高层建筑给排水设计要点探究

王瑞

（山西汇智建筑规划设计有限公司，山西临汾 043000）

0 引言

近年来，在我国城市化进程快速发展背景下，高层建筑建设规模及数量在不断增加，施工难度也有所增加。给排水设计与施工是高层建筑的重要环节，其施工质量与建筑整体质量、安全性能有直接的关系，所以必须始终重视给排水设计及施工。在当前的高层建筑给排水设计与施工作业中，已经积累了较多的成功经验，使用了较多的新型设计与施工技术，比如BIM技术，有显著的应用价值。因此，文章深入研究了高层建筑给排水设计要点，首先对给排水设计进行了简单概述，然后对高层建筑给排水设计要点进行了分析，最后提出了高层建筑给排水设计方法。

1 给排水设计简述

给排水设计是现代高层建筑的关键构成要素，对于优化完善建筑功能，强化给排水支撑效果等具有直接作用。高层建筑给排水设计应宏观审视其各项核心要素，精准把握给排水设计的优化方法，不断拓展完善工作实践中的整体性思维，形成可行的给排水设计实施方案。

近年来，我国相关部门高度重视高层建筑给排水设计技术的创新与运用，在调整细化给排水设计标准及效果评价体系构造等方面，颁布并实施了系列性行业技术规范，为新时期高层建筑给排水设计实践注入了原生动力，破除了给排水设计领域中的诸多局限性难题。技术人员在运用系统性工程理论整合给排水系统要素等方面进行了有益探索，构建形成了多维度的建筑给排水设计方法，成效显著。尽管如此，受高层建筑环境与给排水系统建构等条件制约，当前给排水设计方法的针对性尚有较大提升空间，应通过系统性的优化方法及优化程序予以改进提升。

2 高层建筑给排水设计要点

在给排水设计之前，需要先确保有良好的设计条件。具体来说，要具备4个方面的给排水设计条件：①考虑高层建筑的建筑要求和条件，选择具备指导性的建筑给排水设计规范标准。②全面分析高层建筑的布置情况，熟悉每一个给水点的位置，主要是消防给水系统位置、生活冷水系统位置、热水供应系统位置。③熟悉每一个排水点的位置信息，主要包括屋面雨水系统位置、生活污水系统位置。④确定各个管道井的位置，高层建筑的管道井应尽量分散布置。待具备这4个方面的条件后即可按照要求开展高层建筑的给排水设计。

2．1给水系统的设计要点

在高层建筑的给水系统设计中，需要开展的设计内容较多，要足够重视。应做好以下方面的设计工作。

（1）确定高层建筑给水引入点和控制方式，通常是两点引入，控制方式是两阀，分别是止回阀和闸阀。

（2）积极与市政部门沟通交流，有效获取相关给水资料，明确给水的供水区间，通常情况下是建筑物的地下部分至上部3～4层。

（3）分析高层建筑功能分区和用水情况，详细划分上部生活给水系统分区。若是相同建筑功能的空问，则应该设计在同一个供水分区内。

（4）在明确给水区间之后，要加强对各个用水点进行优化，掌握好排水平面的布置图。高层建筑中，可把各个区域给是立管设计在一个管道井内，有利于后期的维护管理。无特殊情况下，可不涉及分层给水计量，但要考虑分层给水控制。

（5）结合给水管道平面布置情况，科学编制给水水力计算表和以及绘制给水轴测图。在水利计算表编制之前，需要对集中热水供应情况进行查看，无特殊要求时，水力计算可以只针对代表性的给水管线。

（6）在计算高层建筑给水系统的管径时，要结合水力计算结果，不能出现片面计算和频繁变更管径的情况。确定给水设备的设计流量时，需要根据流量计算资料加以计算和确定。

2.2 排水系统的设计要点

进行高层建筑的排水系统设计时，要充分考虑现有的排水条件和规划信息，设计出科学可行的排水系统。高层建筑的排水系统设计要把握以下的要点。

（1）结合市政排水有关资料信息，明确建筑排水总体情况，在建筑污水汇集之后，其通常是通过污水处理或者是粪池等排入排水管网，若是高层建筑的规模较大，则化粪池应该设计多处。

