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高层建筑给排水设计的要点研究周晶

发表时间：2021/4/6 来源：《建筑科技》2021年1月上作者：周晶

[导读] 给排水工程设计不科学，不仅会使建筑物埋下安全隐患，也会造成水资源浪费，因此，对于设计人员来说，在给排水工程的设计过程中，必须对每个环节认真、严格监察，从实际情况出发，根据设计风格的不同，设计出科学合理的给排水搭配方案。

辽宁省沈阳市利比建设咨询（上海）有限公司沈阳分公司周晶 110000

摘要：给排水工程设计不科学，不仅会使建筑物埋下安全隐患，也会造成水资源浪费，因此，对于设计人员来说，在给排水工程的设计过程中，必须对每个环节认真、严格监察，从实际情况出发，根据设计风格的不同，设计出科学合理的给排水搭配方案。
关键词：高层建筑；给排水；设计
        1.高层建筑给水工程的特点
        高层建筑层数多，建筑高度高，如果采用低层建筑的不分区的给水方式，势必会造成最建筑低处给水管压力过大、水流流速过大，造成能量和水资源的浪费。因此，必须对高层建筑给水系统进行分区。保证系统满足最不利用水点的压力要求的同时，给水管的最大静压不大于35m水柱，建筑最低处用水点处的静水压要小于45m水柱。在通常的情况下，市政管网的压力一般达不到高层建筑的最高用水点的压力要求。对市政管网压力供应不到的楼层，需进行二次增压供水，满足用户的水压和流量的要求。高层建筑二次供水方式的选择，对于高度H小于100m的高层建筑，主要的供水方式有：（1）市政自来水管道—低位生活水箱—生活增压泵—屋顶生活水箱—各层用户；（2）市政自来水管道—低位生活水箱—生活变频加压泵组—各层用户；（3）市政自来水管道—无负压供水设备—各层用户。
        2.高层建筑排水工程的特点
        （一）高层建筑排水工程的特点
        高层建筑立管高度较高，水流速度很大，负压严重，会破坏地漏水封等，引起排水管道臭味外溢，严重影响室内空气质量，排水管道的设置方式决定了高层建筑排水系统的合理性。高层建筑排水管道要承受较大的压力，因此，高层建筑的雨水管及排水管宜采用耐腐蚀的金属管或者能够承受比较大压力的塑料管。
        （二）高层建筑排水系统的选择
        目前高层建筑中经常采用的排水形式为设通气立管的排水系统。此种排水系统设专用通气立管和屋顶伸顶通气管。通气管的作用是使排水系统内空气与大气连通，减少负压，防止水封破坏。采用设通气立管的排水系统比不设通气立管的而仅设伸顶通气的单立管排水流量大。
        3.高层建筑给排水设计的要点
        （一）高位消防水箱设置和消防系统设计
        在进行高层建筑给排水系统设计中，设计人员必须在小区最高处进行消防水箱的设置。通常高位消防水箱是设置在最高建筑的屋顶处，但由于地形的影响，有些建筑最高的建筑屋顶可能并不是小区的最高处。如果没有设置在小区的最高处，如发生火灾，初期可以进行很好的控制，但后期进行有效的扑灭存在一定的难度。因此，在进行消防水箱设置时，给排水系统的设计人员要和建筑规划人员进行有效的沟通，充分考虑地形地势的影响，在设计中做好测量规划工作，将小区的最高点作为计算依据，确保设置在小区的最高点。在进行消防设计的过程中，最好将生活水箱与消防水箱进行独立设置。很多的设计人员在设计过程中是将生活用水水箱和消防用水水箱进行合用，这样就会减少生活用水水箱的有效容积，生活用水一般占到合用水箱的一半以下。在进行消防管网试水中，如果存在阀门关闭不严的情况，就会使消防管网中的水向水箱中渗漏，生活用水受到污染。同时水箱内部水更换周期比较长，容易滋生细菌。这就不利于居住人员生活用水的安全，危害人民的身体健康。在高层建筑给排水系统设计中，设计人员需要重点关注自动喷水灭火系统，在自动喷水灭火系统设计中需要注意以下几个方面：1、自动喷水灭火系统配水管入口减压的设计；在完成自动喷水灭火系统平面布置以后，要对水泵扬程进行计算核对，确定好配水管入口处的压力，在设计过程中，要综合考虑建筑高度、水力损失参数等因素，做好减压设计工作；2、走道喷头：喷头数量不能超过8个，设计人员需要将喷头设置在配水支管处，在进行喷头的设计中要防止配水管径过大的问题；3、自动喷水灭火系统末端试水装置设计：在进行自动喷水灭火系统末端试水装置设计的过程中，要根据设计的标准进行装置型号的确定，在型号确定之后，运用间接排放的方式进行排水管设计，防止排水漏斗内部的气体进入到房间内；4、自动供水时报警阀设计：自动供水时报警阀也是重要的内容，可以方便值班室或管理室的人员及时的发生火灾，在自动喷水泵运行后，自动供水时报警阀也迅速地进入工作状态，提升安全性；5、信号阀设计：信号阀设计是自动喷水灭火系统中的重要方面。自动喷淋系统的阀门都要使用信号阀，防止阀门误关对整个系统产生影响。

