高層建筑給排水設(shè)計要點(diǎn)探究

王瑞

（山西匯智建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司，山西臨汾 043000）

0 引言

近年來，在我國城市化進(jìn)程快速發(fā)展背景下，高層建筑建設(shè)規(guī)模及數(shù)量在不斷增加，施工難度也有所增加。給排水設(shè)計與施工是高層建筑的重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量與建筑整體質(zhì)量、安全性能有直接的關(guān)系，所以必須始終重視給排水設(shè)計及施工。在當(dāng)前的高層建筑給排水設(shè)計與施工作業(yè)中，已經(jīng)積累了較多的成功經(jīng)驗(yàn)，使用了較多的新型設(shè)計與施工技術(shù)，比如BIM技術(shù)，有顯著的應(yīng)用價值。因此，文章深入研究了高層建筑給排水設(shè)計要點(diǎn)，首先對給排水設(shè)計進(jìn)行了簡單概述，然后對高層建筑給排水設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行了分析，最后提出了高層建筑給排水設(shè)計方法。

1 給排水設(shè)計簡述

給排水設(shè)計是現(xiàn)代高層建筑的關(guān)鍵構(gòu)成要素，對于優(yōu)化完善建筑功能，強(qiáng)化給排水支撐效果等具有直接作用。高層建筑給排水設(shè)計應(yīng)宏觀審視其各項(xiàng)核心要素，精準(zhǔn)把握給排水設(shè)計的優(yōu)化方法，不斷拓展完善工作實(shí)踐中的整體性思維，形成可行的給排水設(shè)計實(shí)施方案。

近年來，我國相關(guān)部門高度重視高層建筑給排水設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新與運(yùn)用，在調(diào)整細(xì)化給排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及效果評價體系構(gòu)造等方面，頒布并實(shí)施了系列性行業(yè)技術(shù)規(guī)范，為新時期高層建筑給排水設(shè)計實(shí)踐注入了原生動力，破除了給排水設(shè)計領(lǐng)域中的諸多局限性難題。技術(shù)人員在運(yùn)用系統(tǒng)性工程理論整合給排水系統(tǒng)要素等方面進(jìn)行了有益探索，構(gòu)建形成了多維度的建筑給排水設(shè)計方法，成效顯著。盡管如此，受高層建筑環(huán)境與給排水系統(tǒng)建構(gòu)等條件制約，當(dāng)前給排水設(shè)計方法的針對性尚有較大提升空間，應(yīng)通過系統(tǒng)性的優(yōu)化方法及優(yōu)化程序予以改進(jìn)提升。

2 高層建筑給排水設(shè)計要點(diǎn)

在給排水設(shè)計之前，需要先確保有良好的設(shè)計條件。具體來說，要具備4個方面的給排水設(shè)計條件：①考慮高層建筑的建筑要求和條件，選擇具備指導(dǎo)性的建筑給排水設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。②全面分析高層建筑的布置情況，熟悉每一個給水點(diǎn)的位置，主要是消防給水系統(tǒng)位置、生活冷水系統(tǒng)位置、熱水供應(yīng)系統(tǒng)位置。③熟悉每一個排水點(diǎn)的位置信息，主要包括屋面雨水系統(tǒng)位置、生活污水系統(tǒng)位置。④確定各個管道井的位置，高層建筑的管道井應(yīng)盡量分散布置。待具備這4個方面的條件后即可按照要求開展高層建筑的給排水設(shè)計。

2．1給水系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)

在高層建筑的給水系統(tǒng)設(shè)計中，需要開展的設(shè)計內(nèi)容較多，要足夠重視。應(yīng)做好以下方面的設(shè)計工作。

（1）確定高層建筑給水引入點(diǎn)和控制方式，通常是兩點(diǎn)引入，控制方式是兩閥，分別是止回閥和閘閥。

（2）積極與市政部門溝通交流，有效獲取相關(guān)給水資料，明確給水的供水區(qū)間，通常情況下是建筑物的地下部分至上部3～4層。

（3）分析高層建筑功能分區(qū)和用水情況，詳細(xì)劃分上部生活給水系統(tǒng)分區(qū)。若是相同建筑功能的空問，則應(yīng)該設(shè)計在同一個供水分區(qū)內(nèi)。

