高层建筑给水排水工程设计方法探讨

陆伟

摘要：随着科学技术的发展，建筑的给水排水工程正在逐渐成为一门相对独立的工程学科，现在其涵盖的内容是越来越广。建筑设计者经常为怎么使建筑给水排水工程设计更加优化而头疼，现在的经验是根据以往的实践经验教训总结出来的，虽然时间不短，但是人们的经验毕竟是有限的。随着经济建设中个性化要求的出现，给建筑给水排水设计提出了新的要求。

关键词：高层建筑；给水排水工程；设计方法

进入21世纪以来，高层建筑的个性化需求出现多样化，现在高层建筑已经成为现代大都市的一种標志。高层建筑由于排水量非常大对排水的要求很高，高层建筑的排水工程设计和施工方面要求很严格，所以，对高层建筑进行及时排水成了当下需要攻克的难题。

一、高层建筑给水排水工程的设计要求

高层建筑层数多、振动源多、排水量大、用水要求高等特点，要求建筑的给水排水工程设计、施工、材料等管理方面必须做到高质量。高层和低层建筑给水排水工程相比具有以下特点：

1.给水热水消防系统静水压力大，在高层建筑给水时如果只采用一个区进行供水，不仅会影响使用，还会容易使管道和配件破坏。所以，在对高层建筑进行供水时必须合理竖向分区，使静水压力降低，来保证系统的安全运行。

2.高层建筑消防系统的安全性比底层建筑高。因为高层建筑引发火灾的原因很多，火势蔓延速度快，火灾造成的危险大，而且在进行扑救时相对来讲比较困难，因此高层建筑在消防系统安装方面应立足于自救。

3.高层建筑中的管道压力波动大，因为高层建筑的排水量大，管道很长。高层建筑的排水系统应该设置通气管系统或新型单立系统，来提高排水系统的排水能力，确定管道的压力，保护水封不被破，为了保证质量应该采用机械强度高的管道材料，在接口时使用柔性接口。

4.高层建筑必须采用有效技术保证供水安全可靠，排水畅通无阻。因为高层建筑的建筑标准高，给水排水设备的使用人数很多，瞬间的给排水量大，如果发生停水或排水管道堵塞事故，产生影响的范围会很广泛。

5.高层建筑中动力设备多，管道线路长，容易产生噪音和震动，所以高层建筑给水排水的管道设备要防噪音和震动。

二、高层建筑的给水方式

1高位水箱给水方式

高位水箱分为并联供水式、串联供水式、减压阀供水式、减压水箱供水式。高位水箱里的水是由设在泵房内的离心水泵供给的，它的作用是存储调节本区的用水量和稳压。

2 减压分区给水方式

主要依靠减压阀或各区的减压水箱运行以达到减压的目的的是减压分区给水方式。各区分别设置水箱，设备在运行时，水泵直接将水送入顶层的水箱，各个区之间也可以设置减压阀，上区的水箱向下区供水，在这个过程中水箱之间可以自己减压或者是依靠减压阀来减压，各个区不在单独设置水箱，不再向高位水箱那样占用建筑面积。相对而言它的供水比较可靠，机器设备和管道系统简便，节约成本。但是建议在实际情况中采用可调式减压阀。

3气压罐给水方式

气压罐给水方式主要依靠的是离心水泵和气压罐，气压罐利用容器里空气的可压缩性来实现调节水量和存储，罐内的水压就会被送到垂直的几何高度，通过循环启动和软启动来实现无塔供水。气压罐给水方式罐内储水量有限，需要经常启动水泵，增加了设备的维护运行费，供水压力经常出现周期性波动，导致水泵的使用寿命缩短，就这方面来所不如高位水箱好。气压罐给水方式不大需要水箱与水塔，方便统一管理，可以自动控制，罐内水不容易受到污染，且它的载荷小，主要适用于地震带上的高层建筑。

