速有很多檔位，安全系數(shù)大于其他泵。同時，由于高層建筑供水，需要大量的壓力才能使水流達(dá)到相應(yīng)的高度。因此，為降低水壓，相關(guān)人員還需要為整個給排水系統(tǒng)安裝泄壓設(shè)施，使電能應(yīng)用過多，消耗量增加。采用變頻泵，不僅可以節(jié)約水箱等設(shè)施設(shè)備，降低成本，還可以通過調(diào)速調(diào)節(jié)流量，降低能源消耗。此外，變頻泵技術(shù)也日趨成熟，如果在高層給排水工程中得到廣泛應(yīng)用，將大大節(jié)約能源。

3.6節(jié)能型太陽能熱水器的使用

目前，在高層建筑給排水設(shè)計方案中，將應(yīng)用于太陽能熱水器，而傳統(tǒng)太陽能熱水器的工作原理是將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，這種裝置不僅綠色環(huán)保，節(jié)約資源，提高能效，同時也給用戶帶來了極大的便利。為了更好地節(jié)約水資源，相關(guān)研發(fā)部門對熱水器進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的熱水器可以利用熱泵對水進(jìn)行加熱，吸收空氣中的熱量，根據(jù)制冷放熱的原理對冷水進(jìn)行加熱，不僅提高了熱效率，而且達(dá)到了資源可持續(xù)利用的目的。當(dāng)然，使用熱水器的高層建筑很多，但我們不得不承認(rèn)，熱水器的設(shè)計存在很多缺陷，給人們帶來了很多麻煩。但我相信，在科研人員的不斷努力下，太陽能熱水器會越來越完善，人們的生活質(zhì)量和幸福指數(shù)也會不斷提高。

結(jié)語

在小高層住宅可持續(xù)發(fā)展的過程中，給排水工程的重要性日益凸顯，而相應(yīng)的設(shè)計方案是提高給排水效率的關(guān)鍵。在實(shí)際設(shè)計中，需要充分考慮實(shí)際情況，確定適應(yīng)小高層住宅建筑的方式，為住宅建筑的整體質(zhì)量提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]龔紅霞.基于工程實(shí)例的高層建筑給排水設(shè)計探析[J].中國資源綜合利用.2019（12）.

[2]鈕青.高層建筑給排水設(shè)計及施工要點(diǎn)分析[J].住宅與房地產(chǎn).2019（36）.

[3]周志祥.高層建筑給排水設(shè)計與施工技術(shù)要點(diǎn)研究[J].居舍.2020（17）.

[4]張平.高層建筑給排水設(shè)計方案研究[J].工程技術(shù)研究.2020（09）.

[5]王碩碩.高層建筑給排水設(shè)計及施工要點(diǎn)分析[J].住宅與房地產(chǎn).2017（06）.

[6]谷建建.關(guān)于高層建筑給排水工程優(yōu)化設(shè)計的探討[J].黑龍江科技信息.2019（16）.

[7]匡永發(fā).高層建筑給排水施工應(yīng)注意的若干問題[J].才智.2021（04）.

[8]馮震南.高層建筑給排水會議簡報[J].機(jī)械工廠設(shè)計.2019（05）.

[9]楊必全.高層建筑給排水消防設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的分析[J].城市建筑.2021（03）.

[10]蔡凱.高層建筑給排水工程施工技術(shù)[J].工程機(jī)械與維修.2021（02）.