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        4.与建筑专业之间的配合工作
        高层建筑给排水设计前期，应通过与建筑专业的配合，熟知工程概况及设计任务，结合建筑平面与立面图，在遵循设计规范要求的前提下，将本专业所需的核心设计内容及相关需求告知建筑专业设计人员。例如地下室设备房所需面积、消防水池所需有效容积、管道井预留、屋面设备房预留、消防水箱布置尺寸等等，将上述在深化设计阶段要解决的问题提前落实于方案阶段，有利于后续施工图设计的顺利进行。
        5.合理设计给排水管道
        给排水管道在高层建筑中起着不容忽视的作用，在对其进行设计时要注意两点：第一点是要对高层建筑的整体内部结构进行分析和研讨，在设计时以此为基础满足用户的需求，对给排水管道的设置的距离进行合理设计，能够让居民更加方便用水，同时也可以节约水资源。第二点是确保给排水管道设计的科学性，设计人员在对给排水管道进行设计时应收集充足的资料并进行仔细研究，设计中的每个过程和环节都要认真考量，以免给居民的用水带来安全隐患。
        例如，在设计进户管道时，应选择直径较大的管道，同时要注意管材的质量的选取，进户管道水是居民直接使用的生活用水，若管材出现问题，会对用户的健康产生威胁。同时排水管道应选择耐腐蚀的材料，由于生活污水的腐蚀现象严重，因而在选择排水管材时要考虑其腐蚀性。
        6.给水系统的合理分区
        高层建筑给水系统应采用竖向分区，其优点有：避免因建筑层数、建筑高度使下层管道静水压力过大、出流量大造成管道及附件漏水、损坏等问题。在条件允许时，通常我们可充分利用室外管网水压直接供给低区给水系统。竖向分区通常以各分区最低设备配水点处的静水压力（不宜大于0.45MPa）小于其工作压力为依据。高层建筑给水系统的合理分区，有利于在保证给水设备正常使用的同时，避免不必要的能量浪费，同时能有效地节约水资源。
        7.提倡节能卫生器具的应用
        随着社会的不断进步，人们对于环保的意识越来越增强，节能卫生器具被人们广泛接受并使用。传统的卫生器具不使用节能设计，在器具长期使用后，会出现很多问题，如密封性减弱，器具出现漏水的现象，从而使建筑的墙壁被浸泡，对高层建筑造成损害，产生安全隐患，严重影响居民的生活质量。为此要大力提倡节能卫生器具的应用，例如，在卫生间加入节水器具，对用水进行调节和控制，在安装初期会提高装修的成本，但从长远看，可以节约水资源，减少用水成本，同时也可以增加卫生器具的使用寿命，在对高层建筑给排水设计中应提倡节能卫生器具的应用。
        8.高层建筑给排水消防设计要点
        8.1科学设置消防水箱
        设置消防水箱的原则是在建筑区内选择最高点进行设置。作为一名专业的给排水工程设计师，一定要跟建筑规划人员仔细核实、认真计算，将小区内所有建筑物中最高位置作为消防水箱的设置点，而不是以建筑物自身的最顶层为标准。当然，为了确保生活用水的质量，一定要独立设置生活用水的水箱和消防水箱。
        8.2消防水泵房设计
        对于高层建筑来说，消防给水的使用量是通过计算得出的，为了保证高层建筑的灭火用水量，必须从高层建筑的实际情况出发对消防水箱进行蓄水。但实际上，如果遇到特别严重的火情，就会出现消防给水的用量远远达不到消除火灾的目的，这时候就要及时、有效地加以补充。因此，设置消防水泵房，通过在消防水泵房内建消防水池，进行消防水源的储备，一定程度上能够解决消防给水不足的问题。设计消防泵时要注意以下几个方面：（1）设计导流墙，以防消防水池出现死角，并通过循环水泵实现水循环。（2）为了节约能源，提高工作效率，保证水泵在并联操作中能够高效运行，尽量选用功率较大的水泵。（3）根据水泵的实际情况调节运转速度，以有效提高水泵的运行效率。同时，为了保证水泵能够正常工作，在设计过程中对水泵进行防超压设计。
        8.3消防排水设计
        消防排水的设计工作要注意以下两点：（1）先估算排水量，根据估算的数据进行消防排水设计。设计过程中，尽量避免出现排水管道与其他管道交叉的情况，如果实在无法避免，就要严格按照相关规定、原则进行设计和铺设，从而保证排水管道的安全性。（2）一般来说，设计人员会把高层建筑的消防水泵设置在地下室，这时候就要把有效排出地下室积水的工作考虑进来，比如，在水泵房中设置明沟、蓄水池或者地漏，在消防电梯井基坑附近设置排水集水池，在排水泵附近设置备用水泵，确保排水泵出现问题后能够及时更换。