（2）结合市政排水情况和高层建筑的功能要求，确定出科学的排水体制，即确定排水系统是否需要采用分流制，若是决定设计中水系统，则必须做好分流。

（3）结合BIM技术优化排水系统平面布置，通常情况下排水系统不需要分区，排水立管要确保上下可以直贯通。有两点需要特别注意：①要将专用消能管件设置在排水立管中下部位置。②建筑物的下部排水水封应足够的安全可靠，可以优先选择S型水封。

（4）高层建筑地下部分的排水管线平面布置要重点考虑，除正常设计排水点设备外，应考虑设置集水井，排出所有的积水。排水管线的材质可以优先选用加厚额塑料管或者是金属材质的管材，并且要做好防腐措施。

（5）对排水管道的敷设坡度及管径和通气管径进行设计。确定高层建筑的排水管出户标高时，要重点分析市政排水资料、建筑物的基础结构资料。

2.3 雨水系统的设计要点

通常情况下，高层建筑室内的雨水系统设计由建筑专业考虑。再生设计雨水系统的过程中，要注意3个方面：①要与雨水排出系统、高层建筑排水系统的设计要求，并且使用雨水斗对屋面雨水进行收集，将其通过雨水管排放雨水井中。②雨水系统设计时要考虑暴雨强度等级，确保雨水收集系统运行的安全与稳定。③在当前高层建筑的雨水立管设计中，一般是将其设计在专门雨水管道内，值得推广[1]。

2.4 热水系统的设计要点

高层建筑的热水系统设计有较多的注意要点，包括3点：①供应热水系统必须按照要求设计回水管路，热水系统的沿程温降应在5～10℃。②设置热交换装置时，通常可设置在各分区设备问，也可以集中设置在设备问内。③重点进行热工计算，包括热媒耗量、热交换装置选择、热媒选择这些部分的热工计算，计算热水量时要特别注意热水计算温度。

2.5 消防系统的设计要点

在高层建筑的消防系统设计中，应将重点放在3个方面：①消火栓给水系统。②喷淋给水系统。③消防器材配置。在消防系统设计过程中，有3个方面内容要特别注意：①消防电梯前室必须设计消火栓，包含消防立管。②屋面消防水箱容积要分情况考虑，若是一类高层建筑物的消火栓系统设计，则屋面消防水箱容积不能低于36m。二类高层建筑物不能低于18m。③高层建筑耐火等级不能低于一级，除此之外，应高度重视消火栓的设计，消火栓要按照规范要求合理布置，比如确定充实水柱，以此计算出消防栓的位置。

3 高层建筑给排水设计方法

3.1 制定合理的给排水设计方案

工程的质量和效率离不开前期设计方案的规划，因此在进行管道铺设之前，必须要通过多次的模型试验进行数据的分析，保证方案在实际施工中能够发挥作用，不会在施工中出现意外情况。对于设计人员来讲，在进行方案的设计时，应该结合实际情况，并根据房屋的建造特点进行科学的设计，在设计的过程中，尽可能选择节能的设备以及新型的方式，并根据过往经验，对施工中的技术选择进行优化和完善。此外，方案的制定应尽可能的考虑多方面的问题，包括材料型号的价格等，防止在施工过程中超出前期预算，影响施工单位的经济利益[2]。为了能够满足节约用水的理念，在设计过程中也要充分考虑雨水资源的利用。雨水是一种天然的水资源，因此若能够进行合理的收集并进行后续的处理，便能够用于人们的生活用水中，降低水资源的使用，满足施工中对水资源的需要。此外，雨水还可以作为高层建筑周边的绿化用水，这样不仅能够节约资源，还能够利用有限的资源进行周边的美化。对于给排水系统的建设来讲，应该在完成之后进行多次试验，保证在用水的过程中不会出现管道的渗漏，造成水资源的浪费。为了能够减少实验的次数，在前期的设计方案中应该进行试验方案的优化，可以使用气体来代替水进行后期的实验。

