高層建筑給排水設計管理的實例分析

摘 要：當前，城市化進程十分迅速，隨之而來的就是建筑行業(yè)的快速發(fā)展，為了滿足城市人口的住房需求，高層建筑得到越來越廣泛的應用，然而，高層建筑的特點也給建筑給排水設計帶來新的考驗。

關鍵詞：高層建筑；給排水；設計管理；工程實例

1 工程概況

在本文的研究中，選擇某一高層建筑作為給排水設計實例進行分析。該高層建筑屬于綜合性建筑，總高度為90m，地下兩層分別為設備用房和車庫，地上共30層，建筑的1層到5層是辦公樓，建筑的6層到30層是酒店住房，其中，第6層和第20層是設備層，本文主要介紹高層建筑的生活給水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的設計，并結合實例進行說明。

2 高層建筑的生活給水系統(tǒng)

通常情況下，高層建筑都配備裙房，從節(jié)能的角度來看，應該最大限度的利用室外給水管網(wǎng)的壓力。可以將地下室、裙房和地上五層統(tǒng)一劃分為高層建筑的低區(qū)，使用常規(guī)的給水系統(tǒng)即可滿足低區(qū)的供水需求，設計時，將用水量較大的設置在低區(qū)，比如酒店廚房、洗衣間等，這樣能夠避免能源的浪費，并降低給水系統(tǒng)的運行成本。此外，還要考慮高層建筑用水設備的承壓能力，借此劃分高層建筑給水分區(qū)，居住性建筑的供水壓力控制在0.3MPa左右，功能性建筑的供水壓力控制在0.4MPa左右，以便選擇用水設備、管道材料等的特性參數(shù)，制定設計和施工方案[1]。

如果建筑高度超過50m，可以根據(jù)實際情況選擇相應的給水系統(tǒng)，常用的給水系統(tǒng)有氣壓罐供水系統(tǒng)、并聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)、串聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)和一次提升分區(qū)減壓系統(tǒng)等。采用一次提升分區(qū)減壓系統(tǒng)，需要設置減壓閥以滿足系統(tǒng)的壓力需求，該系統(tǒng)結構緊湊、容易管理、可靠性較高，但是，建筑頂層的水箱存水量比較大，建筑的結構荷載增加；使用全自動恒壓變量給水設備，該設備不用設置屋頂水箱、壓力工況穩(wěn)定、節(jié)能效果顯著，具有一定的發(fā)展?jié)摿Γ欢?jīng)濟成本相對較高。

在該高層建筑的設計中，根據(jù)不同功能分區(qū)的用水定額規(guī)定，可以確定每天最大用水量為532.4m3，小時最大用水量為62m3，使用水泵加水箱的供水方式，設置高位水箱，水泵等設備集中于地下設備用房。建筑共分為三個給水分區(qū)，即低區(qū)（地下2層到地上5層），使用室外管網(wǎng)供水，低區(qū)給水系統(tǒng)原理如圖1所示；中區(qū)（7層到19層），由水泵向20層的水箱供水，再通過水箱給中區(qū)供水，供水方式為上行下給；高區(qū)（21層到30層），由水泵向屋頂水箱供水，再通過水箱給高區(qū)供水，也采用上行下給的供水方式。高區(qū)水箱容積為6.4m3，中區(qū)水箱容積為5.4m3，設置兩臺水泵，一用一備。

3 高層建筑的排水系統(tǒng)

設計高層建筑的排水系統(tǒng)時，主要參考建筑的衛(wèi)生要求，確保排水系統(tǒng)的通暢和水封完好，通常配備專用的通氣系統(tǒng)，讓底層排水直接排出，避免建筑底層的衛(wèi)生設備出現(xiàn)冒水問題。如果高層建筑的專用通氣系統(tǒng)比較大，需要設置多根排水通氣管時，應該在高層建筑的頂層設置一根水平通氣管，匯合豎直排水通氣管的氣體。高層建筑都會設置地下室，其污水不能通過自流的方式排出室外，需要設置一個集水池，讓污水流入到集水池中，再使用污水泵將集水池中的污水排到室外檢查井中，應用自動控制技術，讓污水泵能夠根據(jù)集水池的污水水位進行自動調節(jié)，降低污水泵的能耗[2]。目前，傳統(tǒng)的鑄鐵排水管已經(jīng)逐漸被淘汰，取而代之的是硬聚乙烯塑料管，這種材質的管道具有防結露、耐腐蝕、不燃燒、抗老化、易安裝、材質輕等特點，具有良好的應用前景。

