某民用建筑项目室内给排水设计的优化措施

任庆雨

（贵阳建筑勘察设计有限公司，贵州 贵阳 550081）

0 引言

室内给排水设计是建筑设计中的一个重要环节，对于提高居住品质和居住环境质量，有着重要的影响作用。在进行给排水设计时，应遵循建筑给排水的基本原则，根据实际情况设置合理的给水系统。文献[1]认为在进行消防给水系统设计时，应遵循节约用水、安全可靠、经济合理、便于管理等原则，根据不同的建筑类型选择合适的消防给水方式，如利用市政管网直接供水，或利用自备水源直接供水等。在进行生活用水设计时，应按照生活用水定额及使用要求选择合适的给水设备、给水管和管材等。文献[2]认为在进行排水设计时，应根据建筑物的规模及使用要求确定排水方式和排水管道布局。对于高层建筑，应考虑设置雨水系统和污水系统，合理选用给排水管线管材及附件，在进行给排水管线管材及附件选择时，应根据建筑物的规模及使用要求确定选用哪种管材及附件，并根据相关规范进行选择和校核。

1 工程概况

新华教育集团贵州总部（贵阳新东方烹饪高级技工学校）项目，一期共有6 个单体，1#食堂/学生活动用房、3#学生宿舍、4#教学楼、5#图书行政楼、6#教学楼、地块一东地库，总建筑面积为71 962.25m2。项目概况如表1 所示。

表1 工程概况表

2 民用建筑室内给排水设计工作中的常见问题分析

2.1 给排水管道线路设计问题

建筑室内给排水管道线路设计存在的问题主要包含以下几个方面：（1）在设计时没有制定统一的设计标准，给排水管道设计图中有遗漏、缺失尺寸或文字标注；（2）管道材质和管径的选择没有依据实际使用情况而确定，存在盲目选型的问题；（3）实际管道与设计系统图不匹配，因实际工程中的室内环境比较复杂，部分管道需要根据实际情况进行改道和翻弯等；（4）设计时未考虑管道的水力特性，导致水流面临较大的水阻，造成过多的水头损失；（5）管道材质选择不当，管材管件未满足相关规范要求；（6）排水管道走向不合理，存在二次施工、返工等问题；（7）对室内环境及功能要求的改变，没有充分考虑管线与装修风格的匹配的问题；（8）空间结构因素等对管道敷设产生影响等问题[3]。

2.2 供水设计问题

当前在我国城市内部，大量的高层民用建筑不断出现，对于建筑室内的供水系统设计工作提出了更高的要求和标准，特别是在一些楼层相对较高的室内供水方面，需要保证供水系统具有较大的工作压力和较强的稳定性。但是在实际设计工作过程中，因为一些设计单位并没有做好前期的详细勘察工作，对于民用建筑的室内排水管道安装的设计没有进行深入分析，没有对管道和排水系统的设计图纸进行严格复核，造成建筑供水系统设计工作参数，以及具体的管道尺寸设计工作方面存在一定的偏差。不但如此，在供水系统的设计工作中，经常会出现高层建筑室内的供水压力设计不合理、给排水管道的衔接位置没有进行优化设计、供水管道的坡度和实际设计工作标准之间存在明显的偏差等问题，这些问题会造成供水管道的连接位置产生明显的渗水和漏水情况，严重的情况下在后续供水工作过程中会造成水管爆裂，或者是供水阀门无法完全开启和关闭等各种情况，对高层民用建筑的用水安全和稳定性都造成了比较严重的影响[4]。

2.3 减压阀设计问题

随着城市建设的快速发展，高层建筑越来越多，给排水系统的压力越来越大，减压阀是保证给排水管网安全运行的重要阀件之一。建筑给水系统管道中水压升高，减压阀在高压时开启的阀门会由于内部元件产生应力而发生爆破现象。目前由于缺乏对减压阀设计理论和使用特性的研究，和对不同地区民用建筑给水系统水压变化规律掌握得不足，或未进行水压试验等原因，造成减压阀在高压下无法开启，导致减压精度不高甚至无法开启等现象。目前设计中存在以下问题：一是没有对减压阀的工作原理、结构特性、设计参数等进行分析；二是未考虑气压变化产生压力波动对阀门动作性能的影响；三是缺少有关使用条件下阀门压力特性与使用环境条件、操作条件关系的研究。因此，应开展减压阀设计理论和使用特性的研究工作，解决目前存在的主要问题。

