高层建筑给水排水设计方案分析

何英

摘要:随着高层建筑的逐渐增多,给水排水设计内容也随之增加,优化给水排水设计方案是适应和推动高层建筑发展的需要,亦是高层建筑给水排水技术进步的需要,本文首先分析高层建筑给水排水工程的特点,介绍给水排水系统设计发展需要解决的几个问题,对给水系统和排水系统设计上需要注意的几个问题进行分析。

关键词:高层建筑给水排水静水压力管网

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0036-01

1 高层建筑给水排水工程的特点

随着建筑技术的提高,高层建筑愈来愈多,除了高度的增加以外,高层建筑还存在着振动源较多,给水安全可靠要求较高和排水量较大等特点,这些特点对高层建筑给水排水工程的设计方案提出了更高的要求。从相关研究和实践经验来看,认识高层建筑的给水排水工程的特点是进行科学设计的前提,笔者将其特点总结如下。

1.1 静水压力大

静水压力大是高层建筑给水系统、热水系统和消防系统的特点,正因为静水压力大,如果不分区,不仅使用不便,震动噪音大,设备能耗高,浪费水资源,还容易导致给水系统的管道及配件因此被破坏。

从这个特点出发,给水系统必须进行科学、合理的竖向分区,目的在于合理有效地降低静水压力,确保系统运行的安全可靠。

1.2 消防安全要求高

高层建筑消防系统的安全可靠性要求比多层建筑的更严格,是高层建筑给水系统的又一个特点,这是因为高层建筑通常是多功能、综合性建筑,所以可引发火灾的因素比较多。众多的消防实例告诉我们,高层建筑一旦出现火情,火势的蔓延速度相当快,火灾的危险性大,扑救的难度高。另外,我国目前各地区的消防设备能力水平不一,导致高层建筑在发生火灾时扑救的难度比较大,基于这些因素,在高层建筑的消防给水系统设置上必须立足于自救。

1.3 瞬间给水、排水量大

从高层建筑的建筑标准来看,高层建筑中使用给水排水设备的人数众多,导致瞬间很大的给水量和排水量,所以在实际使用的过程中,如果给水系统出现停水或者是排水系统出现管道堵塞等等事故,影响的范围会很大。

从这一特点出发,高层建筑的给水排水系统设计时技术措施必须合理可靠,确保给水排水系统的通畅。

1.4 排水量大、管道长

高层建筑功能多,排水量大,管道复杂,而且管道中的压力存在较大程度的波动。从提高高层建筑排水系统的排水能力要求出发,保证水封不被破坏,就必须稳定管道的压力,排水系统应设置完善的通气管系统,或是采用新型的螺旋消音单立管系统。除此之外,排水系统中采用的排水管道的材料应具有较高的机械强度,采用柔性接口。

1.5 容易产生振动和噪声

高层建筑的动力设备多,给排水管线长,容易产生噪声和振动。所以,在高层建筑给水排水系统设计时必须采取设备和管道的减少振动和防止噪音的技术措施。

2 高层建筑给水排水工程需要解决的几个问题

随着技术的不断进步,高层建筑的给水排水技术也得到了一定程度的发展,日趋成熟,但是高速发展的建筑业,必将对建筑给水排水技术提出更高的要求。笔者总结在高层建筑给水排水工程设计实际中,需要解决的问题大致如下:

(1)目前,高层建筑的耗能、耗水比较大,缺乏有效节水、节能的给水排水设备及附件。(2)超压出流现象较严重,缺乏可靠的减压和稳压设备。(3)在给排水技术和措施上,安全性、可靠性和经济性还存在着一定程度的不同步;运营管理也有诸多的不到之处,缺乏对实用、经济且运行管理方便的给水技术与措施。(4)高层建筑消防技术与自动控制技术还有待研发与推广应用。(5)应加大对低成本、高效能的新型管道材料的研发与应用。(6)排水系统过水能力较低,缺乏经济、稳定排水系统压力的技术措施。(7)应加大对热效率高、体积小的热水加热设备的研发与应用。

3 高层建筑给水系统设计中的几个问题分析

3.1 竖向分区

根据规范要求和工程实践,高层建筑的给水管网通常需进行竖向分区,分区的原则是:

(1)充分利用市政给水管网的压力。(2)根据管道及配件承受的静水压力、节能节水、使用方便等要求。

3.2 合理选择给水方式

在高层建筑给水系统设计中,确定经济合理、技术先进和供水安全可靠的给水方式,是高层建筑给水系统规划设计的核心。高层建筑给水系统的供水形式可概括为:(1)高位水箱给水方式;(2)气压给水方式;(3)叠压供水方式;(4)减压分区给水方式等基本类型。从建筑的具体要求出发,对每种形式的具体使用条件和优缺点进行综合考虑,科学、合理的进行选择某种给水方式,也可以几种给水方式相结合,在满足使用功能、消防功能的同时,尽量做到节约。

3.3 高层建筑的内部给水管网科学的布置

从内部给水网的布置形式来看,有两种不同的分法:

(1)根据内部给水管网的形式差异分为:环状网和枝状网两种形式。

(2)根据建筑内部中横干管的位置差异可以分为下行上给式、中分式和上行下给式三种不同的形式。

在给水管网的布置方式上应结合具体的要求和建筑的实际进行合理的选择。

3.4 生活、消防水箱分开设置

(1)从保护水质和消防泵定期试水维护管理角度出发,生活、消防水池、管网和高位水箱均宜分别独立设置。(2)采用共用吸水管方法,使设计简化,设备的维护管理方便。(3)分建贮水池对优化地下室的设计、有效利用地下室面积、降低造价起积极的作用。(4)高位水箱出水管上止回阀必须水平安装。

4 高层建筑排水系统设计中的几个问题分析

由于高层建筑的排水系统从排出管至顶层卫生洁具的连接管的立管较长,故卫生洁具的排水到底层排水压力大,容易使下层卫生洁具发生排水喷溅。又由于卫生洁具的排水属于间断排水,会使排水方向的前行管道系统产生气体的正压,水流在下降过程中,水流方向的后续管道产生气体的负压,形成抽吸,均可能使管道系统发生水的喷溅和水封水抽吸,故笔者总结认为高层建筑排水系统应需采取下列措施:

(1)高层建筑的一、二层应单独排水。(2)高层建筑的排水管系应加强通气,保持管系内气压平衡;为此,高层建筑的排水系统应采用专用通气管的排水管道系统或采用新型排水管道系统。(3)高层建筑的排水立管采用乙字弯消能措施。(4)高层建筑污水、废水应分开设置立管排放,便于将来废水回收和利用。

5 结语

随着高层建筑的逐渐增多,给水排水设计要求也随之增加,优化给水排水设计方案是适应和推动高层建筑发展的需要,亦是高层建筑给水排水技术进步的需要,本文所述仅仅是高层建筑给水排水领域的一小步而已,目的在于抛砖引玉,望更多的设计工作者进一步探索、丰富、完善和发展。

参考文献

[1] 姜文源.建筑给水排水设计手册[M].中国建筑工业出版社,2003.

[2] 建筑给水排水设计规范(GB50015-2003).

[3] 高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95).

[4] 陈宗杰.国内建筑给水排水新技术研究［D］.重庆:重庆大学,2003.

[5] 刘振印.建筑给排水节能节水技术探讨［J］.给水排水,2007,33(1):61-71.