高层建筑给排水设计之我见

马媛

(中广电广播电影电视设计研究院,北京　100045)

高层建筑给排水设计之我见

马媛

(中广电广播电影电视设计研究院,北京100045)

随着经济的发展,人民生活水平的提高,推动了建筑行业的发展,尤其是高层建筑的发展。高层建筑给排水设计对住户的影响非常大,需引起高度的重视。本文简述了高层建筑给排水工程的特点和高层建筑给排水的重点和难点;阐述了高层建筑给水系统的设计和排水系统的设计,同时叙述了高层建筑污水处理设计和雨水处理设计。以期能够对高层建筑的给排水设计提供一定的借鉴和参考。

高层建筑给排水设计

随着全球经济一体化建设进程不断加剧与城市化建设规模持续扩大，以及我国经济社会的不断发展，建设事业在整个国民经济发展中所占据的地位日益重要。随着城市园林化建设的不断推进，人民生活水平与环境意识的逐渐提高，对于生活的品质要求越来越高，尤其对栖身之处要求更高，除了要求建筑及其配套设施能够满足基本使用要求外，对建筑的外在美观性和舒适性要求也越来越高。高层建筑给排水工程是建筑设备工程的重要组成部分，是建筑工程中最核心的分项工程之一，给排水施工的设计和质量不仅关系到人们的生活、工作，而且直接影响到水资源的合理分配利用。高层建筑楼层高，人口密度大，对高层建筑的给排水设计比一般的建筑要求高的多，高层建筑给水量和排水量巨大，因此高层建筑给排水的施工必须具有高的安全性和可靠性。

1　高层建筑给排水工程特点

1.1高层建筑给排水设备使用人数多、水量大

高层建筑楼层高，人口密度大，万一发生给排水管道堵塞，影响范围大，受害人群广，因此高层建筑给排水管道设计必须保证管道的畅通，保证管道的维护合理方便同时经济方面也需在一定合理范围之内。

1.2高层建筑给排水系统静水压大

高层建筑给排水系统静水压很大，若采用一个供水区，会导致水压过大，这不仅对管道材质的要求提高，同时也易发生管道损坏，影响使用。因此，在高层建筑中往往对给排水系统进行一定的竖向分区，这样做就可降低给排水系统的分压，从而使系统能够安全的运行，同时在设计布局排水管道时要避免各管道之间的相互影响，以便于管道维修。

1.3高层建筑给排水系统噪声大

高层建筑给排水系统设备繁多，而且管道较长，容易发生震动和产生噪音，因此高层建筑给排水系统在设计时，要注意管道的防震和防噪以及管道的变位和伸缩等问题。

1.4高层建筑功能复杂,引发火灾因素多

高层建筑由于楼层高，且相对密闭，引发火灾的因素多。高层建筑人口密度大，一旦发生火灾，危险性巨大，因此，在对高层建筑消防系统的设计较其他建筑物要求要高。

2　高层建筑给排水重点和难点

2.1土地施工阶段

高层建筑土地施工中最重要的就是钢筋混凝土工程，在这一过程中出现较多的问题是给排水管道的预埋问题，承包商常常忽视对给排水管件的预埋工程，从而产生预埋不准确、漏留、漏埋等问题。为避免这一问题的产生，监理工程师需事先协调好承包商与施工团队的关系，同时派专人负责。各专业的监理工程师需对相关的预留预埋报告仔细校对检查，以确保施工单位能够按照设计图纸完成工程的预埋预留工作。

2.2地下室

高层建筑很多重要的设备往往设计安装在地下室中，由于地下室空间有限，且地下室管线密集，不同管线很容易产生交叉矛盾，因此地下室若设计不合理，会使很多设备的功能不能发挥，影响相关设备的使用。因此，为避免这类问题的产生，在设计阶段就应做好控制，仔细核对相关设计图纸，不合理之处及时修改，同时协调好业主、设计者和承包商之间的关系。

2.3标准层

标准层结构复杂，梁柱排列密集，因此在其上排列铺设管道施工复杂困难。标准层的二层以上的给排水套管、洞口及管线留设基本一致。标准层的施工质量和设计质量高低对高层建筑的使用性能和外观状态等方面有非常大的影响，因此标准层的设计在高层建筑中显得尤为重要。

3　高层建筑给水系统设计

3.1明确高层建筑给水方式

保证高层建筑正常供水的一个核心关键是选择正确的供水方式，选用科学合理的供水方式、供水设备是保证高层建筑给排水系统正常运转的必要措施。目前高层建筑常用的给水方式主要有高位水箱给水、气压给水、变频泵给水和减压分压给水。

