高层建筑给排水及消防设计体会

张　谦

摘要：文章阐述了高层建筑给排水工程的特点，总结分析了高层建筑给排水设计中的常见问题，对给水系统，排水系统及消防设计对其组成和布置、系统设计方案运行进行了分析，并结合已有设计实例，探讨了在高层建筑给排水及消防设计中的一些问题。

关键词：高层建筑；给排水；消防设计

中图分类号：TU998文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）11-0120-02

近些年，在国内土地供应紧张的大型城市如上海、重庆、北京、广州、杭州高层和超高层建筑保持着快速增长的势头，超过24米的公共建筑，或包括10层和10层以上的居住建筑都属于高层建筑。笔者作为一名建筑给排水设计师，根据工程实际设计经验与体会，结合国家规范要求，对高层建筑给排水系统设计的一些特点展开探讨，给水系统设计、排水系统设计、消防系统设计等方面论述了给排水管道设计过程中应注意的问题，以确保给排水系统的良好工况。

一、高层建筑给排水工程概述

高层建筑给排水的特点：高层建筑的建筑标准高。给水排水设备使用人数多，水量大，一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大；竖向分区多；动力设备多；火灾隐患大；高层建筑的排水量大，管道长，管道中压力波动大。

目前，如何合理地设计给排水及消防系统，对高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最主要的问题。当前的高层给排水技术总体上日趋成熟，但也存在许多待解决的问题：（1）新型减压、稳压设备的研制与应用；（2）安全可靠经济实用运行管理方便的供水技术的研究与推广应用；（3）低成本高效能新型管道材料的开发与应用；（4）高层建筑消防与自动控制技术；（5）提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；为了适应和推动高层建筑的发展，必须不断改进和提高给排水的技术水平。

二、高层建筑给水系统的设计

高层建筑生活给水系统设计中最为关键的是给水方式的选择，它直接关系到生活给水系统的使用质量和工程造价。根据《建筑给排水设计规范》中相关条文，高层民用建筑生活给水系统应竖向分区，且各分区最低卫生器具配水点处静水压力不宜大于0.45MPa；水压大于0.35MPa的入户管，宜设置减压阀。另外应该合理确定给水系统垂直分区，保证给水设备卫生器具的正常使用，避免压力过高，出现不必要的能量浪费。给水器材出水过猛，当启闭这些器材时易产生水击，使管网产生噪声、振动甚至管件破裂，致使卫生洁具给水零件容易破坏。

就目前我国城市给水状况而言，水压一般只能满足建筑五至六层的生活用水要求，对于高层建筑，城市市政给水管网的水压就不能满足高区部分生活用水的要求，绝大多数采用分区给水方式，因此合理划分生活给水系统竖分区，也是生活变频调速供水设备节能的重要因素，分区内层数较多，则会造成变频设备设计流量加大，在用水量较小的情况下，需开启水泵的负荷增加；另外，由于分区内系统压力较高，入户管设置减压阀的层数增加，耗能也相应变大。以笔者的实际经验来看，针对不同的高层建筑，给水方式主要有以下几种：

1．分区串联给水方式。如图1a）所示，各区设置水箱和水泵，各区水泵均设在技术层内，自下区水箱抽水供上区用水。

2．分区并联给水方式。如图1b）所示，每一分区分别设置一套独立的水泵和高位水箱，向各区供水。其水泵一般集中设置在建筑的地下室或底层水泵房内。

3．分区减压给水方式。如图2a）所示为减压水箱减压给水方式，是由设置在底层（或地下室）的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后分送至各分区减压水箱减压后再供下区使用。

4．减压阀减压给水方式。如图2b）所示为减压阀减压给水方式，是由设置在底层（或地下室）的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后再经各分区减压阀减压后供各区用水。

5．分区无水箱给水方式。如图3所示为分区无水箱给水方式，各分区设置单独的变速水泵供水，未设置水箱，水泵集中设置在建筑物底层的水泵房内，分别向各区管网供水。

工程实例：浙江台州某商住综合楼（建筑面积4.2万m²）地下1层，地上18层，地面上高度56m。该建筑供水高度达60多米，按照常规设计理念和传统的设计手法，上部供水大多采用底部水池、水泵加中间中转水箱、中转水泵（加压）至最高用水点的设计方法。