4变频泵无水箱给水方式

变频泵无水箱是一种将单片机、水泵机组和变频技术相结合的一种技术，它可以调节水压和流量。这种给水方式可以大大延长设备的使用寿命，环保节能，主要是因为可以根据各区的用水量对电机的运行速度进行动态调整。变频泵无水箱给水方式同减压分区给水方式一样都不占建筑面积，在进行管理维护时很方便，但是在购买设备时变频泵无水箱的价格很昂贵，特别是变频器很贵。

三、高层建筑给水排水工程存在的问题

虽然高层建筑的给排水技术经过上百年的发展，但是仍然存在很多问题，主要有：节水、节能的给排水设备及附件的开发与应用；安全、可靠、经济、实用管理方便的供水技术与方式的研究和推广应用；新型减压、稳压设备的研制和应用；提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；高层建筑消防技术与自动控制技术；热效率高、体积小的热水加热设备的研制与应用；低成本高效能的新型管道材料来发和应用。

四、高层建筑给水系统设计方案优化

长期实践的经验告诉我们分建水池和吸水管公用可以有效的地提高地下建筑面积利用率、降低投资成本。将生活贮水池与消防贮水池单独设置，可以从根本上解决生活用水的污染问题，这时候消防泵排的水会直接回到消防贮水池中，利用水池中的储水来消耗能量，节约了水量的开销。

高层建筑在布置排水管道时以最短的距离将污水从室内排出去，尽量保证管道不变形，注意各个管道之间一定要留一定的距离。用两个45度的弯头或弯曲半径大于4倍管径的90度弯头将排水立管和排出管端相连是最好的选择。为了平衡罐内的气压，排水系统需要设置和大气相通的通气管。

五、高层建筑给水排水系统程序优化

⑴ 总体布线，整体考虑

整体性思想是系统工程的核心思想，在拿到设计好的任务书之后，对需要解决的问题进行分析，从整体上明确设计目标、进行方案设计。要使建筑物的使用功能在整体上最优，需要从整体着手根据设计任务和总体布线来进行整体考虑，做到眼前利益服从长远利益，局部利益服从整体利益。

⑵ 阶段配合，协同工作

一项设计工作的完成离不开各个专业的共同合作，在工程建筑过程中建筑给排水是重要的组成部分，不可避免地要和其他专业相互配合，如果没有将问题处理好会影响建筑的美观，甚至会影响它的使用功能。在工程中出现的因前期配合工作不到位导致后期设计难度加大，甚至难以运行，都会影响系统的优化和工程的进度。因此，在设计过程中为了保证设计工作高校进行，一定要阶段配合协同工作。

⑶ 阶段工作时间的控制

现今是一个效率时代，各行各业的都在飞速发展，在项目建设中各个专业设计阶段都要控制好时间，不能因为自己专业影响到整体交图时间。例如：对设计任务的把握程度及设计人员的专业水平、工作组织的合理性、专业配合度等都会影响到对设计阶段时间的控制，影响因素很多涉及到很多方面，所以，一定要在各阶段控制好时间。

⑷ 优化工作方式，提高工作效率

在工作中做事要讲究方式方法，好的方法有事半功倍的效果，在设计阶段设计人员的专业水平直接影响到设计阶段的时间控制，让设计人员有意识的改进自己的工作方式来提高工作效率，同时在设计过程中以问题为中心，可以使复杂问题简单化。在有很多问题且持续时间较长的情况下，可以以工作日志的形式记录下来，方便找回之前的设计思路，使每一步设计有据可寻。

结论：建筑业的高速发展对建筑给水排水技术提出了更高的要求，为了适应和推动高层建筑的发展，只有不断对技术进行革新才能适应发展建筑的水平，为居民提供安全舒适的生活环境。我国目前在高层建筑领域已取得不错的发展，在实践中注重实用、可行和安全性，高层建筑给水排水工程一定可以更上一个台阶。

参考文献：

[1]颜正惠.建筑给水排水工程的设计优化研究[D].华南理工大学，2012.

[2]杨木兴.高层建筑给水排水工程的设计探讨[J].中国高新技术企业，2008，08：157.

[3]石鑫留.高层建筑给水排水工程设计研究[J].山西建筑，2009，24：177-178.