浅析坡地建筑的给水排水设计

福建省龙岩市城乡规划设计院，福建 龙岩 364000

0 引言

随着社会的发展，城市在不断的扩张，城市区域在不断的延伸，许多中心城区的用地也被开发殆尽，这样就促进了郊区、城市边缘地块开发不断的加剧。建筑结构就像人体的骨架外观，而建筑中的给排水管网就像人体的血管，决定着建筑运行使用的好坏。建筑给排水设计是建筑设计的重要组成部分，随着坡地建筑的增多，对坡地建筑的给排水设计进行分析和研究具有重要的应用意义。

1 工程概况

此次设计项目的坡地建筑工程，总面积为16.5 万m2，其中地上面积为9.1 万m2、地下为2.2 万m2，设计有11 栋高层住宅，楼层最低为21 层，最高为26 层，本项目黄海标高最高建筑为西北侧的9#楼、10#楼、11#楼，标高为58.30m，黄海标高最低建筑为东南侧1#楼、2#楼，标高为52.30m，临近东南侧的市政道路标高为48.30m，市政供水压力为0.14MPa。地块由西北向东南侧倾斜，呈现西北高、东南低的特点。

2 浅析坡地建筑给排水设计的几点问题

2.1 给水系统设计

2.1.1 生活给水系统

建筑生活给水分区应遵循《建筑给水排水设计设计规范》竖向分区压力规范的要求，应符合下列要求：

（1）各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；

（2）静水压大于0.35MPa 的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；

（3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求；

（4）卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa［1］。

根据此要求，结合本项目工程实际各栋建筑楼层的高低，本工程项目给水系统进行合理的分区，竖向分为三个区：1～6（8）层为生活给水Ⅰ区（其中9#～11#楼1～6 层，其余楼为1～8 层），采用市政直接供水；7（9）～14（16）层为生活给水Ⅱ区（其中9#～11#楼7～14 层，其余楼为9～16 层），15（17）～22（24）层为生活给水Ⅲ区（其中9#～11#楼15～22层，其余楼为17～24层），22～26 层为生活给水Ⅳ区，各区均采用水箱加变频泵组加压供水。如果该项目生活给水I 区统一分到8 层，那对于黄海标高低建筑楼栋就有更多的楼层需要采取减压措施，这样的做法不符合节能、节水的规范要求。

2.1.2 消防给水设计。

坡地建筑由于其地形复杂、高差大等特点，对于建筑的消防给水可以根据具体工程的地形、建筑楼层的高低来决定采用高压消防给水或者临时高压给水。如果本身地形高差相当大，在地块的最高处设置高位消防水池能满足室外及室内消防给水水压要求时，可以采用常高压的消防给水形式。如果地形高差不太大，最高处设置高位水池重力无法满足建筑室内外消防用水水压要求时，则应采用地下水池、水泵房、水泵加压的临时高压消防系统。

2.2 排水系统的设计

2.2.1 室外污水排水设计

建筑室外排水管道的敷设原则通常是沿着道路敷设，顺着道路坡度埋管。山地建筑的特点在于地面起伏大、道路坡度大且地形复杂。这便使得室外管道敷设坡度增大，坡度大流速增大，水流对管道的冲刷和磨损变大，因此对排水管道的强度，接口的密实度，管材管件的要求都应相对提高。根据流体力学公式：

式中：v——流速（m/s）；

R——水力半径（m）；

I——水力坡降；

n——粗糙系数根据《室外排水设计规范》4.2.5 条排水管道的最大设计流速，宜符合下列规定：非金属管道最大设计流速经过试验验证可适当提高：金属管道为10.0m/s；非金属管道为5.0m/s。

