超高層建筑給排水系統(tǒng)選型及施工管控要點分析

劉鵬

廣東省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司 廣東 廣州 510030

引言

給排水系統(tǒng)，是超高層建筑的必要構(gòu)成，為居民生活用水、給水提供所需的重要設(shè)施。超高層建筑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給排水設(shè)計的技術(shù)難度、精確性要求更高。設(shè)計人員和施工人員必須以項目要求、建筑功能為基礎(chǔ)，深入了解管道功能特性，嚴(yán)格設(shè)計內(nèi)容和施工質(zhì)量，逐漸完善建筑工程使用期間的服務(wù)功能。

1 工程建設(shè)概況

重慶來福士地處朝天門廣場，是城市政治、金融、商貿(mào)、旅游、水陸交通的交匯地，成為代表重慶市歷史文化的重要建筑物和對外宣傳窗口。朝天門廣場占地91.8km2，建筑面積1120km2，有350m高的建筑2棟、250m高的建筑6棟，以及高250m、長300m的高空水晶廊橋，其中匯聚了購物中心、高端住宅、五星級酒店、國際高端公寓、國際甲級寫字樓等服務(wù)類產(chǎn)業(yè)，以及公交站、地鐵站、航運(yùn)碼頭等公共交通設(shè)施。其中的給排水系統(tǒng)施工主要分為兩大部分。一是給水系統(tǒng)、通氣系統(tǒng)、污廢水系統(tǒng)、雨水排放系統(tǒng)的供應(yīng)和安裝；二是用于生活用熱水器的住宅用水供應(yīng)及安裝[1]。

2 超高層建筑給排水系統(tǒng)特點

超高層建筑的層數(shù)多、高度高，給排水設(shè)計特點鮮明。一是給水系統(tǒng)的靜壓和管件配件標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格。給水管道需要高質(zhì)量配件，在縱向分區(qū)合理加入水箱，穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行。管道類型的選擇，需要綜合管材、管件、附件等配件可承受的壓力等級，避免發(fā)生滲漏、爆裂問題。二是超高層建筑的高度、功能、結(jié)構(gòu)、火災(zāi)危險性等方面，決定了消防系統(tǒng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，更加強(qiáng)調(diào)消防給水系統(tǒng)的合理性，確保室內(nèi)消火栓、自動噴水滅火等系統(tǒng)配置的安全、可靠。三是防震、隔噪音是給排水管道必須滿足的基本要求。同時超高層建筑內(nèi)敷設(shè)的電線線路、天然氣等管道種類較多，更加需要控制好噪音、震動、沉降、壓力問題，首先保障管道的密閉性和建筑結(jié)構(gòu)完整，為給排水系統(tǒng)運(yùn)行提供必要條件。

3 超高層建筑生活、消防給排水系統(tǒng)選型和設(shè)計

3.1 合理安排供水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)的運(yùn)行，要依靠市政管網(wǎng)供水壓力來適應(yīng)供水需求，也是合理安裝和使用加壓設(shè)備的重要依據(jù)。變頻調(diào)速、管網(wǎng)疊壓，屬于現(xiàn)階段較為常用的兩種供水加壓設(shè)備。管網(wǎng)疊壓方式，是利用供水干管上安裝的自用水頭裝置來供水；變頻調(diào)速是依托于變頻技術(shù)，對水流供應(yīng)進(jìn)行調(diào)控，實現(xiàn)節(jié)水。超高層建筑以系統(tǒng)分區(qū)方式作為主要的供水手段，高區(qū)建筑利用加壓系統(tǒng)的功能作用進(jìn)行供水，低區(qū)建筑是以市政管網(wǎng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，確保給水水壓滿足供水需求。超高層建筑在供水狀態(tài)下，一般需要將傳統(tǒng)的高位水箱更換為減壓閥，使供水系統(tǒng)的應(yīng)用過程更為簡便，也是解決高位水箱占用較大面積的一種重要方式。

