高层建筑给排水常见问题及解决方案

张 峰

中铁第五勘察设计院集团有限公司郑州分院 河南 郑州 450000

进入新世纪以来，我国城镇化水平不断提升，高层建筑已成为一种缓解土地资源紧张局势，并改善居住环境的重要选择。高层建筑层数较多，高度较大，其内部人员密集，日常水资源需求量与排放量均很高，因此，高层建筑给排水系统设计与建设难度也很大，尤其是技术标准层面，高层建筑要比其他建筑类型更加严格。给排水系统实际设计与施工环节，相关施工单位与从业工作者应正视各项具体问题，最大限度保证高层建筑给排水系统可长时间保持安全稳定运行状态。

1 高层建筑给排水施工特点

与传统中低层建筑相比，高层建筑给排水系统运行压力更高，其设计施工难度更大，技术标准更为苛刻，一旦某一环节出现问题，则给排水系统将很难有效满足日常人民群众日常生活所需。

1.1 高层建筑内部人员众多，给排水系统供应压力巨大

高层建筑内部存在大量居民，其给排水系统所要提供的服务面积非常大，且日常用水量与排水量也要远超常规建筑，一旦建筑供水不足，亦或是排水系统出现问题，其带来的影响也会相当恶劣，大量居民日常生活与工作将无法正常进行。因此，高层建筑给排水系统在设计与施工阶段应以安全可靠为核心，积极采取先进的技术工作，严格执行各项监管机制，确保供水安全、排水通畅，并为后续维护管理创造有利条件。

1.2 高层建筑管道压力较大，且需提前进行分区规划

高层建筑给水管道采用加压供水，管道在日常使用中需承受较大的静水压力，若压力过大，其不仅会造成水资源的严重浪费，也会进一步加重管道事故风险，严重破坏供水系统稳定性与安全可靠性，相关管道与配件也很容易出现损坏，后续维护管理成本费用大幅上升。因此，高层建筑给排水系统设计与建设阶段，工作人员应结合高层建筑内部人员分布情况，以及楼层高度变化，分区设置供水管道，如按照竖向分区，将整个供水体系分为高压区与低压区。

1.3 高层建筑排水管道长度大，排量高，且管道压力波动较大

建筑工程排水管道应用过程中，其管道压力存在显著的时间特征，因此，管道内部压力很容易在短时间内发生较大变化，此时，若管道设计层面存在缺陷，亦或是施工环节存在质量隐患，则系统排水能力将难以满足集中使用需求[1]。因此，高层建筑给排水工程设计与施工过程应考虑采用单立管管道系统，亦或是设置通气管系统，进一步缓解排水管道压力问题，以免压力突然增加而造成管道关键承压结构出现损坏。

1.4 高层建筑给水系统也要考量消防需求，可及时抑制火情发展

高层建筑给排水系统设计与施工过程中，其给水体系不仅要满足人民群众日常生活与工作所需，也要为高层建筑消防安全提供足够保障。高层建筑火情发展速度非常快，且很容易造成极为惨重的人员伤亡与财产损失，因此，高层建筑给排水系统设计与施工环节，工作人员也要考虑到消防系统及消防装置的用水需求，需建立起安全可靠的室内外消防给水机制。

2 高层建筑给排水系统常见问题及相关解决对策

2.1 给水系统压力问题

2.1.1 问题描述

通常情况下，高层建筑的给水系统会按照竖向分区，将整个给水体系分为高压供水区域低压供水区。低压供水区多采用带气压罐或带稳压装置的变频供水系统，部分建筑也会采用高位水箱为低压供水区供水。高压供水区多采用高位水箱或屋顶水箱完成供水作业。

因此，高层建筑给水系统不得不面临最低处静水压力过高问题，若设计环节未能具体分析，最低处静水压力超出标准水平，则高压供水区在用水期间很容易出现水花飞溅，且水流难以控制的现象，水资源浪费较为严重，且相关卫生器具的连接软管也很容易发生爆裂，极大降低高层建筑居住舒适度，并存在较为严重的安全隐患。

与此同时，高层建筑给水系统也存在最不利供水点净水压力过低现象。通常情况下，高层建筑高区高位水箱设置高度不会太高，如此条件，高区最不利供水点静水压力可能会低于100kPa，严重影响相关住户的日常生活与工作，用水过程极为不便。若采用带气压罐的变频供水系统，最不利供水点静水压力将上升，而最低处的静水压力又会超出限制。

