浅论高层建筑给排水设计

刘得国

摘 要：在建筑业高速发展同时，给建筑给排水系统应用提出了更高的技术要求，为了适应高层建筑的发展，给排水设计人员应提高自身专业技术水平，使高层建筑给排水技术达到一个新的层次。

关键词：高层建筑；给水；排水；消防；设计

前 言

建筑业随着经济的高速发展出现了空前繁荣，高层建筑对给水排水技术提出了更高的要求，只有不断完善技术才能适应建筑的发展需要，进而为人们创造安全舒适的环境。

1 给水系统设计

1.1 水表设置

传统的分户水表布置方式即将一个或多个水表装设在每个单元住宅的厨房或卫生间处，但此方式在长期的应用过程中产生了诸多的问题，如抄表会干扰居住者生活，也不利于住户居住的安全性，同时也给抄表人员增加了工作强度，不利于水表的集中管理，甚至有偷水现象出现。这一系列问题促使要不断创新水表设置方式，出户设置水表已经成为了新时期水表设置方式的必然发展趋势。目前，高层建筑户外水表设置主要为管道井集中设置，水表类型分为人工抄表和远传水表（IC卡智能化水表）。可根据建筑物的实情，自来水水务管理部门要求基础上，选择经济、合理的水表设置方式。

1.2 供水方式

高层建筑设计中，高区加压给水方式的选择关系到整个给水系统的安全性、可靠性、工程投资、运行费用、维护管理及使用效果，因此高区给水方式的选择是至关重要的。现行给水设计主要采用以下两种方式：①水池——水泵房——屋面水箱——用水点；②水池——变频供水设备——用水点。

第一种供水方式，因屋顶水箱贮备有一定水量，当停水停电时，可延时供水，因此供水可靠，水压稳定，水泵型号少，占地少，运行工况简单，便于维修和管理；但增设屋面水箱，易产生供水的二次污染；并且，由于增加了屋面水箱，相应地增大了结构荷载；另外由于全是重力自流供水，屋顶最高几层供水压力不足，因此需设置屋顶增压设备，增加了维修和管理工作量，水泵运行也产生振动、噪声干扰。第二种供水方式，由于没有屋面水箱储水，当停电时，整个供水系统会停水，供水可靠性不足；同时变频水泵型号较多，选型技术要求高，水泵控制调节，维修管理麻烦，且投资额较大；由于变频供水设备可根据用户实际用水情况，通过调节水泵转速或运行台数以调节水量，因此能源消耗较少；没有屋面水箱和增压设备，也不会产生二次污染和振动、噪声干扰。

综上所述，以上二种供水方式各有利弊，不能一概而论，应结合设计项目的实际情况，经综合考虑，选出最适合的供水方式。

1.3 减压节流设计

在建筑给水系统中，如果进行竖向分区之后，部分配水点的水压会过大，现在国家规范标准在节能控制要求越来越严格。因此，如果缺乏必要的减压节流措施或是减压节流措施不当，出水流量将超过额定流量的五倍之多，会造成水量极大的浪费。出现振动或水击而产生的噪声，也会严重影响人们的生活起居，还容易损坏管件，造成管件破裂等问题。因此，我们可以采取一些必要的减压节流措施，即将孔板安装在给水支管上、将压力调节阀安装在给水支管上、在给水支管上采用减压阀等措施。这样可以有效降低供水点的水压，避免出现超压的问题。在竖向分区的水压设置方面，应该注重确保水压分布的均匀性。特别是在高层建筑的给水系统中，竖向分区后的水压超高问题更加突出，因此必须做好减压节流的处理。

2 排水系统设计

2.1 设立透气管道

规范要求，建筑标准要求较高的多层住宅、公共建筑、10层及l0层以上的高层建筑的生活污水立管应设通气立管。因为生活污水的排出横管的水流速度比较小，而污水排水立管的水流速度比較大，在立管底部产生的正压区，靠近立管底部的卫生器具在正压区的压力作用下水封会遭到一定程度的破环，卫生器具常出现气泡上翻的现象。设置通气管道，不仅可以平衡管道内正负压，保护卫生器具水封，而且可以排除室外排水管道中污浊的有害气体至大气中。

