超高层建筑给排水系统选型及施工管控要点分析

2023-01-21刘鹏

建筑与装饰 2022年24期

刘鹏

广东省工业设备安装有限公司广东广州 510030

引言

给排水系统，是超高层建筑的必要构成，为居民生活用水、给水提供所需的重要设施。超高层建筑的结构复杂，给排水设计的技术难度、精确性要求更高。设计人员和施工人员必须以项目要求、建筑功能为基础，深入了解管道功能特性，严格设计内容和施工质量，逐渐完善建筑工程使用期间的服务功能。

1 工程建设概况

重庆来福士地处朝天门广场，是城市政治、金融、商贸、旅游、水陆交通的交汇地，成为代表重庆市历史文化的重要建筑物和对外宣传窗口。朝天门广场占地91.8km2，建筑面积1120km2，有350m高的建筑2栋、250m高的建筑6栋，以及高250m、长300m的高空水晶廊桥，其中汇聚了购物中心、高端住宅、五星级酒店、国际高端公寓、国际甲级写字楼等服务类产业，以及公交站、地铁站、航运码头等公共交通设施。其中的给排水系统施工主要分为两大部分。一是给水系统、通气系统、污废水系统、雨水排放系统的供应和安装；二是用于生活用热水器的住宅用水供应及安装[1]。

2 超高层建筑给排水系统特点

超高层建筑的层数多、高度高，给排水设计特点鲜明。一是给水系统的静压和管件配件标准较为严格。给水管道需要高质量配件，在纵向分区合理加入水箱，稳定系统运行。管道类型的选择，需要综合管材、管件、附件等配件可承受的压力等级，避免发生渗漏、爆裂问题。二是超高层建筑的高度、功能、结构、火灾危险性等方面，决定了消防系统的应用标准更为严格，更加强调消防给水系统的合理性，确保室内消火栓、自动喷水灭火等系统配置的安全、可靠。三是防震、隔噪音是给排水管道必须满足的基本要求。同时超高层建筑内敷设的电线线路、天然气等管道种类较多，更加需要控制好噪音、震动、沉降、压力问题，首先保障管道的密闭性和建筑结构完整，为给排水系统运行提供必要条件。

3 超高层建筑生活、消防给排水系统选型和设计

3.1 合理安排供水系统

给排水系统的运行，要依靠市政管网供水压力来适应供水需求，也是合理安装和使用加压设备的重要依据。变频调速、管网叠压，属于现阶段较为常用的两种供水加压设备。管网叠压方式，是利用供水干管上安装的自用水头装置来供水；变频调速是依托于变频技术，对水流供应进行调控，实现节水。超高层建筑以系统分区方式作为主要的供水手段，高区建筑利用加压系统的功能作用进行供水，低区建筑是以市政管网系统为基础，确保给水水压满足供水需求。超高层建筑在供水状态下，一般需要将传统的高位水箱更换为减压阀，使供水系统的应用过程更为简便，也是解决高位水箱占用较大面积的一种重要方式。

3.2 给水管道设备选用

给水管道设备选择材料时，需要综合考虑温度、压力、安装方式、使用环境等因素，确保建筑所用设备材料满足建筑使用的客观需求。热镀锌钢管作为传统材料，但是因长期暴露于空气中而发生腐蚀问题，造成水质量不符合卫生标准，逐渐被不锈钢给水管材料取代，实现了耐压强度、耐腐蚀性、质量上的全面优化，受到了使用者的广泛认可。

3.3 确定给水方式

确定给水方式，要首先考虑卫生间、厨房等的分配布局，排水设计人员对于设施之间的矛盾性负有一定责任。这就需要设计人员积极转变观念，将卫生间、厨房功能发挥作为设计要点。给排水施工并不是单纯配管，需要提前介入，方便后期更好地选择给水方式。给水方式，关系给水系统的使用，方案设计也在给水系统设计中占据核心地位。给水方式的选择，必须立足于超高层建设的加压供水设备性能和作用，确保安全、经济、可靠。