2.1.2 处理对策

针对以上问题，高层建筑给水系统设计与施工过程中，相关企业与工作人员应提前做好现场调研与规划分析，结合建筑物的实际高度，明确高层建筑给排水系统设计规范，对给水系统进行科学分区，而不是简单将其一分为二。若建筑物高度较高，则设计团队可依照给水系统应用需求，将给水系统分为三个区域或更多，如此可保障最高点与最低点同时享受较为理想的供水环境，确保用水舒适与安全。

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此外，为进一步处理给水管道内部可能存在的静水压力过高问题，给水系统设计者应进一步考虑住户卫生器具连接软管的平均承压水平，提前做好试验测试，经分析校核后，可在合适位置加装减压阀，尽量减少高压区域的静水压力，借助其他辅助装置，将原本两个分区划分为多个分区，此类方法亦可应用在高层建筑给水系统维护与改造工作之中。

2.2 高层建筑卫生间异味问题

2.2.1 问题描述

高层建筑卫生间异味问题也十分常见，其多来自排水管道内部。为避免管道压力波动过大，高层建筑排水管道多设置有通气管道与之相连，多数情况下，排水管道内部异味可通过通气管道排走。但部分高层建筑卫生间排水管道设置并不合理，未能按要求安装封闭装置，进而造成臭气逸散。

2.2.2 处理对策

针对高层建筑卫生间异味问题，高层建筑设计施工单位应对高层建筑内部空间进行优化布局，确保卫生间区域具备良好的通风条件[2]。此外，相关工作人员也要处理好排水管道设置问题，所有与卫生器具相连的排水管道均要设置存水湾，并同时安装特定的隔离装置，以免排水管道内部臭气进入到卫生间，进而影响到建筑内部空间舒适性与健康性。

2.3 雨水管道独立设置问题

2.3.1 问题描述

高层建筑为实现空间的高效利用，并保证建筑结构体稳定性与工作生活便利性，多配置裙楼等多层建筑与之相连。因此，高层建筑雨水管道设计阶段，为提高系统便利性，部分设计团队会将多层建筑雨水管道与高层部分的雨水管道连接，亦或是将空调的排水管道连接到雨水管道[3]。雨水管道排量相对较小，在不发生短时强降水天气时，这种设计不会出现较大问题，但是，一旦短时雨水排放需求暴涨，雨水管道内部很容易出现倒灌现象，很容易破坏空调机组，并存在巨大的安全隐患。

2.3.2 处理对策

高层建筑雨水管道设计与施工建设应从实现水资源高效利用角度着手，进一步分析雨水资源的利用空间，可结合市政工程，将雨水资源进行收集，并进行统一处理净化，从而将其应用于其他生产领域。因此，高层建筑雨水管道应保持独立性，各个结构体之间的雨水管道不可相连，并同时对空调机组的排水管道进行必要的隔离处理，以免雨水进入到空调机组内部，确保暖通空调系统运行稳定性与安全性。

2.4 水池、水箱等重要结构检修口设置问题

2.4.1 问题描述

对于高层建筑给排水系统而言，水池、水箱检修孔位置的设置不合理，常见有以下两种情况：

（1）地下消防水池的检修口设置在地下室顶板位置，且检修口大小仅为80cm*60cm，检修人员很难进入其中完成检修任务。

（2）水箱顶面距离结构顶板间距过小，且水箱检修口与浮球阀之间的间距过大，检修人员无法顺利进入到水箱内部进行清洗作业，一旦浮球阀出现故障，也很难有效完成抢修工作。

2.4.2 处理对策

依照我国建筑工程给水排水设计规范，水池、水箱等重要结构的检修口位置应满足指定参数，其中，设有人孔的池顶，顶板面与上面建筑本体板底的净空距离不可少于80cm，且水池、水箱检修口的位置应具体考量后续检修作业是否可快速进行，应确保检修人员可顺利进出水池、水箱，且检修孔应尽量紧靠浮球阀等关键装置，保证检修人员可顺利触碰到浮球阀，并完成检修与维护工作。

2.5 屋顶消防水箱出水管上止回阀安装问题的处理

依照我国建筑工程给排水系统设计规范，止回阀的阀瓣与阀芯结构，应能在重力或弹簧作用下自行关闭，即止回阀安装过程中，工作人员应保证重力方向或弹窗作用力方向与阀瓣或阀芯的运动方向保持一致，如此方可在水流停止流动时，止回阀的阀瓣或阀芯可自行关闭。对于高层建筑屋顶消防水箱而言，其出水管水流方向是自上而下，即工作人员在相关管道安装止回阀时，应依照垂直向下的基本安装原则。但是，部分施工人员却在止回阀安装环节存在违规行为，止回阀安装后，其阀瓣或阀芯的关闭方向朝上，而重力作用方向向下，此时，止回阀的阀瓣或阀芯根本无法自行关闭，更无法发挥其效能[4]。如此条件，即便消防泵可正常工作，但是，在顶层试水栓压力不够的前提下，部分水体降入到消防水箱之中。此时，工作人员可选择将止回阀水平安装，并同时确保水流最低位至止回阀的高差所形成水压大于止回阀开启所需的阻力，如此即可发挥止回阀的止回功效，亦可保障消防系统的正常运行。