3.2 給水管道設(shè)備選用

給水管道設(shè)備選擇材料時，需要綜合考慮溫度、壓力、安裝方式、使用環(huán)境等因素，確保建筑所用設(shè)備材料滿足建筑使用的客觀需求。熱鍍鋅鋼管作為傳統(tǒng)材料，但是因長期暴露于空氣中而發(fā)生腐蝕問題，造成水質(zhì)量不符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，逐漸被不銹鋼給水管材料取代，實現(xiàn)了耐壓強(qiáng)度、耐腐蝕性、質(zhì)量上的全面優(yōu)化，受到了使用者的廣泛認(rèn)可。

3.3 確定給水方式

確定給水方式，要首先考慮衛(wèi)生間、廚房等的分配布局，排水設(shè)計人員對于設(shè)施之間的矛盾性負(fù)有一定責(zé)任。這就需要設(shè)計人員積極轉(zhuǎn)變觀念，將衛(wèi)生間、廚房功能發(fā)揮作為設(shè)計要點。給排水施工并不是單純配管，需要提前介入，方便后期更好地選擇給水方式。給水方式，關(guān)系給水系統(tǒng)的使用，方案設(shè)計也在給水系統(tǒng)設(shè)計中占據(jù)核心地位。給水方式的選擇，必須立足于超高層建設(shè)的加壓供水設(shè)備性能和作用，確保安全、經(jīng)濟(jì)、可靠。

3.4 設(shè)置給水豎向分區(qū)

外圍管網(wǎng)供水壓力并不符合超高層建筑的日常供水需求，一般需要借助增壓設(shè)備來輔助供水。豎向分區(qū)設(shè)計，使給水系統(tǒng)中的下層衛(wèi)生器承受較大的靜水壓力，引發(fā)了下層給水閥門有過大水流量、上層給水閥門有過小水流量、閥件受損發(fā)生滲漏等問題。所以，完善分區(qū)設(shè)計，是保障給水系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要準(zhǔn)備。

給水分區(qū)，就是垂直方向劃分建筑物供水區(qū)，建立起每一供水區(qū)對應(yīng)一套給水系統(tǒng)的基本配置，屬于給水系統(tǒng)設(shè)計中的首要環(huán)節(jié)。豎向分區(qū)設(shè)計，關(guān)系著給水系統(tǒng)在使用、管理過程中的具體質(zhì)量，以及節(jié)能效果。下層水壓因分區(qū)過大而增大，不利于用戶的后期使用狀況，增大了管材的損壞率，使回流污染、水錘噪音等問題更易發(fā)生；而分區(qū)過小，意味著超高層建筑內(nèi)設(shè)置了更多的供水分區(qū)，設(shè)備維護(hù)管理成本提升[2]。

3.5 確定排水走向

建筑排水走向一般要以市政府頒行的超高層建筑排水標(biāo)準(zhǔn)加以確定。公共建筑、工廠、居住區(qū)的日常污廢水可分為生活污水、生活廢水兩個排水系統(tǒng)。建筑排水體制也會有分流制、合流制兩類。分流排水，是居住建筑、公共建筑的生活廢水、糞便污水和工業(yè)建筑生產(chǎn)污廢水的管道排出方式；建筑合流排水，是以一套排水管道系統(tǒng)排出建筑中兩種以上的污廢水。

3.6 確定排水體制

建筑排水體制構(gòu)建，要綜合污水性質(zhì)、污染程度、中水系統(tǒng)開發(fā)、污水處理標(biāo)準(zhǔn)等情況。以下8種屬于適合分流排水體制的具體情況。一是合流兩種污水后，產(chǎn)生有毒有害氣體、有害物質(zhì)；二是有較大濃度差異的同類污染物；三是醫(yī)院污水中的致病菌或放射性元素超出規(guī)定排放濃度；四是有較多可重復(fù)使用的未經(jīng)或輕微處理水量；五是中水系統(tǒng)由原水收集；六是餐飲業(yè)、廚房洗滌水含有過大油脂量；七是工業(yè)廢水中的貴重工業(yè)原料有大量礦物質(zhì)、有害有毒物質(zhì)需要單獨(dú)處理；八是加熱設(shè)備在40℃以上水溫排水時。而合流排水體制主要適用于生產(chǎn)、生活污水表現(xiàn)出相似性質(zhì)，以及城市建立污水處理廠進(jìn)行生活廢水回收。

3.7 自動噴水滅火系統(tǒng)