2.2 合理布置排水管道

高层建筑的底部被架空，建造商铺或者商场，为了不对底层功能的使用造成不必要的影响，应该在底层就进行上部分排水管道的转换。很多事例表明把所有排水管道聚集到一根横干管上进行整栋楼的排水，那是非常不科学的，因为一旦横干管道破裂或者被堵塞，就会对整栋楼的正常生活造成很大的不便。合理布置排水管道，高层建筑的住宅内部使用的排水管道比较复杂，所以底层的连接卫生器具的排水管道应该独立排出，如果需要进行转换，可以把底层的卫生器具横支管接在距立管底部下游水平距离不得小于1.5m以上横干管上。

2.3 附件和管材

排水附件应按规范要求设置，在寒冷地区应特别注意以下三点：①通气管高出屋面不得小于0.30m且不能小于最小积雪厚度；②在最冷月平均气温低于-13℃的地区，应在室内平顶或吊顶以下0.30m处将管径放大一级；③在最冷月平均气温低于-13℃的地区，立管尚应在最高层离室内顶棚0.5m处设检查口。管材：排水立管管材需用规范要求的管材即可，对于超过20层的高层住宅排水横干管最好选用离心铸铁管，以保证管道的强度。

3 水泵的选择

3.1 流量和扬程是选定水泵的2个重要参数

在水泵水箱联动的给水方式中，由于水箱起到调节流量的作用，水泵的出水流量可按该区给水系统最大小时流量确定，在无水箱供水方式中，由于无流量调节设备，水泵出水流量应按该区给水系统的设计秒流量确定。

3.2 水泵的扬程按下述方法计算

（1）对于用提升泵直供的系统：

H=0.01H1+0.001H2+H3

式中：H——泵的扬程（（MPa）

H1——最不利点与引入管式贮水池最低水位的高程差（m）

H2——管路的全部水头损失（（KPa）

H3——建筑物内最不利用水点的最低工程压力（MPa）

（2）对干水泵一水箱的供水系统：

H≥0.01H1+0.001H2+0.01V2/2g

式中：H——水泵扬程（kPa）

H1——贮水池最低水位与高位水箱入口处的高程差；

H2——管路（吸水管口至高位水箱入口处）的全部水头损失（kPa）；

V——水管入口流速（m/s）。

（3）高层建筑给水设计的每个系统对水泵都有不同的技术使用要求，要使各系统都能正常、安全高效地投人运行，给水设计中水泵的选择应综合考虑水泵特性、参数、运用范围、水泵生产厂家的生产技术力量及水泵的价格等方面因素。这样给水系统投入使用才能稳定、安全、经济。

4 消防给水系统

4.1 消火栓给水系统

高层建筑必须设置室内外消火栓系统。一般来说，室外消火栓系统采用低压制，室内消火栓系统采用临时高压制。室内消火栓系统采用水池水泵加高位水箱（≤18立方）的方式，若最不利点消火栓处的静水压力达不到规范要求，尚应设置气压水罐。推荐此气压水罐设置于屋顶上，而不设置于地下室。因此给排水专业应及早介入建筑方案是非常重要的。

4.2 自动喷洒系统

高层建筑小区一般均设有地下车库，若地上部分为100m以下或35层以下的普通住宅，仅在车库内设置喷淋系统即可；若地上建筑有商住楼、综合楼（≤100m），则应在商住楼、综合楼的非住宅部分设置喷淋系统。地下一类汽车库若设置泡沫喷淋，为了满足置换时间的要求，报警阀不宜集中设置，而应分散设置，如分散设置在报警阀间内、水泵房内，但其水力警铃需引出风机房、水泵房外。

4.3 高层建筑群的联防

若高层建筑内的居住人数小于2.5万人，则可共用消防贮水及加压设施，但此时应注意若市政给水不能满足室外消防需要时，消防水池的保护半径不能大于150m，若超过150m，应增设仅贮存室外消防水的第二消防水池。

5 结 语

高层建筑给排水系统设计日益受到用户的重视，工程设计人员应本着技术、安全、经济性原则，在实践中力求创新，寻找最佳的给排水设计方案，适应高层建筑设计建设发展的新要求，满足人们不断提高的生活水平要求。

参考文献

[1]GB50045-95（2005版）.高层民用建筑设计防火规范.

[2]孙凤英，王伟明.高级住宅的給排水设计[J].建筑施工，2010，5.