新时代高层住宅给水排水设计思考

孙骁杰

（华诚博远工程技术集团有限公司厦门分公司，福建 厦门 361000）

建筑给水排水工程发展至今，已形成了许多科学的设计理论，并取得了较为显著的设计成果。为满足不断变化的高层住宅给水排水系统运行需求，建筑企业必须进一步优化高层住宅给水排水设计，以切实解决现阶段给水排水系统中存在的问题。全面满足高层住宅建筑给水、排水、消防、热水、节能等方面的需求，实现各种先进给水排水技术的高质量、高效率应用，为绿色、低碳、可靠、智能化高层建筑住宅建设奠定基础。

1 高层住宅给水排水设计优化方向

1.1 前期准备

建筑设计企业要根据高层住宅整体设计任务书以及建设单位的要求和现行规范，从居住者的角度考虑建筑设计。给水排水设计人员应在准备阶段就介入高层住宅的给水排水设计，以便后期施工图设计和工程实施顺利进行。总体来讲，高层住宅给水排水系统设计要从居住者需求角度出发，尽量实现给水排水功能及性能最优化设计。

1.2 实现阶段配合

给水排水设计属于高层住宅工程设计的一部分，与建筑结构设计、电气系统设计、暖通系统设计等项目密切相关，体现了建筑企业在给水排水设计中要做到各项目、各阶段的有序配合。具体来讲，高层住宅设计项目主要分为方案、初步设计、施工图设计三个阶段，在建筑设计的各个阶段都要做好与其他建筑专业的协调配合，以免影响建筑的美观和应用功能。通过前期的有效配合，尽量减少后期设计方案变动。

2 高层住宅给水排水设计实例分析

2.1 工程概况

“东山国臻-假日听海”项目二期工程位于东山县美山村段南侧。总用地面积为16 064.81m2，总建筑面积为42 369.47m2。建筑物结构如下：B幢、C幢和D幢均为地上17层，消防建筑高度为48.45m；E幢为3层连排别墅，消防建筑高度为9.60m。本项目地下一层为机动车停车库和设备用房。

2.2 给水系统设计及管材选择

高层住宅常用给水模式为市政水源、水池、加压泵、高位水箱、用户等，不同给水系统的应用优势及适用条件有所区别，需要建筑企业结合具体给水设计需求做出合理选择。高层住宅给水方式一般有无负压供水、高位水箱减压供水、变频泵直接供水、水泵加气压罐供水等。由于本项目所在地市政水压波动较大且压力不高，故不考虑无负压供水方式。高位水箱减压供水水压稳定，加压水泵采用定频泵供水，效率较高、水泵维护较少，但由于高位水箱设置于屋面，夏季长期处于高温状态，特别是闽南、广东等北回归线附近地区，水箱内非常容易滋生藻类和细菌，从而影响水质。变频供水在20世纪初是最流行的供水方式，但随着近20年的使用，不少项目也发现了弊端。由于住宅用水水量波动较大，变频泵长期处于低流量工作状态，加上水泵设计偏保守，导致水泵长期低效运行，可见变频供水实际上并没有厂家宣传的那么节能，特别对于小规模住宅小区项目而言。因此，本项目采用了水泵加气压罐供水方式，虽然存在水压波动较大等局限性，但综合考虑该方式更适合本项目的供水系统。

给水管材结合最新建筑给水排水设计标准推荐，并与建设单位沟通，决定高层立管、别墅区供水、室外给水管道采用不锈钢管、卡压连接，确保供水水质和楼盘品质。高层支管采用PPR管，热熔连接。

2.3 排水系统设计

2.3.1 通气立管的设置

设置通气管是为了实现排水气体的散逸，避免排水系统出现水封负压虹吸、正压喷溅现象，保证排水系统内空气有效循环，确保排水顺畅、安静。常见的高层住宅通气管模式包括双立管模式、单立管伸顶通气模式、器具通气模式、环形通气模式。本工程污水立管采用双立管模式、废水立管采用特殊立管模式。

2.3.2 管道布置原则和管材选择

双立管排水设置有专门的通气立管，可提高排水系统的排水能力、平衡排水管道中的正负气压、减少气塞事故发生的概率、降低排水管道运行噪声、提高后期住户的使用体验。但双立管排水的缺点也十分明显，即占用空间较大、影响后期卫生间的使用面积。因此，本工程所有污水立管均设置在外墙靠近窗户位置，不仅可以提高室内空间的使用率，而且便于排水立管检修，室内卫生间排水采用微降板同层排水(降板为100mm)。排水主干管设置于外墙，大便器设置于靠近窗户位置，直接排至外墙横干管。降板内仅布置洗手盆和地漏排水管，洗手盆与地漏共用一个S型存水弯，存水弯设置于横干管上方。由于卫生间内只有一个大便器、洗脸盆、地漏，故排水横干管上无须设置检查口。根据室外空调外机放置格栅、外立面造型，对立管和横干管进行隐蔽包裹，提高了建筑外立面的美观度，避免了排水管外墙外漏问题。