自動噴水滅火系統(tǒng)，是關(guān)系建筑消防功能發(fā)揮的重要設(shè)計。一是公共過道噴淋頭要符合消防設(shè)計，確保噴淋頭數(shù)量使用合理，以噴淋系統(tǒng)試驗來確定噴淋頭處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在火災(zāi)發(fā)生時正常運(yùn)行。二是水管入口的減壓設(shè)計要以建筑高度、噴淋給水管的水利損失量為基礎(chǔ)，準(zhǔn)確計算出水泵揚(yáng)程，使噴淋連接給水管位置的壓力大小更為合理，在有過大水壓時安裝減壓閥門，保護(hù)噴淋頭。三是末端試水裝置設(shè)計要嚴(yán)格遵循規(guī)范化要求，以檢測接頭出水口流量方式，使末端選用型號更為合理，而排水管的間接排放設(shè)計，可以在排水漏斗中水道氣體進(jìn)入室時，起到防控作用。四是消防增壓泵設(shè)計，是在建筑構(gòu)造、增壓泵功率一定時，選擇如何保障增壓泵有一股水柱流量、增壓泵揚(yáng)程合理，避免因揚(yáng)程不合理而增大水資源、電能的耗費(fèi)量。

3.8 消防水泵房

給排水消防設(shè)計，以消防水泵房為核心，對建筑消防效果具有直接影響力，需要綜合考慮消防水量、用水需求、現(xiàn)場安裝質(zhì)量等因素，充分發(fā)揮出消防水池的功能作用。消防泵電源設(shè)計要堅持創(chuàng)新，積極融合節(jié)能環(huán)保理念，確保電源的性能穩(wěn)定、安全系數(shù)高，保持長期穩(wěn)定的供電狀態(tài)，與消防泵電源的綠色節(jié)能和質(zhì)量安全要求相符合，體現(xiàn)消防泵優(yōu)勢。給排水消防設(shè)計中，泵房電氣系統(tǒng)完善是必要條件，以設(shè)備的精良、周密為標(biāo)準(zhǔn)，全面優(yōu)化電氣設(shè)備性能，同時利用信息技術(shù)，便于及時發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備運(yùn)行中的異常故障，維護(hù)水泵運(yùn)行效率和消防系統(tǒng)的安全穩(wěn)定[3]。

4 給排水系統(tǒng)施工技術(shù)要點

4.1 給排水立管

給排水立管敷設(shè)方法有三種。一是衛(wèi)生間、廚房內(nèi)部墻角直接敷設(shè)管道，操作簡單，普及范圍廣，易于接受，但易于影響和破壞住宅外表的美觀性。二是外墻陰角處的排水管道安裝。因敷設(shè)處于建筑物外部，在氣溫驟降、溫度過低時，管道極易發(fā)生破裂，建筑物外觀也會受到影響。三是內(nèi)井敷設(shè)，管道不會影響到建筑物美觀，卻使衛(wèi)生間可使用面積縮減，而且后期維護(hù)保養(yǎng)的工作難度較大。這就需要針對三種敷設(shè)方法分別做好相應(yīng)的保障處理。一是以管材質(zhì)量佳為首選，合理采用隱蔽敷設(shè)方法，降低住宅美觀可能受到的消極影響。二是分地域制定不同的設(shè)計方案。南方城市的建筑面積相對較小，外墻敷設(shè)的適應(yīng)性更強(qiáng)，更加適宜系統(tǒng)的正常運(yùn)行；北方城市需要首先保障住宅衛(wèi)生間、廚房等功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，室內(nèi)敷設(shè)更為適宜居民的日常需求。三是利用集中式管道井敷設(shè)于衛(wèi)生間內(nèi)，使給排水系統(tǒng)的運(yùn)行噪音小、空間質(zhì)量明顯改善，能夠起到較好地改善作用。