3.1.1高位水箱给水方式

高位水箱的主要作用是存储、调节水量、控制水压，水箱中水通过在泵房内的离心泵加水。高位水箱供水方式细分又可分为并联式供水、串联式供水以及通过水箱和阀门进行减压供水。高位水箱供水方式，优缺点明确，优点主要是水压较稳定、储水量可靠、效率高，同时设备和管理等相关费用较低;缺点主要是水箱占地面积大，且由于储水量大，对建筑物的压力也更大，因此需要投入较多的基建基金，水箱中的水易收到污染，从外部充水时易发生震动，易产生较大的噪音。

3.1.2气压罐给水方式

气压罐设备主要包括离心水泵和气压罐，它是一个密闭的容器，通过罐内空气的压缩来储存水量，从而进行供水，可利用罐内的储水压力将水送到一定的几何高度，超过一定高度后停止供水，因此十分节能，同时水泵机组通过采用软启动和循序启动，从而实现无塔供水的目的。气压罐给水方式的主要优点是:减少供水设备占地面积，从而降低了高层建筑的负荷，水质质量容易控制，不容易受到污染、控制能够实现自动化方便集中管理;缺点主要有:储水量相对较小，水压不够稳定，在高压或者低压状态下工作效率低下，水泵启动频繁，水泵使用寿命短，可靠性较高位水箱供水方式低。

3.1.3变频泵无水箱给水方式

变频调速水泵机组是一种将单片机技术、变频技术和水泵机组有机结合，通过变频器电源控制电源的电压和频率，从而控制电动机的交流转速，进而实现对水压和流量进行随意控制。由于变频泵机组可以调节供水流量和水压，从而高位水箱可以省掉，这样既减少了占地面积也减少了高层建筑的负荷。

3.1.4减压分区给水方式

减压分区供水方式主要通过减压阀和各区的减压水箱进行减压处理。首先利用水泵将水输送至最高层的水箱，在各分区依次设立水箱，上层水箱向下区的水箱供水，通过上下区之间的减压阀或者水箱进行减压;向下供水时，首先通过主干管道上的减压阀门，然后依次进入各支路管线，依次向下区供水。

3.2选用合适的给水管道

给水管道的选择传统上一般选择热镀锌钢管，但是这种管道比重大、易生锈会影响水的质量，目前除了某些部位需要借助其柔性和抗震性能使用外，大部分已经被塑料水管取代。塑料管道相比钢管具有很大的优势，塑料管道内壁光滑流动性好，比重小重量轻、耐压性能好、安装方便、化学性质稳定、抗腐蚀性强、外形美观等;塑料管道也有一些缺点主要是管壁薄噪声大、力学性能和复燃性较差，热膨胀系数较大。因此在选择管道时，要综合考虑管材的绝热性和膨胀性以及施工环境，根据实际具体情况选择合适的给水管道。

3.3合理布置给水管道

给水管道的布置，除了要满足高层建筑住户对生活用水的要求外，还需考虑建筑成本，需要选择合理的内径和管道长度。但是目前在国内由于高层建筑管道长度较短、内径较小，投入的资金与其他项目相比较小，经济效益不大，因此对高层建筑管道铺设布置没有受到足够的重视。但是随着高层建筑的不断发展，对高层建筑内部管道的要求越来越高，管道的种类、数量也越来越多越来越繁杂，同时高层建筑楼层多、高度高、震源多等性质，使高层建筑对管道的要求比一般建筑要高得多，所以高层建筑在设计时必须合理布置好给水管道同时加大对给水管道设备资金的投入。

3.4自动喷水设备设计

高层建筑密闭性好，发生火灾时危险性巨大，因此对自动喷水设备的设计尤其重要。自动喷水设备的设计需根据住房的不同用途来设计。一般而言，在地下室、车库、厨房等地方一般采用直立型的喷头，办公室等一般采用吊顶型的喷头。总体而言，喷头的设计要做到方便科学，符合实用性原则。

4　高层建筑排水系统设计

高层建筑的排水功能受到管道通气系统的影响，为了保证高层建筑排水系统的正常运转，对于管道的布置必须合理，确保管道内部气压稳定，防止管道堵塞，选择的管道要符合防震要求，同时为避免高层建筑住户的正常生活，选择的管道也要符合防噪要求。