民用建筑给排水系统加压水泵与减压阀间相互影响，加压水泵运行过程中存在流量减小、功率增大、压力下降等现象，这会影响建筑物各楼层内给排水管网中供水管网的压力平衡状态，有时会使得给排水系统不能够正常运行。在现有设备选型中，大多采用小流量、大压力的水泵进行管网加压控制；采用大流速、低功率的水泵进行管网加压控制或采用大功率、高流速的水泵控制都存在较好效果，但同时造价较高，且容易出现漏水等问题。因此，应通过对加压水泵运行工况和水压变化范围的研究分析，确定合理的小流速及大功率电机选型[5]。在实际工程应用中通常采用小流量和大功率电机并联运行方式，然而由于给排水系统水力特性变化规律，与建筑功能之间具有很强的相关性，且管网水力特性受多种因素影响而变化较大（如：管网水头损失、管材特性等），目前在给水管道系统水力性能参数研究上仍以小流量、大压力为主，导致在设计中往往只考虑小流量而忽略了与其相关参数，如水泵扬程等。

2.4 地漏设计问题

在建筑室内地漏设计工作过程中，需要结合民用建筑的相关设计工作要求标准，对地漏的各项设计工作要求加以落实，其中普通地漏的积水深为15mm，同时地漏位置的水封深度不能小于50mm。通过这种设计工作方式，可以避免建筑给排水管道出现大量的有毒有害性气体，避免水封受到破坏之后，有毒有害性气体直接通过给排水管道进入到建筑室内，对人们的身体健康造成严重的影响。但是在实际设计工作过程中，对于地漏的设计问题仍然比较明显，很多设计工作人员并没有充分重视地漏的设计工作内容，并且为了节约前期的经济成本投入量，一些工程单位经常会选择使用一些成本较低、功能不满足要求的地漏，造成建筑给排水系统的正常工作受到比较严重的影响。对于建筑室内地漏设计工作内容，需要结合民用建筑的实际工程特点，在保证地漏排水工作要求的基础之上，对地漏的具体安装位置进行合理的设置。一般情况下，为了避免出现排水效果不佳的问题，需要对建筑室内排水系统进行全面的优化设计工作，通过安装排水地漏的方式，来保证室内给排水系统的正常运行工作效果。在实际设计工作过程中，需要结合实际情况来进行地漏位置设计，同时对地漏排水口高度进行合理的确定，避免出现排水口过低情况。为了避免地漏排水管道出现积水问题，需要对排水管道中的积水问题进行解决。

3 民用建筑室内给排水设计问题优化策略

3.1 对给排水管道线路实施优化设计

在针对建筑室内供水设计问题进行优化处理过程中，需要对以下几个方面问题加以重视：（1）要考虑到不同民用建筑的面积、使用性质、功能等因素，其中包含建筑的朝向及建筑所处的环境位置；（2）需要考虑到不同类型建筑用水要求及供水设备容量，用水卫生标准和安全等级，建筑内给水系统与生活用水设备间的距离。（3）需要做好室内给排水系统的水压控制和稳定设计，如水头位置及水流压力控制系统设计等。（4）确定整个项目的供水方案，单体及总图的管路设计、设备用房中的水泵等设备选型、进水管网接入点、出水口的位置、室内消火栓及灭火器设置、水箱容积及布置方式、管道平面图和系统图等多个方面的内容。其中水头布置工作方面，需要根据建筑功能特点，按室外水源的压力和位置，来确定各用水场所的管道布置[6]。管路设计工作中，给水管道和消火栓管道一般都为圆形管，在建筑中直径较大和较小的管道均有采用，管道变径较为复杂，供水管网要满足生活用水和相关消防要求，给水管网可选用钢塑复合管，PPR 管等常见管材。一般而言，给排水平面图及说明需要包含以下内容：水源与供水地点，给水管道、管径、位置和水压，管路上的各种阀门及仪表，给水设备及附件，管材的选用等。水泵选型：一般根据供水规模、建筑用水量，消防用水标准等确定水泵类型及其布置位置；根据室内环境条件考虑水泵运行噪声，依据水头高差、用水点的水头要求、管道局部和沿程损失等来合理确定水泵扬程。在给排水管路系统图的设计工作方面，用水点位置及水头要求确定后，要进行室内管路走向绘制，平面图要与系统图保持一致；根据供水系统特点，还要考虑与其他专业管道综合布置的影响，如图1 所示。