3.4 设置给水竖向分区

外围管网供水压力并不符合超高层建筑的日常供水需求，一般需要借助增压设备来辅助供水。竖向分区设计，使给水系统中的下层卫生器承受较大的静水压力，引发了下层给水阀门有过大水流量、上层给水阀门有过小水流量、阀件受损发生渗漏等问题。所以，完善分区设计，是保障给水系统正常运转的必要准备。

给水分区，就是垂直方向划分建筑物供水区，建立起每一供水区对应一套给水系统的基本配置，属于给水系统设计中的首要环节。竖向分区设计，关系着给水系统在使用、管理过程中的具体质量，以及节能效果。下层水压因分区过大而增大，不利于用户的后期使用状况，增大了管材的损坏率，使回流污染、水锤噪音等问题更易发生；而分区过小，意味着超高层建筑内设置了更多的供水分区，设备维护管理成本提升[2]。

3.5 确定排水走向

建筑排水走向一般要以市政府颁行的超高层建筑排水标准加以确定。公共建筑、工厂、居住区的日常污废水可分为生活污水、生活废水两个排水系统。建筑排水体制也会有分流制、合流制两类。分流排水，是居住建筑、公共建筑的生活废水、粪便污水和工业建筑生产污废水的管道排出方式；建筑合流排水，是以一套排水管道系统排出建筑中两种以上的污废水。

3.6 确定排水体制

建筑排水体制构建，要综合污水性质、污染程度、中水系统开发、污水处理标准等情况。以下8种属于适合分流排水体制的具体情况。一是合流两种污水后，产生有毒有害气体、有害物质；二是有较大浓度差异的同类污染物；三是医院污水中的致病菌或放射性元素超出规定排放浓度；四是有较多可重复使用的未经或轻微处理水量；五是中水系统由原水收集；六是餐饮业、厨房洗涤水含有过大油脂量；七是工业废水中的贵重工业原料有大量矿物质、有害有毒物质需要单独处理；八是加热设备在40℃以上水温排水时。而合流排水体制主要适用于生产、生活污水表现出相似性质，以及城市建立污水处理厂进行生活废水回收。

3.7 自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统，是关系建筑消防功能发挥的重要设计。一是公共过道喷淋头要符合消防设计，确保喷淋头数量使用合理，以喷淋系统试验来确定喷淋头处于正常运转状态，在火灾发生时正常运行。二是水管入口的减压设计要以建筑高度、喷淋给水管的水利损失量为基础，准确计算出水泵扬程，使喷淋连接给水管位置的压力大小更为合理，在有过大水压时安装减压阀门，保护喷淋头。三是末端试水装置设计要严格遵循规范化要求，以检测接头出水口流量方式，使末端选用型号更为合理，而排水管的间接排放设计，可以在排水漏斗中水道气体进入室时，起到防控作用。四是消防增压泵设计，是在建筑构造、增压泵功率一定时，选择如何保障增压泵有一股水柱流量、增压泵扬程合理，避免因扬程不合理而增大水资源、电能的耗费量。

3.8 消防水泵房

给排水消防设计，以消防水泵房为核心，对建筑消防效果具有直接影响力，需要综合考虑消防水量、用水需求、现场安装质量等因素，充分发挥出消防水池的功能作用。消防泵电源设计要坚持创新，积极融合节能环保理念，确保电源的性能稳定、安全系数高，保持长期稳定的供电状态，与消防泵电源的绿色节能和质量安全要求相符合，体现消防泵优势。给排水消防设计中，泵房电气系统完善是必要条件，以设备的精良、周密为标准，全面优化电气设备性能，同时利用信息技术，便于及时发现和解决设备运行中的异常故障，维护水泵运行效率和消防系统的安全稳定[3]。

