高層建筑給排水工程設計探討

作者簡介： 蔣懷中 (1976.10.21) 男 北京 工程師 大學本科 研究方向：給水排水] 2劉旸[ 作者簡介：劉旸 (1975.7-) 男 北京(籍貫) 工程師 大本 研究方向：給排水

摘要：高層建筑的給給排水與人們的關系日趨密切。本文主要從給排水工程的特點、給水方式的設計和排水設計方面做出了探討，并為給排水中的節能提出了一些建議。

關鍵字：高層建筑；給排水；節能

中圖分類號：TU82 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)10(b)-0000-00

目前我國高層建筑越來越多的出現，具有樓層多、功能復雜、用水要求高，排水量大等特點，對給排水提出了新的要求。

1高層建筑給排水工程特點

(1)高層建筑給排水設備的使用人數較多，水量也較大。如果發生停水或是管道堵塞等事故，則影響人群較多，范圍較大。因此，高層建筑必須采用有效的措施，以保證供水安全和排水通暢，經濟合理以及維護管理方便。(2)高層建筑中給排水系統中靜水壓力較大。如果只有一個供水區，不光是會影響使用，而且也容易損壞管道和配件。因此，可以對給排水系統進行合理的豎向分區，從而降低靜水壓力，使系統做到安全運行。（3）高層建筑的各種動力設備繁多，管道較長，比較容易產生振動和噪音。因此在給排水設計中，應該考慮到管道的防震、防噪、防管道的變位或是伸縮等措施。（4）高層建筑的功能復雜，引發火災的因素也比較多，一旦失火，火勢蔓延迅速，并且在人員的疏散和撲救方面都存著一定的困難。要提高高層建筑的消防系統的安全可靠性，必須設立安全可靠的室內消防給水系統。（5）高層建筑的給排水量大，管道長，管道中存在著較大的壓力波動。為了使管道的壓力穩定，提高系統的給排水能力，采用新型的單立管道系統或是設置通氣管系統是很有必要的。此外，排水管道的材料最好采用機械強度較高的 ，并用柔性接口。

2高層建筑的給水方式

高層建筑的給水應該秉承給水安全可靠，技術先進，經濟合理的原則。目前我國的高層建筑給水主要有四種方式：

1.減壓分區給水。即是一種利用減壓水箱或是減壓閥進行減壓。水泵直接將水注入最上區的水箱，然后依次向下區的水箱供水，或是在上下區間裝置減壓閥代替水箱起到減壓的作用，用這種方式給水，設備和管道都比較簡單，成本較低，方便維修管理，但是下區供水面臨較大的壓力，水泵也會消耗較多的能源。2.氣壓罐給水方式。這種方式需要離心水泵和氣壓罐兩種設備。利用氣壓罐內的空氣的壓縮性來存儲和調節水量的高度，并且使用水泵機組的循序啟動和軟啟動，實現供水。氣壓罐供水不需要建設水塔和水箱，減少了建筑物的荷載和基建的投資，而且密封的罐內可以避免水質的污染，但是氣壓罐的容水量是有限的，并且會經常出現供水壓力不穩定的現象，供水的可靠性無法保障，水泵的啟用頻繁，大大縮短了使用的壽命，設備支出費用會有所增加。3.高位水箱供水方式。這種方式所需的設備包括水泵和水箱。水箱內的水在泵房內離心泵的作用供給，高位水箱則用來存儲和調節本區的水量及穩壓。使用高位水箱供水方式，水箱里可以儲存一定量的水，并且水泵的啟動次數也相對較少，可以保障供水的安全可靠，同時所支出的設備費和運營費也比較低。但是，使用這種方式，首先，水箱內的水容易受到污染；其次水箱的設置會占用一定的建筑面積和增加建筑結構的復雜性。4.變頻泵無水箱給水方式。這種方式的水壓和流量是可以調節的。從而達到一種節能的效果，并且可以隨著用水量的變化隨時調整點機的轉速運行，保證了運行的可靠性并且延長了設備的使用壽命。但是由于變頻器的價格比較貴，所以設備所需的費用較大，并且變頻器對工作環境也有一定的要求，容容易受到外界的干擾，影響整個系統的正常運行。

總而言之，每一種給水方式都各有利弊。給水方式的設計，應該結合實際的情況和地方特點，做到具體分體具體分析，也可以將幾種供水方式相互結合使用。

3高層建筑的排水設計

（1）排水系統的分流制。污廢水是采用合流制還是分流制主要是由技術和經濟兩大因素決定的。一般在民用高層建筑中，生活污、廢與雨水是分流排放的。（2）排水管道布置。需排出的污水盡量通過最短的排水管道排出室外，并且排水管道盡量的不要經過變形縫。這樣有利于排水管道的安全使用以及維修清理。（3）排水管道的鋪設。管道與墻之間、管道之間需要留有一定的間距；如果管道要穿越樓板、穿越墻壁或是樓基怎要預留洞孔。排水立管與排水管端相連的部分應該采用兩個45°的彎頭或是彎曲半徑不小于4倍管徑的90°彎頭。（4）通氣管道系統設置。建筑內排水管道系統要設置專用的通氣立管與大氣相通，達到釋放排水管系中正壓和補充空氣減少負壓的作用。保證排水管內空氣的流通，減少排水管道內的有害氣體。排水管道一般有伸頂通氣管、專用通氣管、主通氣管、副通氣管、器具通氣管和結合通氣管等幾種通氣的方式。（5）通過嚴格的水力計算，控制排水立管的水流量不超過規定的最大流量值。并且為了降低水流的下降速度，可以在排水立管中采取一些消能措施，從而避免水流的沖擊對管系所造成的破壞。在實際的建筑操作中，通常自頂層起，每隔6層就會設置一套消能的裝置。

4高層建筑給排水中的節能設計

（1）建立中水利用系統。高層建筑使用后的某些生活排水、冷卻水和雨水等，經過再處理后可以達到一定的水質指標，滿足某些使用要求，成為可以進行有益使用的中水。在那些高層建筑比較集中的區域，生活廢水具有水量較大，使用時間比較集中，水質和處理效果也相對的較理想，為中水系統的建立提供了水源。（2）利用變頻水泵。變頻水泵有著顯著的節能效果，調速方式方便、調速的范圍較廣、保護功能完善、以及安全可靠的運行。傳統的高層建筑通常采用水箱和水泵結合的方式，水泵將水提供給高位水箱，再向下供水。為了防止水壓過大，還需安裝減壓裝置，造成大量的電能消耗。而采用變頻水泵，則不需要水箱水罐等裝置，節約了成本。而且采用調節速度的方式來調節流量，避免了電機的頻繁啟動，減少了電力資源的浪費。目前，變頻水泵的技術已經日臻成熟，大量推廣變頻水泵在高層建筑給排水系統中的使用，在節能中意義重大。大力推廣和使用節水設備。一套節水性能較好的設備，能對節約水資源產生非常重大的作用。例如閥門的質量與類型直接關系著用水質量，我們應該選擇能節水的閥門。在水壓等客觀條件相同的情況下，節水龍頭比普通的龍頭節水30%到50%，所以在高層建筑中，在水壓超標的地方使用節水龍頭，可以減少浪費。

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