該高層建筑將生活廢水和生活污水分開處理，采用三立管的排水系統(tǒng)方案，以降低氣壓波動的幅度，提高建筑排水系統(tǒng)可靠性，滿足安全衛(wèi)生需求[3]。高層建筑的6層到30層是酒店住房，頂層設置水平通氣管，讓排水通氣管的氣體沿水平方向排出，然后，在高層建筑的第6層設置水平集水管，讓排水通氣管的污水匯流到集水管中，最后，經(jīng)過低區(qū)排水管道排到室外市政管道中。在地下室設置排水管，并配置一個集水池，讓地下室的污水通過排水管自行流入到集水池中，在污水泵的作用下，排到市政管道中，污水泵一用一備，采用自動控制技術，水位控制方式如圖2所示。

4 高層建筑的消防給水系統(tǒng)

高層建筑消防給水系統(tǒng)設計必須符合《高層民用建筑防火設計規(guī)范》的相關規(guī)定，設計過程中，可以按照高層建筑的用途和功能來確定消防用水量，以滿足消防給水系統(tǒng)的用水需求。消防給水系統(tǒng)的水箱至少要儲存10min的消防用水量，受限于屋頂水箱的靜水壓力，可以設置氣壓罐和穩(wěn)壓泵來提高水壓，通常情況下，以全自動恒壓變量給水設備為首選，其占地面積小、結構緊湊，同時，設備可靠性比較高。高層建筑的消防給水系統(tǒng)分為兩個部分，一部分是自動噴水滅火系統(tǒng)，一部分是消火栓給水系統(tǒng)，設置止回閥，以保證兩個系統(tǒng)互不干擾[4]。

自動噴水滅火系統(tǒng)的滅火效果非常好，在每個房間配備灑水噴頭，常用的是濕式滅火系統(tǒng)，呈枝狀分布形式，結構簡單，經(jīng)濟成本低，當溫度高出環(huán)境溫度30℃時，灑水噴頭自動開啟[5]。高層建筑消防用水的需要的水壓和水量會超過室外給水系統(tǒng)的能力范圍，這就應該設置消防水池，其儲水量應該最少滿足兩個小時的消防用水需求，消防水池設置在地下室中，并儲備室外消防用水。

該高層建筑的消防系統(tǒng)中，地上部分是中危險級I級，地下部分是中危險級Ⅱ級，采用濕式滅火系統(tǒng)，給水泵提供循環(huán)壓力，設置減壓閥以維持壓力的穩(wěn)定，末端給水設備安裝試壓裝置。整個高層建筑分為五個自動噴水區(qū)，防火分區(qū)配備相應的水流指示器。

消火栓給水系統(tǒng)也是必不可少的一部分，常將消火栓設置在樓梯休息平臺，高層建筑宜配備室內消火栓系統(tǒng)，如果條件不允許，可以設置消防豎管，并配置室內消火栓，保證立管的管徑在DN65以上，采用暗裝的方式，將消火栓箱布置在梁的周圍，室內消火栓設置如圖3所示。消火栓安裝的安裝高度應該以成年人可以使用的高度為準。

按照規(guī)定，室內消火栓系統(tǒng)的用水量為40L/s，室外消火栓系統(tǒng)依靠市政消火栓系統(tǒng)提供消防用水[6]。高層建筑內部采用分區(qū)減壓給水方式，消火栓系統(tǒng)按照靜水壓力的要求，分為高區(qū)和低區(qū)。高區(qū)（7層到30層），火災發(fā)生時，使用高區(qū)水箱提供10min的消防用水量，穩(wěn)壓供水，然后，再用消防水泵保證用水量；低區(qū)（地下2層到地上6層），火災初期，使用高區(qū)水箱提供10min的消防用水量，減壓供水，再用消防水泵供水，但必須經(jīng)過減壓閥，以降低直接供水的壓力，本工程的消火栓給水系統(tǒng)如圖4所示。

整個消防給水系統(tǒng)共使用兩臺消防水泵，兩臺噴淋泵，一用一備，以保證火災發(fā)生時，消防給水系統(tǒng)能夠正常工作。經(jīng)過計算，高層建筑的消防水池的容積為530m3，屋頂消防水箱的容積為20m3。

5 結 語

本文對高層建筑的給水排水系統(tǒng)設計進行了詳細的介紹，綜合考慮建筑整體結構、用水設備的安全問題、排水系統(tǒng)的衛(wèi)生問題和給排水系統(tǒng)節(jié)能等方面的因素，并結合實例進行分析，希望能為高層建筑的給排水設計提供一定的參考。

參考文獻

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[4]周波.浙江某超高層綜合樓消防給水系統(tǒng)設計[J].消防技術與產(chǎn)品信息，2009（8）.

[5]王紅玉，王大鵬，李樟海.廣州自云國際會議中心消防設計[J].給水排水，2007.

[6]GB50045-95.高層民用建筑設計防火規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社.2005.