4 给排水系统施工技术要点

4.1 给排水立管

给排水立管敷设方法有三种。一是卫生间、厨房内部墙角直接敷设管道，操作简单，普及范围广，易于接受，但易于影响和破坏住宅外表的美观性。二是外墙阴角处的排水管道安装。因敷设处于建筑物外部，在气温骤降、温度过低时，管道极易发生破裂，建筑物外观也会受到影响。三是内井敷设，管道不会影响到建筑物美观，却使卫生间可使用面积缩减，而且后期维护保养的工作难度较大。这就需要针对三种敷设方法分别做好相应的保障处理。一是以管材质量佳为首选，合理采用隐蔽敷设方法，降低住宅美观可能受到的消极影响。二是分地域制定不同的设计方案。南方城市的建筑面积相对较小，外墙敷设的适应性更强，更加适宜系统的正常运行；北方城市需要首先保障住宅卫生间、厨房等功能正常运转，室内敷设更为适宜居民的日常需求。三是利用集中式管道井敷设于卫生间内，使给排水系统的运行噪音小、空间质量明显改善，能够起到较好地改善作用。

4.2 给排水支管

一是给水支管方面。多层住宅楼使用小于32mm管径的给水支管，多呈现弯曲状，热稳定性差，需要安装于建筑墙内；使用小于20mm管径的给水支管，隐蔽埋设更为适宜，楼面的找平层、地面都是较好的安置地。这就需要施工人员首先确定好需要开槽处理的具体位置，确定槽宽大小，一般大于管径10mm；槽深达到1/2管径。后管道敷设以半镶嵌方式为主。管卡固定是确保管道牢固、稳定的必要处理措施。此外，给水管直径超出20mm，暗埋于砖墙内的施工方式更为适宜，具体按照以下的操作步骤：砖面墙中开槽的宽度、深度都为大于管径20mm，保持大小相同；金属件连接过程要处于合理范围内，可以适当增大槽的尺度，而直接镶嵌方式可以较好地安置管道于槽内，最后利用加固处理来稳定管道的运行。

二是排水支管方面。多层住宅建筑一般适宜安装排水横管于本层，是便利后期维修和控制污水影响的重要方式；管道安装过程必须严格遵循施工流程，确保防水处理合理、完善，维护管道运行的质量安全，使建筑物功能充分发挥出来。

4.3 水压试验

试压技术主要应用于给排水系统中的给水管道。这就需要技术人员在完成管道安装后，及时做好系统的试压处理。施工人员在管道施工前期，首先检查给水管道阀门、管线等部件的质量和规格，确定其符合使用标准，便于给排水实验的顺利展开。试压技术实施过程必须遵循具体流程，要求施工人员在检查系统设施后，拆除其中的不匹配配件；而更换临时短管、封闭开口，是灌入水的必要处理，在确定水位高出位置后放气，便于排水管试压流程的顺利操作。管道试压，是管道密闭性的必要检验方式，在管道正式使用之前十分必要。如果检查期间，出现任何异常，必须结合试验问题，然后制定出恰当的应急措施，完成相关操作后，再检查排水管道。试压结束后，必须对排水管理进行重新检查，保证管道质量和性能符合相关操作要求，安装冲洗操作，保证管道内部通畅和洁净。

4.4 严格落实设计图纸

给排水系统的设计图纸，往往都要经过相关部门的审核，更加强调设计的严谨性和科学。施工人员要严格落实图纸中的具体要求，工程结构和技术工艺都不能以个人主观意愿进行更改。一是对施工环节更加细化，使其都能按照国家的质量要求严格落实。二是施工现场的监管工作要不断强化，通过专门的监督小组来定期或随意的检查材料质量、设备型号、安装质量等方面；跟踪检查设备的配件运行状况和数据信息，作为后期整改的档案资源。消防水泵等设施，要在监理人员确认质量合格后进行安装。三是依照施工现场的工作内容进行区域划分，对生活区、作业区、仓库区明确标识，便于采取更加合理的安全防火措施。对于易发生安全事故的施工环节，要多次测试，做到数据完整记录，为后期防护提供依据。