高層建筑給排水常見問題及解決方案

張 峰

中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司鄭州分院 河南 鄭州 450000

進入新世紀以來，我國城鎮(zhèn)化水平不斷提升，高層建筑已成為一種緩解土地資源緊張局勢，并改善居住環(huán)境的重要選擇。高層建筑層數(shù)較多，高度較大，其內(nèi)部人員密集，日常水資源需求量與排放量均很高，因此，高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)難度也很大，尤其是技術(shù)標準層面，高層建筑要比其他建筑類型更加嚴格。給排水系統(tǒng)實際設(shè)計與施工環(huán)節(jié)，相關(guān)施工單位與從業(yè)工作者應(yīng)正視各項具體問題，最大限度保證高層建筑給排水系統(tǒng)可長時間保持安全穩(wěn)定運行狀態(tài)。

1 高層建筑給排水施工特點

與傳統(tǒng)中低層建筑相比，高層建筑給排水系統(tǒng)運行壓力更高，其設(shè)計施工難度更大，技術(shù)標準更為苛刻，一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則給排水系統(tǒng)將很難有效滿足日常人民群眾日常生活所需。

1.1 高層建筑內(nèi)部人員眾多，給排水系統(tǒng)供應(yīng)壓力巨大

高層建筑內(nèi)部存在大量居民，其給排水系統(tǒng)所要提供的服務(wù)面積非常大，且日常用水量與排水量也要遠超常規(guī)建筑，一旦建筑供水不足，亦或是排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題，其帶來的影響也會相當惡劣，大量居民日常生活與工作將無法正常進行。因此，高層建筑給排水系統(tǒng)在設(shè)計與施工階段應(yīng)以安全可靠為核心，積極采取先進的技術(shù)工作，嚴格執(zhí)行各項監(jiān)管機制，確保供水安全、排水通暢，并為后續(xù)維護管理創(chuàng)造有利條件。

1.2 高層建筑管道壓力較大，且需提前進行分區(qū)規(guī)劃

高層建筑給水管道采用加壓供水，管道在日常使用中需承受較大的靜水壓力，若壓力過大，其不僅會造成水資源的嚴重浪費，也會進一步加重管道事故風(fēng)險，嚴重破壞供水系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全可靠性，相關(guān)管道與配件也很容易出現(xiàn)損壞，后續(xù)維護管理成本費用大幅上升。因此，高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)階段，工作人員應(yīng)結(jié)合高層建筑內(nèi)部人員分布情況，以及樓層高度變化，分區(qū)設(shè)置供水管道，如按照豎向分區(qū)，將整個供水體系分為高壓區(qū)與低壓區(qū)。

1.3 高層建筑排水管道長度大，排量高，且管道壓力波動較大

建筑工程排水管道應(yīng)用過程中，其管道壓力存在顯著的時間特征，因此，管道內(nèi)部壓力很容易在短時間內(nèi)發(fā)生較大變化，此時，若管道設(shè)計層面存在缺陷，亦或是施工環(huán)節(jié)存在質(zhì)量隱患，則系統(tǒng)排水能力將難以滿足集中使用需求[1]。因此，高層建筑給排水工程設(shè)計與施工過程應(yīng)考慮采用單立管管道系統(tǒng)，亦或是設(shè)置通氣管系統(tǒng)，進一步緩解排水管道壓力問題，以免壓力突然增加而造成管道關(guān)鍵承壓結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞。

1.4 高層建筑給水系統(tǒng)也要考量消防需求，可及時抑制火情發(fā)展

高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計與施工過程中，其給水體系不僅要滿足人民群眾日常生活與工作所需，也要為高層建筑消防安全提供足夠保障。高層建筑火情發(fā)展速度非常快，且很容易造成極為慘重的人員傷亡與財產(chǎn)損失，因此，高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計與施工環(huán)節(jié)，工作人員也要考慮到消防系統(tǒng)及消防裝置的用水需求，需建立起安全可靠的室內(nèi)外消防給水機制。

2 高層建筑給排水系統(tǒng)常見問題及相關(guān)解決對策

2.1 給水系統(tǒng)壓力問題

2.1.1 問題描述

通常情況下，高層建筑的給水系統(tǒng)會按照豎向分區(qū)，將整個給水體系分為高壓供水區(qū)域低壓供水區(qū)。低壓供水區(qū)多采用帶氣壓罐或帶穩(wěn)壓裝置的變頻供水系統(tǒng)，部分建筑也會采用高位水箱為低壓供水區(qū)供水。高壓供水區(qū)多采用高位水箱或屋頂水箱完成供水作業(yè)。