小区室外污水管道管径一般为DN200～DN300，室外污水管道通常选用HDPE 管材，根据上述条件计算，当D=200，V=5.0m/s，n=0.011 时，计算可得I 最大为0.1645，当D=300，V=5.0m/s，n=0.011 时，计算可得I 最大为0.0958。当道路坡度及管道坡度大于上述数值时，应考虑设置跌水井。设置跌水井时应根据跌落高度、管径大小、管材种类及地下室范围等因素选用不同的跌水方式。由于跌水井成本造价高，因此室外排水设计时应尽量在满足管道坡度、流速、管径的要求的条件下，少设跌水井。

2.2.2 室外雨水设计

坡地建筑地形复杂，周边大部分是山体，室外雨水排水除了应及时排除建成区内暴雨径流外，还应及时拦截并排除建成区外、分水线内沿山坡倾泻而下的山洪流量。由于山区地形坡

污水管道连接采取如下图所示的方式：

（4）室外排水管材的选取。山地建筑室外排水系统由于室外地形坡度大，地形较为复杂，排水管道敷设坡度大、管道流速也大，因此在对管材的选取应强化对管道材料的应用标准，注重选择合适型号和材质的管道材料，提升给排水系统的运行能力性。现行室外排水管材主要有钢筋混凝土排水管、双壁波纹硬聚氯乙稀（U-PVC）管、高密度聚乙烯（HDPE）双壁波纹管、球磨铸铁管等［2］。根据以往设计及施工中排水管道使用的经验，以及《建设部推广应用和限制禁止使用技术（建设部公告第218 号）》的要求，管内径≤600 的排水管一般选用塑料管材，管内径＞600mm 的排水管道一般采用符合国家标准的Ⅱ级钢筋混凝土平口管。建筑小区室外排水管道管径一般都采用小于600 的管道即能满足室外排水流量的要求。因此在坡地建筑室外排水管道的选择时，根据其坡度大、流速大、易冲刷等特点，建议选取强度大、耐冲刷、耐腐蚀、抗压好、使用寿命长、施工方便、质量好的管材，同时综合考率管道材料运输和施工应用度大，集水时间短，洪水历时也不长，所以水流急，流势猛，且水流中还夹带着砂石等杂质，冲刷力大，容易使建成区内建筑遭到破坏而造成严重的事故。因此，山地建筑通常应考虑在建筑受山洪威胁的外围开沟以拦截山洪，并通过排洪沟将洪水有组织地、及时地引出保护区排入就近水体。

在设计建成区外截洪沟时应注意进行实地现场调查，获取资料，准确划分山脊分水线，计算分水汇水线内的面积。设计时尽量按照原有山洪宣泄轨迹，设置山洪截洪沟，对原有山洪宣泄天然形成的沟渠进行断面改造，合理选择其断面形式，断面的表面铺砌材料。建筑区内的室外雨水排水设计时，由于坡地建筑坡度较大，径流流速大，集水历时短，因此在计算暴雨强度时应选取较短的降雨历时，从而计算选取较大的暴雨强度，以策室外排水系统的经济及安全。

（3）场地排水与市政排水管道接口。山地建筑通常与市政道路有着较大的地形高差，场地排水管道管底标高与市政预留雨污水管道接口无法进行正常的管顶平接，此时应考虑根据跌落高度、管径大小、管材种类及地下室范围等因素选用不同的跌水方式连接管道。当管径小于等于DN200 时，可采用竖管式跌水链接；当管径为DN200～DN600 时可以采用竖槽式跌水链接；当管径大于DN600 时应采用阶梯式跌水链接。笔者此次工程项目由于地块与市政道路有较大的高差，无法与市政接口直接链接，因此采用了跌水连接的连接方式。

雨水管道连接采取如下图所示的方式：

中的便利性、接口形式等因素合理选择施工材料，提升给排水系统应用能力。

3 结语

综上所述，坡地建筑因其地形复杂，坡度大，在坡地建筑给排水系统设计中，我们要因地制宜，同时注意给排水资料收集、现场实地调查、生活给水合理分区、市政雨污水接口等方面的问题，并选择合适的管道材料，做到既节能环保、又能降低工程造价，以期提升坡地给排水管道设计的科学性与合理性。