高层建筑给排水设计中的关键问题探究

李莹

摘要：给排水设计是建筑工程中的重要环节，直接关系到建筑的使用质量。

文章分析其设计问题，探讨其设计优化措施。

关键词：高层建筑给排水设计；问题；控制

中图分类号：TU97文献标识码： A

引言

高层建筑的兴建将成为必然趋势，因此，对高层建筑给排水工程的设计、施工、维修和运行管理的要求也越来越高。

一、高层建筑给排水设计中出现的问题

（一）不能实现正常供水

对于高层建筑，很容易出现供水不足现象，特别是在用水高峰期，上面的用户常会停水。可采用接力重力供水方式，这就要求对用水需求和水压有精确地计算，然后再合理设计。然而在设计中，极易计算错误，如水力损失漏算、水泵扬程过小、管径不合适等，加上对市政网水压估算失准，易导致不能正常供水。水箱是给排水设计中必不可少的工具，但对其安装高度、出水点高差等都有严格要求，设计中一旦不符标准，可能会引起水压和水量的不足。另外没有考虑管道内杂质的堆积会减小横截面积，从而影响给水量。

（二）管道渗漏或堵塞现象

卫生间和厨房用水较多，也最容易出现问题。由于提前勘察测量不准，使得管道铺设并不规范。如卫生间和厨房的管道没有分开，给水管和排水管也设计不当。一般而言，给排水管平行铺设时，之间至少要隔开 0.5m，否则排出的污水可能会污染给水; 若是交叉铺设，给水管应在排水管上方，也应保持一定的距离。但在实际设计中，这些要点很容易被忽略。有些施工单位为降低成本，在管道材料选择上出现问题，质量不合格。部分情况虽使用的是高质塑料管材，但由于施工工艺问题，也会导致渗漏。或者设计时忽略了对环境的考虑，以至于施工中温度变化过大，以损坏管道。在一些细节方面设计不足，如供水管道接口处的密封性等，常因设计不合理而引起渗漏。此外，管道材质、内径设计的不合理，极易引起排水管堵塞。如垃圾杂物过多，不能及时清理; 管道弯头设计不合理等。

（三）噪音问题

供水排水时都有产生噪音的可能，受高度限制，水压达不到，便会引起管道内部振动，进而发出噪声。管道铺设、墙壁隔音效果、设计距离等是一个整体，在设计时必须全面考虑，如卫生间的排水管道不能太过复杂，尽量提高墙壁的隔音效果并选择较高质量的管道，而且还要与卧室保持一定的距离。否则在冲水时的噪音，极易影响人们居住的舒适性。

（四）消防用水和节约用水问题

现代化建筑在装修时常常使用一些泡沫材料，或易燃性化学材料，一旦燃烧，后果不堪设想。且按照一般高层建筑的设计结构，火势会从下而上迅速蔓延，所以必须认真考虑消防。很多施工单位缺少安全意识，将供水管和消防水管统一而用，这样在发生火灾时，可能会因供水不足而耽误救火时机。所以要单独设计消防专用管道，并确保时时能够供水，水压也要符合标准，以应付突然发生的火灾事故。该工程高32层，高处消防云梯往往达不到，这意味着要自救。供水方式、水箱安装等都要经过科学设计，保证火灾中能够第一时间灭火。

节能是现代化建筑考虑的重点，符合当前社会发展主题。水资源浪费的现象由来已久，如管道在墙中敷设时设计不到位，出现渗漏水现象; 水龙头关不严; 没有设计废水回收利用系统等，都可能会造成水资源浪费。如生活中排放的某些污水，经过处理后还能用于绿化、冲厕所等，但现在多是直接将废水排放，还有可能会污染供水。

二、给水系统设计的关键

（一）给水排水方式

给水方式是否合理直接关乎建筑使用质量和工程造价，设计人员对此颇为留意。考虑到以市政自来水为给水源，且水压为 0. 3MPa，设计者采用进水引入管两路进水的方式。同时考虑到水压过高可能会破坏管道设备，该建筑通过分区给水实现整体正常供水，分为以下3个区: (1) 地下室两层和地上3层为下行上给水，由城市管网直接供水;(2) 4 层～20层为下行上给水方式，借助变频调速泵完成。城市管网直接供水至地下贮水层，变频泵将其运至各个用户; (3) 20层～36层为上行下给水，即从楼顶水箱通过变频泵实现各用户的用水。

为确保能够顺畅排水，在排水管道上设置有专用的通气管。在地下室设有集水坑和回收利用装置，生活污水和雨水排至集水坑后，利用排污泵将其运至检查井，然后进入回收利用系统，以体现节约用水的理念。

（二）用水量

结合不同用途分别对其用水量进行精确计算，避免出现水资源浪费或供水不足的情况。设计时考虑到办公楼用水、居住用水、洗车用水以及未预见用水等，按照用水人数、时间等对总用水量进行初步估计。因缺少部分资料，无法进一步精确，根据行业规定，按照最高日用水量的 25%进行设计，最终确定生活水池的容积。地下室生活水池采用玻璃钢材料，作为生活用水加压系统，并设有深0. 8m、宽1. 2m 的吸水槽。

