淺論高層建筑給排水設計

劉得國

摘 要：在建筑業高速發展同時，給建筑給排水系統應用提出了更高的技術要求，為了適應高層建筑的發展，給排水設計人員應提高自身專業技術水平，使高層建筑給排水技術達到一個新的層次。

關鍵詞：高層建筑；給水；排水；消防；設計

前 言

建筑業隨著經濟的高速發展出現了空前繁榮，高層建筑對給水排水技術提出了更高的要求，只有不斷完善技術才能適應建筑的發展需要，進而為人們創造安全舒適的環境。

1 給水系統設計

1.1 水表設置

傳統的分戶水表布置方式即將一個或多個水表裝設在每個單元住宅的廚房或衛生間處，但此方式在長期的應用過程中產生了諸多的問題，如抄表會干擾居住者生活，也不利于住戶居住的安全性，同時也給抄表人員增加了工作強度，不利于水表的集中管理，甚至有偷水現象出現。這一系列問題促使要不斷創新水表設置方式，出戶設置水表已經成為了新時期水表設置方式的必然發展趨勢。目前，高層建筑戶外水表設置主要為管道井集中設置，水表類型分為人工抄表和遠傳水表（IC卡智能化水表）?？筛鶕ㄖ锏膶嵡?，自來水水務管理部門要求基礎上，選擇經濟、合理的水表設置方式。

1.2 供水方式

高層建筑設計中，高區加壓給水方式的選擇關系到整個給水系統的安全性、可靠性、工程投資、運行費用、維護管理及使用效果，因此高區給水方式的選擇是至關重要的?，F行給水設計主要采用以下兩種方式：①水池——水泵房——屋面水箱——用水點；②水池——變頻供水設備——用水點。

第一種供水方式，因屋頂水箱貯備有一定水量，當停水停電時，可延時供水，因此供水可靠，水壓穩定，水泵型號少，占地少，運行工況簡單，便于維修和管理；但增設屋面水箱，易產生供水的二次污染；并且，由于增加了屋面水箱，相應地增大了結構荷載；另外由于全是重力自流供水，屋頂最高幾層供水壓力不足，因此需設置屋頂增壓設備，增加了維修和管理工作量，水泵運行也產生振動、噪聲干擾。第二種供水方式，由于沒有屋面水箱儲水，當停電時，整個供水系統會停水，供水可靠性不足；同時變頻水泵型號較多，選型技術要求高，水泵控制調節，維修管理麻煩，且投資額較大；由于變頻供水設備可根據用戶實際用水情況，通過調節水泵轉速或運行臺數以調節水量，因此能源消耗較少；沒有屋面水箱和增壓設備，也不會產生二次污染和振動、噪聲干擾。

綜上所述，以上二種供水方式各有利弊，不能一概而論，應結合設計項目的實際情況，經綜合考慮，選出最適合的供水方式。

1.3 減壓節流設計

在建筑給水系統中，如果進行豎向分區之后，部分配水點的水壓會過大，現在國家規范標準在節能控制要求越來越嚴格。因此，如果缺乏必要的減壓節流措施或是減壓節流措施不當，出水流量將超過額定流量的五倍之多，會造成水量極大的浪費。出現振動或水擊而產生的噪聲，也會嚴重影響人們的生活起居，還容易損壞管件，造成管件破裂等問題。因此，我們可以采取一些必要的減壓節流措施，即將孔板安裝在給水支管上、將壓力調節閥安裝在給水支管上、在給水支管上采用減壓閥等措施。這樣可以有效降低供水點的水壓，避免出現超壓的問題。在豎向分區的水壓設置方面，應該注重確保水壓分布的均勻性。特別是在高層建筑的給水系統中，豎向分區后的水壓超高問題更加突出，因此必須做好減壓節流的處理。

2 排水系統設計

2.1 設立透氣管道

規范要求，建筑標準要求較高的多層住宅、公共建筑、10層及l0層以上的高層建筑的生活污水立管應設通氣立管。因為生活污水的排出橫管的水流速度比較小，而污水排水立管的水流速度比較大，在立管底部產生的正壓區，靠近立管底部的衛生器具在正壓區的壓力作用下水封會遭到一定程度的破環，衛生器具常出現氣泡上翻的現象。設置通氣管道，不僅可以平衡管道內正負壓，保護衛生器具水封，而且可以排除室外排水管道中污濁的有害氣體至大氣中。

