浅谈高层建筑给水排水设计研究

发布时间：2022-10-05 10:07 热度：

　　摘要：随着国民经济的发展，国内新建的建筑，尤其是在土地供应紧张的大中型城市，高层及小高层建筑占了很大的比例。如何合理的设计给排水及消防系统，对高层和建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性有着重要的意义。

　　关键词：高层建筑 给水方式 排水系统 设计

　　Abstract: along with the development of national economy, the domestic new buildings, especially in large and medium-sized cities of land supply constraints, top and small high-rise buildings account for a big proportion of the. How to reasonable design and drainage and fire fighting system system, the top and building the daily operation of the economy, and fire control safety and reliability are of great significance.

　　Keywords: high building water supply way drainage system design

　　中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

　　引言

　　高层建筑有别于低层建筑，具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点，因此，对建筑给水排水工程的设计提出了新的技术要求，必须采取新的技术措施，才能确保给水排水系统的良好工况，满足各类高层建筑的功能要求。

　　1 高层建筑给水排水工程的设计要求

　　由于高层建筑具有层数多高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点，因此。对建筑给水排水工程的设计、施工、材料及管理方面都提出了较高的要求。

　　1.1 高层建筑给水热水消防系统静水压力大。如果只采用一个区供水，不仅影响使用。而且管道及配件容易被破坏。因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。

　　1.2 高层建筑的排水量大，管道长，管道中压力波动大。为了提高排水系统的排水能力。稳定管道的压力，保护水封不被破坏，高层建筑的排水系统应设置通气管系统或采用新型单立管系统。高层建筑的排水量管道应采用机械强度较高的管道材料。并采用柔性接口。

　　1.3高层建筑的建筑标准高，给水排水设备使用人数多，瞬间的给水量和排水量大.一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大，必须采用有效的技术措施，保证供水安全可靠，排水通畅。

　　1.4高层建筑动力设备多，管线长，易产生振动和噪声。因此，高层建筑的给水排水必须考虑设备和管道的防振动和噪音的技术措施。

　　2 高层建筑给水方式

　　2.1高位水箱给水方式。高位水箱供水方式包括水泵和水箱。该方式又可分为并联供水式、 串联供水式、减压水箱供水式、减压阀供水式。高位水箱的作用是存储调节本区的用水量和稳压。水箱内的水由设在泵房内的离心水泵供给。

　　2.1.1高位水箱给水方式具有以下优点:

　　水箱内可储备一定水量，供水比较安全可靠;水压稳定;泵启动次数较少，效率较高;设备费和运营费较低。

　　2.1.2主要缺点:

　　水箱的设置占用了一些建筑面积; 增加了高层建筑结构的复杂性，基建投资相对上升;水质较易受到污染;水箱进水时，产生噪声和振动。

　　2.2气压罐给水方式。气压罐的设备包括离心水泵和气压罐。气压罐为一钢制密闭容器，供水时利用容器内空气的可压缩性存储和调节水量，并将罐内储水压送到一定的几何高度，达到节能的目的;水泵机组采用软启动和循序启动，从而实现无塔供水。

　　2.2.1气压罐供水的主要优点:

　　一般不需要水箱和水塔，荷载大大减小，尤其适用于地震区的高层建筑;罐内水质不易受污染;基建投资较省;便于集中管理，较易实现自动控制。

　　2.2.2主要缺点:

　　供水压力不稳，常出现周期性的波动;气压罐容积有限，储水较少，因而水泵启动频繁，且水泵在变压状态下工作，不仅效率低，而且增加了设备的运行费用，缩短了水泵的使用寿命;由于气压罐的有效容积较少，其储水和调节水量的作用远不如高位水箱，因而供水可靠性较差。

　　2.3变频泵无水箱给水方式。变频调速水泵，是一种将单片机技术、变频技术和水泵机组相结合，通过变频器电源改变频率和电压，以控制交流电动机的转速，进而实现水压与流量可调的给水设备。由于变频泵的水压和流量可调，可取消高位水箱。

　　2.3.1该方式的主要优点:

　　节能;在保持设定压力的前提下，根据用水量的变化情况随时调整电机的转速运行，既可延长设备使用寿命，又能保证运行的可靠性;调速全自动化，使用方便;结构紧凑，占地省，安装方便，便于集中管理等。

　　2.3.2变频调速水泵的缺点;

　　变频器价格贵，整机费用比其他给水设备昂贵;变频器对工作环境条件(包括温度、湿度、灰尘等)要求较高;变频器易受外界电池干扰，影响机组正常运行。

　　2.4减压分区给水方式。减压分区给水方式是利用减压阀或各区的减压水箱进行减压。水泵将水直接送入最上层的水箱，各区分别设置水箱，由上区的水箱向下区的水箱供水，利用水箱减压，或者上下区之间设置减压阀，用减压阀代替水箱，起减压的作用。向下区供水时，先通过干管上的减压阀，然后进入下一区的管网，依次向下区供水。特点是供水比较可靠，设备和管道系统简单，节约投资，维修管理方便。采用减压阀减压方式，各区不再设置水箱，可提高建筑面积的利用率。但下区供水压力损失较大，水泵能源消耗较大。设计时一般生活给水系统采用可调式减压阀;消防系统采用比例式减压阀。