（4）在明確給水區(qū)間之后，要加強(qiáng)對各個用水點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，掌握好排水平面的布置圖。高層建筑中，可把各個區(qū)域給是立管設(shè)計在一個管道井內(nèi)，有利于后期的維護(hù)管理。無特殊情況下，可不涉及分層給水計量，但要考慮分層給水控制。

（5）結(jié)合給水管道平面布置情況，科學(xué)編制給水水力計算表和以及繪制給水軸測圖。在水利計算表編制之前，需要對集中熱水供應(yīng)情況進(jìn)行查看，無特殊要求時，水力計算可以只針對代表性的給水管線。

（6）在計算高層建筑給水系統(tǒng)的管徑時，要結(jié)合水力計算結(jié)果，不能出現(xiàn)片面計算和頻繁變更管徑的情況。確定給水設(shè)備的設(shè)計流量時，需要根據(jù)流量計算資料加以計算和確定。

2.2 排水系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)

進(jìn)行高層建筑的排水系統(tǒng)設(shè)計時，要充分考慮現(xiàn)有的排水條件和規(guī)劃信息，設(shè)計出科學(xué)可行的排水系統(tǒng)。高層建筑的排水系統(tǒng)設(shè)計要把握以下的要點(diǎn)。

（1）結(jié)合市政排水有關(guān)資料信息，明確建筑排水總體情況，在建筑污水匯集之后，其通常是通過污水處理或者是糞池等排入排水管網(wǎng)，若是高層建筑的規(guī)模較大，則化糞池應(yīng)該設(shè)計多處。

（2）結(jié)合市政排水情況和高層建筑的功能要求，確定出科學(xué)的排水體制，即確定排水系統(tǒng)是否需要采用分流制，若是決定設(shè)計中水系統(tǒng)，則必須做好分流。

（3）結(jié)合BIM技術(shù)優(yōu)化排水系統(tǒng)平面布置，通常情況下排水系統(tǒng)不需要分區(qū)，排水立管要確保上下可以直貫通。有兩點(diǎn)需要特別注意：①要將專用消能管件設(shè)置在排水立管中下部位置。②建筑物的下部排水水封應(yīng)足夠的安全可靠，可以優(yōu)先選擇S型水封。

（4）高層建筑地下部分的排水管線平面布置要重點(diǎn)考慮，除正常設(shè)計排水點(diǎn)設(shè)備外，應(yīng)考慮設(shè)置集水井，排出所有的積水。排水管線的材質(zhì)可以優(yōu)先選用加厚額塑料管或者是金屬材質(zhì)的管材，并且要做好防腐措施。

（5）對排水管道的敷設(shè)坡度及管徑和通氣管徑進(jìn)行設(shè)計。確定高層建筑的排水管出戶標(biāo)高時，要重點(diǎn)分析市政排水資料、建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)資料。

2.3 雨水系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)

通常情況下，高層建筑室內(nèi)的雨水系統(tǒng)設(shè)計由建筑專業(yè)考慮。再生設(shè)計雨水系統(tǒng)的過程中，要注意3個方面：①要與雨水排出系統(tǒng)、高層建筑排水系統(tǒng)的設(shè)計要求，并且使用雨水斗對屋面雨水進(jìn)行收集，將其通過雨水管排放雨水井中。②雨水系統(tǒng)設(shè)計時要考慮暴雨強(qiáng)度等級，確保雨水收集系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。③在當(dāng)前高層建筑的雨水立管設(shè)計中，一般是將其設(shè)計在專門雨水管道內(nèi)，值得推廣[1]。

2.4 熱水系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)

高層建筑的熱水系統(tǒng)設(shè)計有較多的注意要點(diǎn)，包括3點(diǎn)：①供應(yīng)熱水系統(tǒng)必須按照要求設(shè)計回水管路，熱水系統(tǒng)的沿程溫降應(yīng)在5～10℃。②設(shè)置熱交換裝置時，通?？稍O(shè)置在各分區(qū)設(shè)備問，也可以集中設(shè)置在設(shè)備問內(nèi)。③重點(diǎn)進(jìn)行熱工計算，包括熱媒耗量、熱交換裝置選擇、熱媒選擇這些部分的熱工計算，計算熱水量時要特別注意熱水計算溫度。

2.5 消防系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)