（三）热水系统

热水系统也是设计的重点部分，以太阳能和电加热系统为主，也有采用锅炉集中供热的方式。太阳能较为方便，可通过设置热水管道或其他设施获得热水。该建筑采用集中供热的方式，首先要考虑的问题就是如何保持供水压力的平衡。所以设计时，热水系统要和给水系统有相同的竖向分区，并由给水系统供水。为保证安全用水，切记各分区的冷热水系统禁止共用减压阀。

（四）管道布置

排水管道不得出现损坏，为减少用量、便于维修，在排出室外时应保持距离最短。排水管在给水管下方，且管和墙之间要保持一定的距离，若需要穿墙，必须设置预留洞。至于排水立管和排出管的连接处，需选择合适的弯头进行连接。通气管的作用是保持与大气的相通，可减少负压，该建筑采用一般的伸顶通气管。另外，管道要远离卧式，否则可能会因为噪音影响睡眠。

工程使用的是 UPVC 排水塑料管，排水横支管以顺水斜三通接入排水立管，排水立管在垂直方向转弯处，采用两个 45 度弯头相连接。穿过墙壁和楼板的排水立管安装有金属防水套管。排水检查井的中心线和建筑外墙的距离至少为 3m。

（五）排水系统

有很多部分组成，如排水管道、通气立管、地漏、检查井、卫生器具、化粪池等。每一部分都应合理设计，如地漏要设在地面最低处，方便积水流入。若雨水管道安装在室内，安装完需做灌水试验，确保灌水高度达到雨水斗。

（六）自动喷水灭火系统

根据《高层民用建筑设计防火规范》以及《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》，本建筑需设置自动喷水灭火系统。地下一层火灾危险等级中危Ⅱ级，喷水强度 8L/ min·m2，作用面积 160m2，灭火用水量 24L/s，灭火时间 1h；地上部分火灾危险等级中危Ⅰ级，喷水强度 6L/min·m2，作用面积160m2，灭火用水量25.33L/s，灭火时间1h。自喷系统由室外消防管网供水，系统供水压力为 1.2MPa。由于每组湿式报警阀组所担负的喷头不应超过800个，因此在地下一层设备间内设置有五组湿式报警阀组。自喷系统在每层均设有减压孔板，系统给水经减压孔板减压后供给，保证配水管入口的压力不大于0.4MPa，且最不利点处喷头压力为不小于0.05MPa。自喷系统应设水泵接合器，是用于外部增援供水的措施，当系统供水泵不能正常供水时，由消防车连接水泵接合器向系统的管道供水。

三、高层建筑给排水设计设计的优化措施

（一）管网叠压供水的原理

无负压变频恒压供水工作时市政管网水进入调节罐，罐内空气从真空消除器内排出，水充满后真空消除器自动关闭。市政水能满足水压及水量要求时，设备通过旁通止回阀向用水管网供水；当市政管网的压力不能满足要求时，系统给出启泵信号。若市政管网的水量大于水泵流量，系统正常供水；小于水泵流量时，调节罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时空气由真空消除器进入调节罐，消除了市政管网的负压。若市政管网停水导致调节罐内的水位下降到一定程度，液位探测器给出水泵停机信号。真空消除器是管网叠压供水设备的核心，它用来消除管网中负压，从而不影响周围用水。真空消除器主要是由一个浮球来工作的，实现调节罐吸气和排气，同时实现了罐内水未满时真空的消除。

（二）室外消火栓的精简设置

按规范规定，市政消火栓是可以计入室外消火栓总数的，事实上许多地区的市政消火栓配置都超过了市政规范的最低数量要求，笔者留意到，深圳大楼周围的室外消火栓数量很多都明显存在这种现象。其实有很多设计项目，把水泵接合器稍微移动下位置，甚至连位置也无须移动，建筑的周围无须根据计算另行配置室外消火栓，往往连室外消火栓环网也无须考虑，可以减少一个系统，自然也省却一笔不菲的投资。

（三）节能卫生器具的推广应用

卫生器具是家庭用水最频繁、耗水量最大的部分，除了器具自身在设计上缺乏节能意识，还有一些卫生器具由于常年使用，密封性能降低，渗水、漏水、滴水现象严重。所以要做好卫生器具的节能工作，既要重视节能设计，也要重视器具自身的质量和使用寿命。新型的卫生设备，公共浴室采用单管恒温供水配合脚踏阀淋浴器、光电淋浴器、手拉延时自闭淋浴器等比一般双管淋浴器可节水 20～50％；特别是定量用水控制器、定时或感应式自动控水器的使用，宜加以推广。而陶瓷芯水龙头密封性能好，开关数万次无滴漏，节水效果十分显著。使用便器与水箱配件要配套，以保证便器的密封性能和冲洗性能。

结语

综上所述，只有将建筑给排水设计技术安全、经济地运用于建筑设计中，才能满足人们对建筑的需求。

参考文献：

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