4.1设立透气管道

高层建筑生活污水进水管道的流速往往较大，而排水管道的流速比较小，由于进出水管道的流速差，会在管道的底部形成正压区，而使靠近管道底部的卫生器具在正压力的作用下产生一定程度的破坏，导致卫生用器出现气泡上翻等现象。因此高层建筑中要设置透气管道，设立合适的透气管道，不仅可以平衡管道内部的气流量，而且能够降低正压区的压力，同时还可以消除卫生器具的起泡现象。

4.2选择合适的卫生设备

高层建筑卫生器具的选择和布置要根据当地住户的实际情况设置，同时结合卫生间的大小、形状等进行科学的布置和合理的选购，尽最大可能保证住户的生活舒适度。在各种卫生器具的选择和布置上，尤其应注意坐便器排水口的设置。目前市场上坐便器的规格没有统一的标准，种类、大小繁杂，且不同型号坐便器对排水口位置要求不一，因此在设计时需对排水口进行预留处理，尽最大限度保障住户的生活质量。

4.3合理布置排水管道

目前高层建筑的布局往往是底部被架空，建造商场，为了避免对底层相关功能的影响，排水管道在底层就要对上部分排水管道进行转换。某些高层建筑将所有排水管道集中到一个大管道上，这样一旦大管道发生堵塞或破裂，一整栋的住户都将受到影响，将给住户带来极大的不变。因此，在高层建筑中排水管道科学合理的布置应该是将底层的连接卫生器具的排水管道独立排出，若需要进行转换时，可将底层的卫生器具直接接到大横的排水管道上。

4.4地漏的正确处理

高层建筑排水系统中一个非常重要的环节是地漏的设置。地漏的作用是将地面的积水及时排除。在高层建筑中，地漏往往设置在容易溢满大量水的卫生间，厨房根据积水面积视情况而定，厨房往往不会有大量积水，只有少量的水溅到地板上，此时可利用抹布或者拖把就可清理干净。在卫生间设计的地漏地板下沉300mm-500mm之间，在本层就可以布置横管排水，在管道下部就设立防水层，就可以直接在本层解决漏水和堵塞的情况。

5　高层建筑污水处理设计

排水系统在高层建筑中非常重要，它不仅担负着生活污水的排放，而且户外的雨雪等水也要通过排水系统排放，因此对污水的管道和水泵设计非常重要。目前，对室内的污水管道一般采用UPVC管，地下排水管道由于受到压力较大，一般选用抗压强的镀锌钢管，室外的管道多采用塑料管和管箍进行连接。高层建筑生活污水排放是否通畅对用户的生活质量有非常大的影响，在设计时需同时考虑污水的性质和污水污染程度等因素，污水经过相关处理符合一定标准后再排入下水道。根据建筑的具体情况，选择室外排水系统是分流制还是合流制。污水处理设计时，为防止污水管内的气体进入室内，需设计存水弯，并对存水弯进行水封，保证排水系统与外界压力平衡，从而避免污水管道的不畅通。

6　高层建筑雨水处理设计

高层建筑雨水处理系统的设计必须结合当地的气候条件、降雨情况、建筑物的布局特点、排水系统的设计流态等因素，一方面要满足排水系统的排放雨水的需要，另一方面要考虑安全性和经济性，同时要保证管道系统检修的可操作性，然后进行合理选材，将水患降到最低。

雨水系统在雨水的冲刷下，会受到比较大的压力流和重力流，因此在保证减少汇水面积和溢流频率的基础上，优先选用伴有压重力系统，对于年降雨量特变大的地区，高层建筑的雨水系统要推行压力流排水方式。

排水方式的选择要根据高层建筑所处的环境进行选择，同时考虑建筑外立面的装饰，由于环境的影响北方地区多采用内排水系统。雨水系统进行雨水排放设计时，要做好当地雨水参数调查，总而言之，雨水系统的设计要兼顾安全性和经济性，同时将水患降到最低，保证雨水排放的通畅。

7　结语

高层建筑的给排水系统的好坏，直接影响到高层建筑住户的生活质量，因此施工单位需引起高度重视，综合考虑高层建筑居民的生活需求、当地自然环境和高层建筑布局等多种因素，对高层建筑给排水系统进行科学合理的设计。设计时在保证给排水系统各项功能正常运转的基础上，确保高层建筑的美观性，做到既不影响排水系统的通畅性，满足住户的生活需求，又能确保居民的生活质量。

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