3.2 学选择给排水管道材质

管道材质的优劣与给排水管道的最终整体应用性能密切相关，因此应严格选择给排水管道，并对管道的材质进行专业技术检测，全面详细掌握管道各项技术参数，确保各项技术参数符合给排水管道设计的具体要求。如在厨房排水设计中，应充分考虑厨房污水油质大的特点，尽量选择不易造成油质挂壁的材质，并综合考虑管道是否会受到污染腐蚀物质的影响、是否会在特定水压条件下出现漏水等问题，还应选择坚实耐用、抗腐蚀性强、抗锈蚀性强的给排水管道[3]。同时，可综合运用传统材质管道和现代UPVC材质管道相结合的方式，在提高设计质量的同时还可以降低设计成本。

3.3 给水管道设计

为有效防范与化解给水管道渗漏堵塞问题，应在严格遵循相关技术规范与行业标准的基础上，保障管道材料选择的科学性，避免使用劣质的构件材料。合理设定给水管道的内径，视高层建筑构造情况在管道弯曲处设置拧开口，以供在后续使用阶段及时将堆积的杂物清理出去。管道、厨房和卫生间等可使用网状的分离装置，这样可以防止大的杂物进入管道内部，避免出现堵塞[4]。安装倒流防止器，使管道内的水能够单向流动，降低给水管道出现堵塞的可能性。

3.4 屋面阳台的合理设计

屋面阳台给排水设计应充分考虑雨水等流向问题，通过科学合理的设计方法确保阳台积水能够顺利排出，避免大量积水对屋面阳台造成的不良影响。在当前科学技术不断进步发展下，在设计屋面阳台设计中为其提供了技术支持，传统技术设计中无法保障给排水设计方案的可行性。因此，可充分运用现代信息化技术，搭建屋面阳台设计仿真模型，对屋面阳台雨水聚集区进行合理设置，安装相应的排水装置，并搭配无水封地漏，在屋面阳台坡度的导向下，使雨水能够通过地漏与排水管道相连接，达到理想的屋面阳台排水效果[5]。

3.5 排水管道的设置与安装设计

在设置排水管道时，有较多的施工细节需要特别注意，若是施工部位较为隐蔽，则应还考虑使用BIM技术开展三维模拟，以此准确确定排水管道的位置。具体来说，在排水管道的设置中，现场施工人员要把握好4个方面的施工要点：①要件检查口设置在排水管道立管上，在卫浴的最高位置处设置检查口，以便后续方便检修和维护，对于水流较多的地方来说，必须要按照设计要求设置地漏。②严格控制排水立管轴线与墙面之问的距离，通常需要将两者之间的距离控制在100mm，主干管必须设置在维修便利的地方。③要将同期管系统设置在整个高层建筑的排水系统中。④排水塑料管必须按照要求设置伸缩节，若是设计方案中未提及伸缩节，则实际施工时要将伸缩节的间距控制在4m以内。除此之外，在高层建筑的排水立管施工作业中，通常需要每六层便设置消耗装置。

排水管道的安装有着明确的流程，即先做好安装准备工作，而后安装支架、干管、立管、支管，最后封口堵洞，进行闭水试验。比如在干管安装时，首先预留槽洞或预埋套管，需要埋人地下时必须按照要求开挖槽沟，并做好夯实工作。通常情况下，地下埋设管道需要使用细砂回填，回填高度要达到管上皮100mm处，夯实作业时不能碰损管道。

在排水管道的设置与安装作业中，有一点应该重点考虑，即高层建筑的住户多，日常的水使用量会较多，所以排水量也会相应较大，并且立管会比较高，org容易导致排水立管底部产生很大的正压[6]。若是施工作业过程中没有按照设计要求有效连接底部立管和横管，则在后续的使用过程中容易出现卫生器具污水反溢的情况。针对于此，在排水立管施工时，现场施工人员应结合设计要求科学加大立管底部的管径。若是高层建筑的规格较高，则底部立管和横管均应优先考虑使用厚壁管，严格按照规范要求连接排水横管[7]。

4 结语

综上所述，高层建筑的给排水设计与施工相对难度较大，需要考虑的要素较多，必须按照要求设计与施工。在高层建筑的给排水的施工作业中，要针对可能存在的难点做好方案优化，应用好管道安装施工工艺，并做好施工质量的控制工作，确保高层建筑给排水工程的质量。