因此，高層建筑給水系統(tǒng)不得不面臨最低處靜水壓力過高問題，若設(shè)計環(huán)節(jié)未能具體分析，最低處靜水壓力超出標準水平，則高壓供水區(qū)在用水期間很容易出現(xiàn)水花飛濺，且水流難以控制的現(xiàn)象，水資源浪費較為嚴重，且相關(guān)衛(wèi)生器具的連接軟管也很容易發(fā)生爆裂，極大降低高層建筑居住舒適度，并存在較為嚴重的安全隱患。

與此同時，高層建筑給水系統(tǒng)也存在最不利供水點凈水壓力過低現(xiàn)象。通常情況下，高層建筑高區(qū)高位水箱設(shè)置高度不會太高，如此條件，高區(qū)最不利供水點靜水壓力可能會低于100kPa，嚴重影響相關(guān)住戶的日常生活與工作，用水過程極為不便。若采用帶氣壓罐的變頻供水系統(tǒng)，最不利供水點靜水壓力將上升，而最低處的靜水壓力又會超出限制。

2.1.2 處理對策

針對以上問題，高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計與施工過程中，相關(guān)企業(yè)與工作人員應(yīng)提前做好現(xiàn)場調(diào)研與規(guī)劃分析，結(jié)合建筑物的實際高度，明確高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，對給水系統(tǒng)進行科學(xué)分區(qū)，而不是簡單將其一分為二。若建筑物高度較高，則設(shè)計團隊可依照給水系統(tǒng)應(yīng)用需求，將給水系統(tǒng)分為三個區(qū)域或更多，如此可保障最高點與最低點同時享受較為理想的供水環(huán)境，確保用水舒適與安全。

結(jié)合上述優(yōu)缺點，金隆公司采用濕法硫化沉淀除砷法處理含砷廢液的工藝流程。硫化除砷法具有除砷效率高，砷沉淀物穩(wěn)定的優(yōu)點。

此外，為進一步處理給水管道內(nèi)部可能存在的靜水壓力過高問題，給水系統(tǒng)設(shè)計者應(yīng)進一步考慮住戶衛(wèi)生器具連接軟管的平均承壓水平，提前做好試驗測試，經(jīng)分析校核后，可在合適位置加裝減壓閥，盡量減少高壓區(qū)域的靜水壓力，借助其他輔助裝置，將原本兩個分區(qū)劃分為多個分區(qū)，此類方法亦可應(yīng)用在高層建筑給水系統(tǒng)維護與改造工作之中。

2.2 高層建筑衛(wèi)生間異味問題

2.2.1 問題描述

高層建筑衛(wèi)生間異味問題也十分常見，其多來自排水管道內(nèi)部。為避免管道壓力波動過大，高層建筑排水管道多設(shè)置有通氣管道與之相連，多數(shù)情況下，排水管道內(nèi)部異味可通過通氣管道排走。但部分高層建筑衛(wèi)生間排水管道設(shè)置并不合理，未能按要求安裝封閉裝置，進而造成臭氣逸散。

2.2.2 處理對策

針對高層建筑衛(wèi)生間異味問題，高層建筑設(shè)計施工單位應(yīng)對高層建筑內(nèi)部空間進行優(yōu)化布局，確保衛(wèi)生間區(qū)域具備良好的通風(fēng)條件[2]。此外，相關(guān)工作人員也要處理好排水管道設(shè)置問題，所有與衛(wèi)生器具相連的排水管道均要設(shè)置存水灣，并同時安裝特定的隔離裝置，以免排水管道內(nèi)部臭氣進入到衛(wèi)生間，進而影響到建筑內(nèi)部空間舒適性與健康性。

2.3 雨水管道獨立設(shè)置問題

2.3.1 問題描述

高層建筑為實現(xiàn)空間的高效利用，并保證建筑結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定性與工作生活便利性，多配置裙樓等多層建筑與之相連。因此，高層建筑雨水管道設(shè)計階段，為提高系統(tǒng)便利性，部分設(shè)計團隊會將多層建筑雨水管道與高層部分的雨水管道連接，亦或是將空調(diào)的排水管道連接到雨水管道[3]。雨水管道排量相對較小，在不發(fā)生短時強降水天氣時，這種設(shè)計不會出現(xiàn)較大問題，但是，一旦短時雨水排放需求暴漲，雨水管道內(nèi)部很容易出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象，很容易破壞空調(diào)機組，并存在巨大的安全隱患。