　　3 高层建筑排水系统设计

　　超高层商住楼的排水系统主要接纳盥洗、淋浴等洗涤废水，粪便污水。合理选择污水排除方式是排水系统设计的重要问题。污水排除方式与排水管道敷设方式密不可分。排水管道的敷设通常有以下2种方式:

　　3.1排水横管敷设在楼板面上

　　这种排水管道敷设方式要求每层排水管不穿越楼板，这样，卫生间就不需吊顶，空间更开阔，且本层套内管道维修不影响到下层用户。排水横管在板面上的敷设方式，通常有以下两种:

　　3.2卫生间板面下沉式

　　即卫生间板面要比相应楼面下降450mm左右(假定卫生间室内外高差为50mm)，排水横管敷设完毕后，再回填渣土至楼面平。这种管道敷设方式使卫生洁具布置更加灵活，可满足二次装修的要求，但因卫生间板面下沉要回填渣土，增加了楼面的负担，同时，因卫生间楼板底比相应楼面下降500mm左右，而卫生间处梁高通常为300mm~400mm，结构设计中通常将梁底同板底持平，梁高度相应增加，因此增加了投资。另外，如果卫生间平面有次梁穿过时，采用此种做法管道必将穿过次梁，这样就会影响次梁受力结构。

　　3.2.1卫生间板面不下沉式

　　即将排水管道敷设在板面上，这种设计对卫生洁具有特别的限制，即要求坐便器采用后出水型，地漏采用侧排式地漏。由于侧排水式地漏和浴缸本身不带存水弯，因此在接入横管时须加存水弯。其做法通常是将横管设于管道井内或是当厨房、卫生间靠外墙设置时将横管设于建筑外墙，这样势必增加管道井设置或者影响建筑美观，同时由于后排式坐便器目前市面上暂时难以购买，因此，有可能影响住户的二次装修。

　　3.2.2排水横管敷设在楼板面下

　　这是常规敷设方式，其卫生间洁具排水管要穿越楼板与排水横管连接，这种排水管道敷设方式可满足重力流排水的要求，排水的水力条件好。但由于横管设于楼板下，影响美观，卫生间需吊顶。同时，若管道出现堵、漏现象，维修时需到下一层，给下层住户造成不便。

　　4 消防系统设计

　　确定消防用水量是高层建筑防火设计的一个中心环节。《高层民用建筑防火设计规范》(以下简称《高规》)对消防用水量都有较具体而又合理的规定，给排水设计者可以根据建筑物的性质选择合适的消防用水量。

　　4.1消火栓

　　防患于未然，高层建筑必须设置具有自救能力的消防给水系统，及时控制火势扑灭火灾。消火栓给水系统是超高层建筑的主要消防系统，要满足各点的灭火用水量和水压的要求。对于商住楼中的住宅部分, 消火栓在消防电梯前室设置, 而电梯前室一般空间比较狭小, 对于规范中每一层有两股水柱同时到达室内任何部位的要求, 则需设两根立管, 每个立管带一个消火栓箱。

　　这样做的目的:

　　4.1.1如果一个消火栓立管检修或损坏不能使用时, 可以由另一根立管带的消火栓箱来扑救;

　　4.1.2 如果一个消火栓箱被火围困不能使用时, 可以由另一个消火栓箱进行扑救。

　　4.2自动喷洒灭火系统

　　对于高层建筑，自动喷洒系统会在人员活动密集的公共部位都设置喷头进行保护。当火灾发生时，首先由屋顶消防储水箱供应火灾初起的消防供水。消防水泵要求在火警后 30 s 内启动，并且要在高位消防水箱内的消防储水用完之前，消防泵能及时启动供水。由于屋顶水箱不能满足最不利点喷头的喷水压力，因此在屋顶水箱间要求设置消防增压稳压装置来保证灭火初期喷淋系统的运行。但是增压稳压装置的稳压泵如果流量过大，就容易导致不能迅速启动喷淋主泵。因此稳压装置的选择并不是越大越好，而是要严格按照国家规范的要求选用。

　　5 结语

　　高速发展的建筑业必将对建筑给水排水技术提出更高的要求，为了适应和推动高层建筑的发展，必须不断改进和提高高层建筑给水排水技术，使高层建筑给水排水技术达到一个新的水平。

　　参考文献:

　　[1]GB50015-2003.建筑给水排水设计规范[M].北京:中国计划出版社.2003.

　　[2]黄丽. 城市高层建筑消防与给排水设计[J].科技创新导报.2008(19).

　　[3]王冬改.居住小区给水设计秒流量概率计算方法[J].大众科技.2005 (3):8~9.

　　[4]李越明.住宅建筑排水设计[J].西南给排水.2008(7).

　　[5]李明.高层建筑屋面雨水怕水设计与施工.西南给排水.2007(2).