2.6 高层建筑重力流雨水排水管材选用不当问题

2.6.1 问题描述

高层建筑重力流雨水管需依照最大排水压力，选择合适的材料，若管道本身承压能力与抗腐蚀性较差，雨水排水系统很容易出现安全隐患。部分高层建筑场景中，其雨水管道选用普通的PVC-U排水管，这种管道承压能力非常差，一旦排水压力过高，很容易出现管道破裂。依照我国建筑给水排水设计规范，重力流排水系统高层建筑雨水排水管材选择时，应结合实际工程特点与排水需求，选择承压效果相对较好的塑料管道或金属管道。因此，普通的PVC-U管道根本无法应用在高层建筑给排水系统之中。

2.6.2 处理对策

高层建筑给排水系统设计与施工环节，相关人员应在完成室内雨水管道安装作业后，及时进行灌水测试。灌水测试期间，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。依照以往工程经验，若雨水管道使用PVC-U管，则灌水试验根本无法进行，因为一旦灌水高度达到一定程度，则雨水会在管道伸缩节位置渗出，根本无法满足给排水工程验收标准。究其根本，管道材料选择不当是导致此类现象出现的核心因素，因此，高层建筑给排水系统雨水管道安装环节，相关企业应尽量使用具备较高承压能力的塑料管、金属管或钢塑复合管，如此即可保证给排水工程灌水验收环节的顺利完成，亦可保证高层建筑实际应用过程中给排水系统的安全可靠性。

2.7 屋顶雨水、阳台雨水、空调冷凝水排放问题

2.7.1 问题描述

部分高层建筑给排水系统设计与施工过程中，相关企业为控制成本投入，多将屋顶雨水、阳台雨水及空调冷凝水共用一根管排放。此时，一旦管道内部出现堵塞现象，亦或是出现短时强降水天气，管道内部雨水将会从阳台溢出，甚至会倒灌至建筑颞部空间，严重影响高层建筑居住体验，并很可能造成住户财产损失。此外，若管道内部存在有毒有害气体，也会随着地漏装置而进入到建筑内部，严重影响高层建筑使用者身心健康。

2.7.2 处理对策

高层建筑给排水系统应对屋顶雨水、阳台雨水及空调冷凝水进行独立处理，其中，阳台排水系统必须单独设置，每个阳台所属立管的底部必须设置间接排水机，并统一排放。如此可避免屋顶雨水排放期间，屋顶雨水从阳台地漏溢出，亦可避免管道内部异味从地漏散发。空调冷凝水亦可参照阳台排水系统设置方式，尽量采用独立管道，避免管道内部堵塞而影响到空调机组运行安全性。

2.8 热水系统的管道布置与压力保持问题的处理

热水循环系统也是高层建筑给水系统设计规划环节的重点内容之一。依照热水使用需求，热水循环系统应尽量采取等流程管道布置机制，如此可确保整个系统内部每一个用水点均可随时使用到合适温度的热水。因此，热水循环设计难度较高，工作人员应提前做好试验测试与现场勘测，尽量实现等流程管道布置机制，并同时优化系统结构，为后续日常维护及检修工作提供便利条件。

针对高层建筑热水供应系统可能存在的排气及热水膨胀问题，设计与施工环节可在加热器装置处引出一条膨胀管，并将其与供应冷水的水箱顶部相连，此时，当系统内部的水体被加热后，多余的水可及时排放到水箱内部，如此条件下，热水循环系统的压力参数将始终与水箱内部压力保持相同，避免出现排气不畅，并有效避免热水膨胀引发的安全问题。

3 结束语

综上所述，高层建筑给排水系统设计及施工存在明显的特殊性，因此，相关企业与从业工作者应进一步明确高层建筑给排水系统设计规范，针对高层建筑给排水系统各个环节进行优化改造，既要考虑到高层建筑的美观度需求，也要为高层建筑后续使用创造安全可靠的给水排水环境，妥善处理各类常见问题，进一步提高高层建筑空间舒适度与功能价值，推动高层建筑给排水工程可持续健康发展。