2.2 合理布置排水管道

高層建筑的底部被架空，建造商鋪或者商場，為了不對底層功能的使用造成不必要的影響，應該在底層就進行上部分排水管道的轉換。很多事例表明把所有排水管道聚集到一根橫干管上進行整棟樓的排水，那是非常不科學的，因為一旦橫干管道破裂或者被堵塞，就會對整棟樓的正常生活造成很大的不便。合理布置排水管道，高層建筑的住宅內部使用的排水管道比較復雜，所以底層的連接衛生器具的排水管道應該獨立排出，如果需要進行轉換，可以把底層的衛生器具橫支管接在距立管底部下游水平距離不得小于1.5m以上橫干管上。

2.3 附件和管材

排水附件應按規范要求設置，在寒冷地區應特別注意以下三點：①通氣管高出屋面不得小于0.30m且不能小于最小積雪厚度；②在最冷月平均氣溫低于-13℃的地區，應在室內平頂或吊頂以下0.30m處將管徑放大一級；③在最冷月平均氣溫低于-13℃的地區，立管尚應在最高層離室內頂棚0.5m處設檢查口。管材：排水立管管材需用規范要求的管材即可，對于超過20層的高層住宅排水橫干管最好選用離心鑄鐵管，以保證管道的強度。

3 水泵的選擇

3.1 流量和揚程是選定水泵的2個重要參數

在水泵水箱聯動的給水方式中，由于水箱起到調節流量的作用，水泵的出水流量可按該區給水系統最大小時流量確定，在無水箱供水方式中，由于無流量調節設備，水泵出水流量應按該區給水系統的設計秒流量確定。

3.2 水泵的揚程按下述方法計算

（1）對于用提升泵直供的系統：

H=0.01H1+0.001H2+H3

式中：H——泵的揚程（（MPa）

H1——最不利點與引入管式貯水池最低水位的高程差（m）

H2——管路的全部水頭損失（（KPa）

H3——建筑物內最不利用水點的最低工程壓力（MPa）

（2）對干水泵一水箱的供水系統：

H≥0.01H1+0.001H2+0.01V2/2g

式中：H——水泵揚程（kPa）

H1——貯水池最低水位與高位水箱入口處的高程差；

H2——管路（吸水管口至高位水箱入口處）的全部水頭損失（kPa）；

V——水管入口流速（m/s）。

（3）高層建筑給水設計的每個系統對水泵都有不同的技術使用要求，要使各系統都能正常、安全高效地投人運行，給水設計中水泵的選擇應綜合考慮水泵特性、參數、運用范圍、水泵生產廠家的生產技術力量及水泵的價格等方面因素。這樣給水系統投入使用才能穩定、安全、經濟。

4 消防給水系統

4.1 消火栓給水系統

高層建筑必須設置室內外消火栓系統。一般來說，室外消火栓系統采用低壓制，室內消火栓系統采用臨時高壓制。室內消火栓系統采用水池水泵加高位水箱（≤18立方）的方式，若最不利點消火栓處的靜水壓力達不到規范要求，尚應設置氣壓水罐。推薦此氣壓水罐設置于屋頂上，而不設置于地下室。因此給排水專業應及早介入建筑方案是非常重要的。

4.2 自動噴灑系統

高層建筑小區一般均設有地下車庫，若地上部分為100m以下或35層以下的普通住宅，僅在車庫內設置噴淋系統即可；若地上建筑有商住樓、綜合樓（≤100m），則應在商住樓、綜合樓的非住宅部分設置噴淋系統。地下一類汽車庫若設置泡沫噴淋，為了滿足置換時間的要求，報警閥不宜集中設置，而應分散設置，如分散設置在報警閥間內、水泵房內，但其水力警鈴需引出風機房、水泵房外。

4.3 高層建筑群的聯防

若高層建筑內的居住人數小于2.5萬人，則可共用消防貯水及加壓設施，但此時應注意若市政給水不能滿足室外消防需要時，消防水池的保護半徑不能大于150m，若超過150m，應增設僅貯存室外消防水的第二消防水池。

5 結 語

高層建筑給排水系統設計日益受到用戶的重視，工程設計人員應本著技術、安全、經濟性原則，在實踐中力求創新，尋找最佳的給排水設計方案，適應高層建筑設計建設發展的新要求，滿足人們不斷提高的生活水平要求。

參考文獻

[1]GB50045-95（2005版）.高層民用建筑設計防火規范.

[2]孫鳳英，王偉明.高級住宅的給排水設計[J].建筑施工，2010，5.