2.3.2 處理對策

高層建筑雨水管道設(shè)計與施工建設(shè)應(yīng)從實現(xiàn)水資源高效利用角度著手，進一步分析雨水資源的利用空間，可結(jié)合市政工程，將雨水資源進行收集，并進行統(tǒng)一處理凈化，從而將其應(yīng)用于其他生產(chǎn)領(lǐng)域。因此，高層建筑雨水管道應(yīng)保持獨立性，各個結(jié)構(gòu)體之間的雨水管道不可相連，并同時對空調(diào)機組的排水管道進行必要的隔離處理，以免雨水進入到空調(diào)機組內(nèi)部，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與安全性。

2.4 水池、水箱等重要結(jié)構(gòu)檢修口設(shè)置問題

2.4.1 問題描述

對于高層建筑給排水系統(tǒng)而言，水池、水箱檢修孔位置的設(shè)置不合理，常見有以下兩種情況：

（1）地下消防水池的檢修口設(shè)置在地下室頂板位置，且檢修口大小僅為80cm*60cm，檢修人員很難進入其中完成檢修任務(wù)。

（2）水箱頂面距離結(jié)構(gòu)頂板間距過小，且水箱檢修口與浮球閥之間的間距過大，檢修人員無法順利進入到水箱內(nèi)部進行清洗作業(yè)，一旦浮球閥出現(xiàn)故障，也很難有效完成搶修工作。

2.4.2 處理對策

依照我國建筑工程給水排水設(shè)計規(guī)范，水池、水箱等重要結(jié)構(gòu)的檢修口位置應(yīng)滿足指定參數(shù)，其中，設(shè)有人孔的池頂，頂板面與上面建筑本體板底的凈空距離不可少于80cm，且水池、水箱檢修口的位置應(yīng)具體考量后續(xù)檢修作業(yè)是否可快速進行，應(yīng)確保檢修人員可順利進出水池、水箱，且檢修孔應(yīng)盡量緊靠浮球閥等關(guān)鍵裝置，保證檢修人員可順利觸碰到浮球閥，并完成檢修與維護工作。

2.5 屋頂消防水箱出水管上止回閥安裝問題的處理

依照我國建筑工程給排水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，止回閥的閥瓣與閥芯結(jié)構(gòu)，應(yīng)能在重力或彈簧作用下自行關(guān)閉，即止回閥安裝過程中，工作人員應(yīng)保證重力方向或彈窗作用力方向與閥瓣或閥芯的運動方向保持一致，如此方可在水流停止流動時，止回閥的閥瓣或閥芯可自行關(guān)閉。對于高層建筑屋頂消防水箱而言，其出水管水流方向是自上而下，即工作人員在相關(guān)管道安裝止回閥時，應(yīng)依照垂直向下的基本安裝原則。但是，部分施工人員卻在止回閥安裝環(huán)節(jié)存在違規(guī)行為，止回閥安裝后，其閥瓣或閥芯的關(guān)閉方向朝上，而重力作用方向向下，此時，止回閥的閥瓣或閥芯根本無法自行關(guān)閉，更無法發(fā)揮其效能[4]。如此條件，即便消防泵可正常工作，但是，在頂層試水栓壓力不夠的前提下，部分水體降入到消防水箱之中。此時，工作人員可選擇將止回閥水平安裝，并同時確保水流最低位至止回閥的高差所形成水壓大于止回閥開啟所需的阻力，如此即可發(fā)揮止回閥的止回功效，亦可保障消防系統(tǒng)的正常運行。

2.6 高層建筑重力流雨水排水管材選用不當問題

2.6.1 問題描述

高層建筑重力流雨水管需依照最大排水壓力，選擇合適的材料，若管道本身承壓能力與抗腐蝕性較差，雨水排水系統(tǒng)很容易出現(xiàn)安全隱患。部分高層建筑場景中，其雨水管道選用普通的PVC-U排水管，這種管道承壓能力非常差，一旦排水壓力過高，很容易出現(xiàn)管道破裂。依照我國建筑給水排水設(shè)計規(guī)范，重力流排水系統(tǒng)高層建筑雨水排水管材選擇時，應(yīng)結(jié)合實際工程特點與排水需求，選擇承壓效果相對較好的塑料管道或金屬管道。因此，普通的PVC-U管道根本無法應(yīng)用在高層建筑給排水系統(tǒng)之中。