图1 建筑给排水管道三维图设计

3.2 供水设计问题优化

建筑室内的供水系统主要是为人们的生活用水服务，为建筑内的使用人群提供安全可靠的水源，其中民用建筑当中的供水系统也可以分为直饮水系统和二次供水系统。直饮水就是通过管道，将通过建筑内部集中直饮水处理系统处理好的，达到相关水质标准的水，输送到每个住户家中，也称之为“净水”。直饮水的优点是水质安全没有二次污染，整体的供水质量相对较高，且能够统一管理，安全系数也较高。而二次供水系统，主要针对将市政管网后的水，二次加压后，输送到地块内各个单体中。在实际设计工作当中，首先，根据建筑给排水设计标准的要求，对排水管的间距进行适当的调整，在建筑物内埋的生活给水管线与排水管道在平行布置时，最小的净距应大于0.5m，交叉埋置时的最小净距为0.15m 以上，而且在设计排水管道时，必须在给水管线下面进行布置。在供水管线的敷设设计工作当中，需要将给水管线安装在建筑的特定的结构位置上，以此来保证给排水管道的工作质量和效果。在浇注、封孔工作当中，用的是比地面等级更高的细石材料，以此可以避免管道的渗漏问题和影响。在具体的设计工作方面，需要预先埋好套管并加入防渗、防水剂等，有效避免出现严重的渗水和漏水现象。另外，在日常生活中也要考虑到排水管的材质，需要尽量选择隔音的材料，而且在日常生活中也会受到噪声的影响，所以在设计工作当中需要尽可能地减少管道的谐振噪声和设备带来的空气噪声等。

3.3 减压阀设计问题优化

建筑室内给排水系统减压阀主要是由阀体，阀座，弹簧，螺栓，活塞等组成，减压阀使用时间长了之后内部的零件很容易会出现老化的情况，如果在这个时候没有及时地对其进行维修和保养，很有可能影响其使用寿命。减压阀的阀门应安装在空气流通而无腐蚀性气体、蒸汽或其它有害介质通过的地方，并应能承受所产生的压力、惯性和冲击力。阀内腔通常为金属材料铸造，通过调整阀体内的启闭件的开合，来发挥减压的作用。同时，调节阀具备体积小、重量轻、结构简单、操作方便、直接安装在管道上便可使用等优点。当建筑给排水系统中所有部件都正常工作时，系统压力则会升至系统额定压力，而当某项设备故障时，会导致整个系统瘫痪。根据系统原理及要求可以选择使用电动调节阀产品型号。通常情况下，减压阀的使用能控制流体的流向和流量，而且对压力变化非常敏感，在使用中，不允许有任何超过其额定值或使用不当的情况，避免造成不必要的损失。通过启闭件来控制通过流体的流量和速度。电动调节阀采用了两组行程控制台分别控制两个阀门同时动作，使得当阀瓣处于完全开启状态时，可以使阀瓣通过阀门而改变其流量特性，阀门关闭时则反之，如图2 所示。

图2 减压阀的设计

3.4 地漏优化设计要点

在给排水系统地漏的设计中，根据工程的设计要求和规范，应确保水封深度大于50mm，才能有效地避免地漏产生反味、滋生虫子等现象。同时，尽量采用防干地漏，避免采用不带存水弯的地漏，在建筑排水管的设计中，为了不影响美观，地漏最好设置于角落，且保证水封深度大于50mm，这样才可以确保地漏的各项功能可以正常发挥和使用，防止出现污水上涌和其他安全隐患问题。

4 结论

室内给排水设计作为建筑工程的重要组成部分，其重要性不言而喻，对于民用建筑来说，人们生活质量和生命安全与室内给排水系统的设计息息相关。因此，相关工作人员在进行室内给排水系统的设计时，需要认真地对其进行分析和研究，根据民用建筑的具体情况，从人性化、规范化和智能化等方面出发，制定出合理的处理措施，从而提高整个给排水设计的质量和水平。