2.3.3 雨水系统设计

常见的雨水系统有压力流雨水系统、重力流雨水系统。本工程采用常规的重力流雨水系统，雨水管材采用新型的PVC-U雨水管，增强了雨水管的防紫外线能力。需要注意的是，屋面雨水管和阳台雨水管必须分开设置，以避免屋面雨水进入室内。空调冷凝排水管末端要采取隔断措施，本工程所用的冷凝水管、阳台雨水管均排至13#沟头，再排入雨水检查井。

2.4 消防系统设计

2.4.1 消防水泵房设计

本工程消防水泵房设在地下室，消防水泵房内设消防水池1个和室外消火栓泵2台、室内消火栓泵2台、喷淋泵2台（均为1用1备）。由于本工程一期工程为1栋公寓式综合楼，两期工程均由同一个物业单位管理，一期与二期可以共用1个消防水池和消防水泵房。具体消防设计用水量见表1。

表1 消防水泵房消防设计用水量统计

消防水池有效储水量为694m3，能够满足设计要求。室外消火栓泵为单级消防离心泵XBD5.0/30G-FLG、消火栓稳压设备ZW(L)-II-X-10。室内消火栓泵为立式多级消防离心泵XBD9.0/20G-FLG。喷淋泵为XBD9.4/40G-FLG。

2.4.2 室外消火栓系统设计

按照设计规范，本工程室外消火栓系统消防设计用水量为324m3。由于市政管网无法保证两路进水，本工程火灾延续时间内的室外消防设计用水量均储存在消防水池内，通过室外消火栓泵加压和稳压装置达到设计所需水量和水压。为了避免消防用水污染市政用水，本工程未将市政管网与室外消火栓管网连接，仅在市政接入管水表后设置了一个连接市政管道的消火栓。室外消火栓的设计保护半径为150m的地上式室外消火栓，消火栓布置间距不大于120m。

2.4.3 室内消火栓系统设计

按照设计规范，本工程室内消火栓系统采用临时高压消防给水系统。通过在B幢楼屋顶设置消防水箱和地下室的消防水池，联合保证平时管网消防给水压力和火灾时所需消防水量和水压。室内消火栓箱采用带自救卷盘的消火栓箱，消火栓充实水柱不小于13m，水带长度为25m，布置满足室内任意一点均有两股水柱保护。为了避免消火栓栓口压力过大，本工程8层及以下采用减压稳压型消火栓。

2.4.4 喷淋系统设计

按照设计规范，本工程仅需在地下室区域设置自动喷水灭火系统，地上部分根据福建省关于住宅公共区域的规定可采用简易喷淋系统。自动喷水灭火系统是公认的最简单有效的自动灭火设施，该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点，本工程选择在地上部分公共区域设置自动喷淋灭火系统。本工程共设置3组湿式报警阀，每个报警阀控制喷头数不超过800个。系统各防火分区和各楼层均设水流指示器和信号阀门，信号引至消防控制中心，以便快速定位自动喷淋区域。本工程采用普通覆盖面积的快速响应喷头，喷头温度等级为68℃。

2.5 热水系统设计

为了响应国家关于绿色、低碳建设的号召，本工程采用了太阳能热水系统。太阳能热水系统的优点是绿色、环保、经济，但其缺点也十分明显，即如果设置在屋面，其占地面积较大；如果设置在外墙，不仅会影响外立面美观程度，还会加大外立面荷载，造成光污染。而且本项目位于海边，需要考虑台风问题，太阳能热水系统如果设置在外立面，还会导致安全问题。如果采用集中式太阳能热水系统，则会产生较大的计费问题。国内已有部分高档小区采用集中式热水供水系统，但由于运行维护费用较高、热水单价较高，最终使用热水的用户较少，形成恶性循环，导致花费巨大的热水系统被闲置。

出于以上考虑，本工程选择在上部的5层住户设置分户式太阳能热水系统，即为每户在屋面设置一个面积为2m2的太阳能集热板，并在住户卫生间内设置一个120L的热水箱。热水通过密度差经管道输送至户内的水箱保存，如果白天天气不好，水箱内的热水温度达不到使用要求，则通过储水箱内的电辅助加热使水达到指定温度，供用户使用。如此设计可以避免因后期热水系统费用和维护等问题导致的太阳能热水系统闲置。本太阳能热水系统的弊端是热水支管过多，所以，需要考虑好热水支管放置问题。在不影响建筑外立面美观的情况下，将其设置在建筑外墙或内部管道井、楼梯间处，当设置在公共楼梯间时，要注意不能影响建筑的疏散宽度，且热水管需要做好防烫措施。

3 结语

高层住宅给水排水设计需要从各个设计阶段深入介入，向前期准备、实现阶段配合等方向优化。同时，根据工程实际情况和需求，分别从给水系统设计、排水系统设计、消防系统设计、热水系统设计展开具体的高层住宅给水排水设计，真正实现对高层住宅给水排水设计的深入分析及全面研究，从而获得低碳、绿色、环保、经济的新时代居住建筑设计成果，为后续给水排水工程的顺利施工提供良好保障。