在高層建筑的消防系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)將重點(diǎn)放在3個方面：①消火栓給水系統(tǒng)。②噴淋給水系統(tǒng)。③消防器材配置。在消防系統(tǒng)設(shè)計過程中，有3個方面內(nèi)容要特別注意：①消防電梯前室必須設(shè)計消火栓，包含消防立管。②屋面消防水箱容積要分情況考慮，若是一類高層建筑物的消火栓系統(tǒng)設(shè)計，則屋面消防水箱容積不能低于36m。二類高層建筑物不能低于18m。③高層建筑耐火等級不能低于一級，除此之外，應(yīng)高度重視消火栓的設(shè)計，消火栓要按照規(guī)范要求合理布置，比如確定充實(shí)水柱，以此計算出消防栓的位置。

3 高層建筑給排水設(shè)計方法

3.1 制定合理的給排水設(shè)計方案

工程的質(zhì)量和效率離不開前期設(shè)計方案的規(guī)劃，因此在進(jìn)行管道鋪設(shè)之前，必須要通過多次的模型試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，保證方案在實(shí)際施工中能夠發(fā)揮作用，不會在施工中出現(xiàn)意外情況。對于設(shè)計人員來講，在進(jìn)行方案的設(shè)計時，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，并根據(jù)房屋的建造特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，在設(shè)計的過程中，盡可能選擇節(jié)能的設(shè)備以及新型的方式，并根據(jù)過往經(jīng)驗(yàn)，對施工中的技術(shù)選擇進(jìn)行優(yōu)化和完善。此外，方案的制定應(yīng)盡可能的考慮多方面的問題，包括材料型號的價格等，防止在施工過程中超出前期預(yù)算，影響施工單位的經(jīng)濟(jì)利益[2]。為了能夠滿足節(jié)約用水的理念，在設(shè)計過程中也要充分考慮雨水資源的利用。雨水是一種天然的水資源，因此若能夠進(jìn)行合理的收集并進(jìn)行后續(xù)的處理，便能夠用于人們的生活用水中，降低水資源的使用，滿足施工中對水資源的需要。此外，雨水還可以作為高層建筑周邊的綠化用水，這樣不僅能夠節(jié)約資源，還能夠利用有限的資源進(jìn)行周邊的美化。對于給排水系統(tǒng)的建設(shè)來講，應(yīng)該在完成之后進(jìn)行多次試驗(yàn)，保證在用水的過程中不會出現(xiàn)管道的滲漏，造成水資源的浪費(fèi)。為了能夠減少實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，在前期的設(shè)計方案中應(yīng)該進(jìn)行試驗(yàn)方案的優(yōu)化，可以使用氣體來代替水進(jìn)行后期的實(shí)驗(yàn)。

3.2 學(xué)選擇給排水管道材質(zhì)

管道材質(zhì)的優(yōu)劣與給排水管道的最終整體應(yīng)用性能密切相關(guān)，因此應(yīng)嚴(yán)格選擇給排水管道，并對管道的材質(zhì)進(jìn)行專業(yè)技術(shù)檢測，全面詳細(xì)掌握管道各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，確保各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)符合給排水管道設(shè)計的具體要求。如在廚房排水設(shè)計中，應(yīng)充分考慮廚房污水油質(zhì)大的特點(diǎn)，盡量選擇不易造成油質(zhì)掛壁的材質(zhì)，并綜合考慮管道是否會受到污染腐蝕物質(zhì)的影響、是否會在特定水壓條件下出現(xiàn)漏水等問題，還應(yīng)選擇堅實(shí)耐用、抗腐蝕性強(qiáng)、抗銹蝕性強(qiáng)的給排水管道[3]。同時，可綜合運(yùn)用傳統(tǒng)材質(zhì)管道和現(xiàn)代UPVC材質(zhì)管道相結(jié)合的方式，在提高設(shè)計質(zhì)量的同時還可以降低設(shè)計成本。

3.3 給水管道設(shè)計

為有效防范與化解給水管道滲漏堵塞問題，應(yīng)在嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，保障管道材料選擇的科學(xué)性，避免使用劣質(zhì)的構(gòu)件材料。合理設(shè)定給水管道的內(nèi)徑，視高層建筑構(gòu)造情況在管道彎曲處設(shè)置擰開口，以供在后續(xù)使用階段及時將堆積的雜物清理出去。管道、廚房和衛(wèi)生間等可使用網(wǎng)狀的分離裝置，這樣可以防止大的雜物進(jìn)入管道內(nèi)部，避免出現(xiàn)堵塞[4]。安裝倒流防止器，使管道內(nèi)的水能夠單向流動，降低給水管道出現(xiàn)堵塞的可能性。