4.2 給排水支管

一是給水支管方面。多層住宅樓使用小于32mm管徑的給水支管，多呈現(xiàn)彎曲狀，熱穩(wěn)定性差，需要安裝于建筑墻內(nèi)；使用小于20mm管徑的給水支管，隱蔽埋設(shè)更為適宜，樓面的找平層、地面都是較好的安置地。這就需要施工人員首先確定好需要開槽處理的具體位置，確定槽寬大小，一般大于管徑10mm；槽深達(dá)到1/2管徑。后管道敷設(shè)以半鑲嵌方式為主。管卡固定是確保管道牢固、穩(wěn)定的必要處理措施。此外，給水管直徑超出20mm，暗埋于磚墻內(nèi)的施工方式更為適宜，具體按照以下的操作步驟：磚面墻中開槽的寬度、深度都為大于管徑20mm，保持大小相同；金屬件連接過程要處于合理范圍內(nèi)，可以適當(dāng)增大槽的尺度，而直接鑲嵌方式可以較好地安置管道于槽內(nèi)，最后利用加固處理來穩(wěn)定管道的運(yùn)行。

二是排水支管方面。多層住宅建筑一般適宜安裝排水橫管于本層，是便利后期維修和控制污水影響的重要方式；管道安裝過程必須嚴(yán)格遵循施工流程，確保防水處理合理、完善，維護(hù)管道運(yùn)行的質(zhì)量安全，使建筑物功能充分發(fā)揮出來。

4.3 水壓試驗

試壓技術(shù)主要應(yīng)用于給排水系統(tǒng)中的給水管道。這就需要技術(shù)人員在完成管道安裝后，及時做好系統(tǒng)的試壓處理。施工人員在管道施工前期，首先檢查給水管道閥門、管線等部件的質(zhì)量和規(guī)格，確定其符合使用標(biāo)準(zhǔn)，便于給排水實驗的順利展開。試壓技術(shù)實施過程必須遵循具體流程，要求施工人員在檢查系統(tǒng)設(shè)施后，拆除其中的不匹配配件；而更換臨時短管、封閉開口，是灌入水的必要處理，在確定水位高出位置后放氣，便于排水管試壓流程的順利操作。管道試壓，是管道密閉性的必要檢驗方式，在管道正式使用之前十分必要。如果檢查期間，出現(xiàn)任何異常，必須結(jié)合試驗問題，然后制定出恰當(dāng)?shù)膽?yīng)急措施，完成相關(guān)操作后，再檢查排水管道。試壓結(jié)束后，必須對排水管理進(jìn)行重新檢查，保證管道質(zhì)量和性能符合相關(guān)操作要求，安裝沖洗操作，保證管道內(nèi)部通暢和潔凈。

4.4 嚴(yán)格落實設(shè)計圖紙

給排水系統(tǒng)的設(shè)計圖紙，往往都要經(jīng)過相關(guān)部門的審核，更加強(qiáng)調(diào)設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)。施工人員要嚴(yán)格落實圖紙中的具體要求，工程結(jié)構(gòu)和技術(shù)工藝都不能以個人主觀意愿進(jìn)行更改。一是對施工環(huán)節(jié)更加細(xì)化，使其都能按照國家的質(zhì)量要求嚴(yán)格落實。二是施工現(xiàn)場的監(jiān)管工作要不斷強(qiáng)化，通過專門的監(jiān)督小組來定期或隨意的檢查材料質(zhì)量、設(shè)備型號、安裝質(zhì)量等方面；跟蹤檢查設(shè)備的配件運(yùn)行狀況和數(shù)據(jù)信息，作為后期整改的檔案資源。消防水泵等設(shè)施，要在監(jiān)理人員確認(rèn)質(zhì)量合格后進(jìn)行安裝。三是依照施工現(xiàn)場的工作內(nèi)容進(jìn)行區(qū)域劃分，對生活區(qū)、作業(yè)區(qū)、倉庫區(qū)明確標(biāo)識，便于采取更加合理的安全防火措施。對于易發(fā)生安全事故的施工環(huán)節(jié)，要多次測試，做到數(shù)據(jù)完整記錄，為后期防護(hù)提供依據(jù)。

5 結(jié)束語

給排水消防系統(tǒng)是保障超高層建筑安全的必要設(shè)施，在超高層建筑物的安裝工程中必不可少，設(shè)計方案直接影響著人們?nèi)粘Ｊ褂玫谋憷院桶踩潭?。設(shè)計人員要全面了解消防理念，確保給排水系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)合理；施工人員必須嚴(yán)格落實設(shè)計要求，為構(gòu)建起安全、優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境奠定基礎(chǔ)。