这种传统设计方法其优点是：（1）各分区供水段压力较小，对管材质量要求较低；（2）各供水区段有一定的水箱调节容积，能保证在输水故障时，有限延时供水时间。

它的缺点是：（1）上区供水受下区供水故障影响，安全度较差；（2）中转水箱、中转水泵需要占用中间楼层面积，且防振、噪声问题也很难解决；（3）中转水箱存在二次污染问题。

经过认真分析比较，大胆采用无水箱给水方式，采用变频给水设备直接供水方式，其优点有以下几点：减少了供水环节，从而提高了供水安全度；减少了二次污染；不占用中间楼层面积，减少了建设成本，提高了业主效益；避免了中转水泵产生振动和噪声从而给放置水泵的附近楼层带来的不利影响。

三、高层建筑排水系统的设计

建筑内部的排水系统直接影响着人们的日常生活和生产，在设计过程中应首先保证排水的通畅和室内良好的居住环境，避免疾病的传染。尤其对于高层建筑的排水立管，因排水量大，建筑高度高，合理地设置排水通气系统和消能装置，对增加立管排水流量，保证排水系统的通畅有着重要的意义。

由于高层建筑卫生洁具排水系统连接管的立管较长，底层排水压力大，易使下层卫生洁具发生排水喷溅；卫生洁具属于间断排水，使排水方向的前行管道系统产生正压，水流下降过程中，后续管道产生负压形成抽吸，均可能使管道系统发生水喷溅和水封水抽吸。一般10层及以上的建筑生活污水立管应设置专用通气体立管，从最高层算起，污水管道每隔六层设置消能装置，每隔三层设结合通气管同主通气立管相连接。

故笔者在该商住综合楼建筑排水系统采取了下列措施：（1）高层建筑的一、二层单独排水；（2）排水管系统加强通气，保持管系内气压平衡，采用专用通气管或新型排水管道系统；（3）排水立管采用乙弯消能措施；（4）污水、废水应分开设置立管排放，以便于废水回收和进行污水处理。采用了生活废水和生活污水分流制，废水系统即中水原水系统；生活污水系统包括卫生间冲厕、洗衣房排水、厨房、餐厅及地下车库排水；厨房餐厅排水及地下车库排水经隔油池处理后排放。

四、高层建筑消火栓系统的设计

建筑物内容消火栓一般包括：消火栓箱、消火栓、水龙带、水枪。对于商住楼中的住宅部分， 消火栓在消防电梯前室设置，并且每一层有两股水柱同时到达室内任何部位的要求。另外，消火栓给水系统中应按照设计要求和规范规定在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，引起消火栓拴润的损坏。消火栓栓口的静水压力超过0.8MPa时，采取分区给水系统，大于0.5MPa时，则设置减压孔板等减压装置。该商住综合楼设计室内消火栓消防水量为40L/s，室外消防水量为30L/s，火灾延续3h，室内消防水量由屋顶水箱和消防加压水泵联合供应。屋顶水箱储存18m3消防水量，在水箱间内设有2台稳压管道泵（一用一备）和1个气压水罐用以确保消火栓。在管网安装完毕后，进行强度试验和严密性试验。

五、结语

1．采用变频水泵直接供水的新方法，提高了供水安全度、减少了二次污染、不占用中间楼层面积，减少了管道等其他的配套投资建设成本，节省了大量的资金。

2．在保证室内排水的通畅的前提下，做好中水回用系统的应用，节约水资源，减少水处理成本。

3．消火栓系统的设计必须严格按照规范的要求，满足水量，水压的要求，定期对消防系统进行检验，确保高层建筑的安全。

总之，建筑给排水设计的好坏直接影响到人们的生活质量和生活环境，所以在设计过程中除了满足相关规范要求外，设计者还需要从使用效果上精心考虑，不断总结和完善设计技术，达到设计安全、合理、经济的目的。

参考文献

[1]刘永刚．住宅建筑给排水设计的若干问题探讨[J]．山西建筑，2006，32（18）.

[2]陈秋植．中区大厦给排水系统的设计[J]．给水排水，2002，（1）．

[3]成纯赞．建筑给排水工程中若干通病及其防治[J]．给水排水，2006，（3）．

作者简介：张谦（1973－），男，浙江仙居人，浙江省仙居县建筑设计所工程师，研究方向：给排水。