3.4 屋面陽臺的合理設(shè)計

屋面陽臺給排水設(shè)計應(yīng)充分考慮雨水等流向問題，通過科學(xué)合理的設(shè)計方法確保陽臺積水能夠順利排出，避免大量積水對屋面陽臺造成的不良影響。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步發(fā)展下，在設(shè)計屋面陽臺設(shè)計中為其提供了技術(shù)支持，傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)計中無法保障給排水設(shè)計方案的可行性。因此，可充分運(yùn)用現(xiàn)代信息化技術(shù)，搭建屋面陽臺設(shè)計仿真模型，對屋面陽臺雨水聚集區(qū)進(jìn)行合理設(shè)置，安裝相應(yīng)的排水裝置，并搭配無水封地漏，在屋面陽臺坡度的導(dǎo)向下，使雨水能夠通過地漏與排水管道相連接，達(dá)到理想的屋面陽臺排水效果[5]。

3.5 排水管道的設(shè)置與安裝設(shè)計

在設(shè)置排水管道時，有較多的施工細(xì)節(jié)需要特別注意，若是施工部位較為隱蔽，則應(yīng)還考慮使用BIM技術(shù)開展三維模擬，以此準(zhǔn)確確定排水管道的位置。具體來說，在排水管道的設(shè)置中，現(xiàn)場施工人員要把握好4個方面的施工要點(diǎn)：①要件檢查口設(shè)置在排水管道立管上，在衛(wèi)浴的最高位置處設(shè)置檢查口，以便后續(xù)方便檢修和維護(hù)，對于水流較多的地方來說，必須要按照設(shè)計要求設(shè)置地漏。②嚴(yán)格控制排水立管軸線與墻面之問的距離，通常需要將兩者之間的距離控制在100mm，主干管必須設(shè)置在維修便利的地方。③要將同期管系統(tǒng)設(shè)置在整個高層建筑的排水系統(tǒng)中。④排水塑料管必須按照要求設(shè)置伸縮節(jié)，若是設(shè)計方案中未提及伸縮節(jié)，則實(shí)際施工時要將伸縮節(jié)的間距控制在4m以內(nèi)。除此之外，在高層建筑的排水立管施工作業(yè)中，通常需要每六層便設(shè)置消耗裝置。

排水管道的安裝有著明確的流程，即先做好安裝準(zhǔn)備工作，而后安裝支架、干管、立管、支管，最后封口堵洞，進(jìn)行閉水試驗(yàn)。比如在干管安裝時，首先預(yù)留槽洞或預(yù)埋套管，需要埋人地下時必須按照要求開挖槽溝，并做好夯實(shí)工作。通常情況下，地下埋設(shè)管道需要使用細(xì)砂回填，回填高度要達(dá)到管上皮100mm處，夯實(shí)作業(yè)時不能碰損管道。

在排水管道的設(shè)置與安裝作業(yè)中，有一點(diǎn)應(yīng)該重點(diǎn)考慮，即高層建筑的住戶多，日常的水使用量會較多，所以排水量也會相應(yīng)較大，并且立管會比較高，org容易導(dǎo)致排水立管底部產(chǎn)生很大的正壓[6]。若是施工作業(yè)過程中沒有按照設(shè)計要求有效連接底部立管和橫管，則在后續(xù)的使用過程中容易出現(xiàn)衛(wèi)生器具污水反溢的情況。針對于此，在排水立管施工時，現(xiàn)場施工人員應(yīng)結(jié)合設(shè)計要求科學(xué)加大立管底部的管徑。若是高層建筑的規(guī)格較高，則底部立管和橫管均應(yīng)優(yōu)先考慮使用厚壁管，嚴(yán)格按照規(guī)范要求連接排水橫管[7]。

4 結(jié)語

綜上所述，高層建筑的給排水設(shè)計與施工相對難度較大，需要考慮的要素較多，必須按照要求設(shè)計與施工。在高層建筑的給排水的施工作業(yè)中，要針對可能存在的難點(diǎn)做好方案優(yōu)化，應(yīng)用好管道安裝施工工藝，并做好施工質(zhì)量的控制工作，確保高層建筑給排水工程的質(zhì)量。