对高层建筑给水排水设计的分析

高华杰

摘 要：随着我国经济的快速发展和科学水平的不断提高，建筑的高度和层数也在不断地增加。进入新世纪，建筑物向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展。高层建筑已成为现代化城市的一种标志。相对于多层建筑，高层建筑具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点，因此，对建筑给水排水工程的设计、施工、材料及管理方面都提出了新的技术要求。为了确保高层建筑的给水排水系统的良好工况，必须采取新的技术措施来满足各类高层建筑的功能要求。介绍了高层建筑给排水的方式，并就高层建筑给水系统、排水系统的设计进行具体分析。

关键词：高层建筑；给水排水系统；设计；分析

1 高层建筑给排水方式

（1）高位水箱给水方式。高位水箱供水方式包括水泵和水箱。可分并联供水式、串联供水式、减压水箱供水式、减压阀供水式几种方式。水箱内的水由设在泵房内的离心水泵来供给。高位水箱的作用是存储调节本区的用水量和稳压。

（2）气压罐给水方式。气压罐的设备包括离心水泵和气压罐。其中，气压罐是一个钢制密闭容器，供水时利用容器内空气的可压缩性存储和调节水量，并将罐内储水压送到一定的几何高度，以达到节能的目的。水泵机组则采用软启动和循序启动，实现了无塔供水。

（3）减压分区给水方式。减压分区给水方式是指利用减压阀或各区的减压水箱来进行减压。各区分别设置水箱，水泵将水直接送人最上层的水箱，上区的水箱向下区的水箱供水，利用水箱减压或者上下区之间设置减压阀，减压阔能够代替水箱，起减压的作用。向下区供水时，先通过干管上的减压阀，然后进入下一区的管网，依次向下区供水。其特点是供水比较可靠，设备和管道系统简单，节约投资，维修管理方便。采用减压阀减压方式，各区不再设置水箱，提高了建筑面积的利用率，只是下区供水压力损失较大，水泵能源消耗较大。在设计时，一般生活给水系统采用可调式减压阀，消防系统采用比例式减压阀。可根据实际情况和各个地方的不同要求采用相应的供水方式，同时，也可以是几种供水方式相结合。

2 高层建筑给水系统

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。给水系统没有固定的形式，设计时根据用户的要求，结合外部给水情况确定供水方式。对多层住宅、别墅和高层住宅低区尽量利用外部给水管网的压力直接供水。对高层住宅，当外部管网水压不能满足整个建筑物上部用水要求时，在建筑物的底层设调节水箱和变频供水设备加压供水。高层住宅生活给水系统的竖向分区，是根据规范要求各分区最低卫生器具给水配件处的静水压力不宜大于0.35MPa的标准进行划分的，其供水方式多为下行上给式。高层住宅内采用调节水箱和变频供水的增压设备加压供水，这种系统既节省了建筑面积及造价，又节约了电耗，还防止了水源的二次污染，加压设备为全自动系统还可减少运行管理费用。在系统中间采用国产或进口减压阀控制，使整个系统简单、实用，受到用户的信赖。

高层建筑给水系统的供水形式可概括为三种基本类型，八种形式，具体如下：①高位水箱给水系统：有并列、串联、减压水箱和减压阀四种形式。②气压罐给水系统：包括并列和减压阀两种形式。③无水箱（变频泵）给水系统：包括并列和减压阀两种形式。

在已建的工程中，八种供水方式都有采用，但对于某一建筑究竟采用何种供水方式目前为此还没有一个确定的标准，很多人都在这方面作过相关的研究。

每一种供水方式都有各自的特点和适用条件，供水方式的选择是一个综合决策的问题。在供水方式选择中需要考虑许多定量的和定性的因素，因为，每一建筑都因为它的建筑功能不同，专家及业主对供水方式所能达到的目标的要求也不同。这些因素是指每种供水方式的设备占用建筑面积、设备投资情况、供水可靠性、能量消耗情况和管理的难易程度。对具体建筑要选择相对较优的供水方式，就必须协调以上因素。需要设计者和相关专家得出各种供水形式在满足以上各方面因素上的评价权数，还有业主对供水方式的具体要求。由于这些评价权重针对不同的业主和不同的建筑功能是不同的，所以不能简单的从概念上进行量化，导致在供水方式选择中，不存在一种对所有建筑都较优的供水方式选择，只是對特定建筑在满足各方面要求的条件下却存在一种相对较优的供水方式。鉴于此，在进行方案确定时一方面要考虑每种供水方式的特点，另一方面也要充分考虑业主意见和建筑功能特点。

3 高层建筑排水系统

3.1 组成和布置

（1）组成。排水系统由卫生器具或生产设备受水器、排水管道、通气管系统、清通气设备、抽升设备、局部处理构筑物组成。

（2）管道布置与敷设。

①设置。不同性质的污废水用不同管道排出的体制为排水系统的分流制，排水机制根据技术和经济两大因素决定排水采用分流制还是合流制，需做经济与技术的比较。a.民用建筑生活污水与雨水分流排放。b.工业建筑生产废水和生产污水较轻，可与雨水合流，生产污水污染严重的应单独收集处理。

②排水管道布置。排水管道布置要以最短的距离排出室外，尽量不越变形缝，这样，利于安全和建筑物的使用及维修。

③排水管道的敷设。管道之间、管道与墙要有一定的间距管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞。排水立管与排出管端部的连接宜采用两个弯头或弯曲半径不小于倍管径的弯头。

④通气管道系统。建筑内排水管道系统要设置通气管与大气想通。用来排泄正压或者补给空气减少负压，使管道内气流保持接近大气压力。排水管道有伸顶通气管，专用通气管、环形通气管、主通气管、副通气立管、结合通气管、器具通气管等通气方式。

3.2 排水系统的计算

（1）排水计算的目的。根据平面图画出排水管道的平面图，然后画出轴测图，进行水力计算。通过排水计算确定管径，确定管道坡度，比较合理地选择通气系统。

（2）设计秒流量。有两种计算公式如下：

qn=0.12a（Nm）1/2+qmn（1）

该式适用于住宅、集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等公共建筑。

qu=∑qomb（2）

式中：b为卫生器具同时排水百分比，除了大便器的同时排水百分数应按12%计算，其余完全同给水系统中各器具的同时给水百分数。该式用于工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、试验室、影剧院、体育场等。

（3）水力计算。确保排水管道管径有三种方法：

①最小管径法。连接大便器的排水管不小于DN100，连接大便槽的排水管不小于DN150，干管不小于DN100。

②临界流量法。按临界流量确定排水管管径。将排水流量转化为当量，依公式（1），计算qn，查相关资料得出管径。

③水力计算法。横管管径由管道的坡度，充满度流速以及流量确定。高层建筑给排水设计是理论和实践结合非常紧密的专业。理论上的东西只有拿到实践上应用才能确认其效果，只要从事给排水的设计人员严格认真，理论与实践相结合，不断总结提高，一定能解决更多给排水工程的设计问题，为人类生活创造更加美好的环境。

4 结 语

高层建筑不同于低层建筑，具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点。因此，对建筑给排水工程的设计施工材料及管理方面都提出了新的技术要求，所以必须采取新的技术措施，才能确保给水排水系统的良好情况，满足各类高层建筑的功能要求。