2.6.2 處理對策

高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計與施工環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)在完成室內(nèi)雨水管道安裝作業(yè)后，及時進行灌水測試。灌水測試期間，灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。依照以往工程經(jīng)驗，若雨水管道使用PVC-U管，則灌水試驗根本無法進行，因為一旦灌水高度達到一定程度，則雨水會在管道伸縮節(jié)位置滲出，根本無法滿足給排水工程驗收標準。究其根本，管道材料選擇不當是導(dǎo)致此類現(xiàn)象出現(xiàn)的核心因素，因此，高層建筑給排水系統(tǒng)雨水管道安裝環(huán)節(jié)，相關(guān)企業(yè)應(yīng)盡量使用具備較高承壓能力的塑料管、金屬管或鋼塑復(fù)合管，如此即可保證給排水工程灌水驗收環(huán)節(jié)的順利完成，亦可保證高層建筑實際應(yīng)用過程中給排水系統(tǒng)的安全可靠性。

2.7 屋頂雨水、陽臺雨水、空調(diào)冷凝水排放問題

2.7.1 問題描述

部分高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計與施工過程中，相關(guān)企業(yè)為控制成本投入，多將屋頂雨水、陽臺雨水及空調(diào)冷凝水共用一根管排放。此時，一旦管道內(nèi)部出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，亦或是出現(xiàn)短時強降水天氣，管道內(nèi)部雨水將會從陽臺溢出，甚至?xí)构嘀两ㄖD部空間，嚴重影響高層建筑居住體驗，并很可能造成住戶財產(chǎn)損失。此外，若管道內(nèi)部存在有毒有害氣體，也會隨著地漏裝置而進入到建筑內(nèi)部，嚴重影響高層建筑使用者身心健康。

2.7.2 處理對策

高層建筑給排水系統(tǒng)應(yīng)對屋頂雨水、陽臺雨水及空調(diào)冷凝水進行獨立處理，其中，陽臺排水系統(tǒng)必須單獨設(shè)置，每個陽臺所屬立管的底部必須設(shè)置間接排水機，并統(tǒng)一排放。如此可避免屋頂雨水排放期間，屋頂雨水從陽臺地漏溢出，亦可避免管道內(nèi)部異味從地漏散發(fā)。空調(diào)冷凝水亦可參照陽臺排水系統(tǒng)設(shè)置方式，盡量采用獨立管道，避免管道內(nèi)部堵塞而影響到空調(diào)機組運行安全性。

2.8 熱水系統(tǒng)的管道布置與壓力保持問題的處理

熱水循環(huán)系統(tǒng)也是高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃環(huán)節(jié)的重點內(nèi)容之一。依照熱水使用需求，熱水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)盡量采取等流程管道布置機制，如此可確保整個系統(tǒng)內(nèi)部每一個用水點均可隨時使用到合適溫度的熱水。因此，熱水循環(huán)設(shè)計難度較高，工作人員應(yīng)提前做好試驗測試與現(xiàn)場勘測，盡量實現(xiàn)等流程管道布置機制，并同時優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為后續(xù)日常維護及檢修工作提供便利條件。

針對高層建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)可能存在的排氣及熱水膨脹問題，設(shè)計與施工環(huán)節(jié)可在加熱器裝置處引出一條膨脹管，并將其與供應(yīng)冷水的水箱頂部相連，此時，當系統(tǒng)內(nèi)部的水體被加熱后，多余的水可及時排放到水箱內(nèi)部，如此條件下，熱水循環(huán)系統(tǒng)的壓力參數(shù)將始終與水箱內(nèi)部壓力保持相同，避免出現(xiàn)排氣不暢，并有效避免熱水膨脹引發(fā)的安全問題。

3 結(jié)束語

綜上所述，高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計及施工存在明顯的特殊性，因此，相關(guān)企業(yè)與從業(yè)工作者應(yīng)進一步明確高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，針對高層建筑給排水系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化改造，既要考慮到高層建筑的美觀度需求，也要為高層建筑后續(xù)使用創(chuàng)造安全可靠的給水排水環(huán)境，妥善處理各類常見問題，進一步提高高層建筑空間舒適度與功能價值，推動高層建筑給排水工程可持續(xù)健康發(fā)展。