1、浅谈高层给排水系统设计摘要：本文主要对高层建筑给排水系统设计中的所注意的一些问题进行论述，供同行借鉴参考。 关键词：高层给排水；系统设计 中图分类号： TU97 文献标识码：A 文章编号： 前言 随着社会经济的不断发展，能源已经成为发展国民经济的重要物质基础，同时也是制约国民经济的一个重要因素。大力降低能耗，最大限度地提高能源的利用效率已经成为我们的重要课题。我国是一个水资源严重不足的国家，人均水资源占有量仅为世界人均水资源占有量的四分之一，而建筑给排水设计涉及到人们日常生产生活活动中的给水、排水、消防用水等消耗能源的多个方面，故建筑给排水的节能工程在整个建筑节能工程中具有极其重要的地位。因此
2、，如何合理地设计给排水及消防系统，对高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最主要的问题。当前的高层给排水技术总体上日趋成熟，但也存在许多待解决的问题： 1 新型减压、稳压设备的研制与应用； 2 安全可靠经济实用运行管理方便的供水技术的研究与推广应用； 3 低成本高效能新型管道材料的开发与应用； 4 高层建筑消防与自动控制技术； 5 提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；为了适应和推动高层建筑的发展，必须不断改进和提高给排水的技术水平。 一、高层建筑给水系统的设计 高层建筑生活给水系统设计中最为关键的是给水方式的选择，它直接关系到生活给水系统的使用质
3、量和工程造价。根据建筑给排水设计规范中相关条文，高层民用建筑生活给水系统应竖向分区，且各分区最低卫生器具配水点处静水压力不宜大于 045MPa；水压大于 035MPa的入户管，宜设置减压阀。另外应该合理确定给水系统垂直分区，保证给水设备卫生器具的正常使用，避免压力过高，出现不必要的能量浪费。给水器具出水过猛，当启闭这些器具时易产生水锤，使管网产生噪声、振动甚至管件破裂，致使卫生洁具给水零件容易破坏。 就目前我国城市给水状况而言，水压一般只能满足建筑五至六层的生活用水要求，对于高层建筑，城市市政给水管网的水压就不能满足高区部分生活用水的要求，绝大多数采用分区给水方式，因此合理划分生活给水系统竖向
4、分区，也是生活变频调速供水设备节能的重要因素，分区内层数较多，则会造成变频设备设计流量加大，在用水量较小的情况下，需开启水泵的负荷增加；另外，由于分区内系统压力较高，入户管设置减压阀的层数增加，耗能也相应变大。以笔者的实际经验来看，针对不同的高层建筑，给水方式主要有以下几种： 1 分区串联给水方式。各区设置水箱和水泵，各区水泵均设在技术层内，自下区水箱抽水供上区用水。 2 分区并联给水方式。每一分区分别设置一套独立的水泵和高位水箱，向各区供水。其水泵一般集中设置在建筑的地下室或底层水泵房内。3 非分区减压给水方式。如图 1(a)所示为减压水箱减压给水方式，是由设置在底层 (或地下室)的水泵将整
5、幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后分送至各分区减压水箱减压后再供下区使用。 4 减压阀减压给水方式。如图 1(b)所示为减压 阀减压给水方式，是由设置在底层(或地下室)的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱，然后再经各分区减压阀减压后供各区用水。 (a)减压水箱(b)减压阀 图 1 减压水箱给水方式与减压阀给水方式 5 无负压变压变量给水方式。如图 2 所示，此系统与市政给水管网经供水管(引入管)直接串接的加压给水方式：在给水系统的最不利点处设一台气压水罐调节用水量的瞬间不足进行变压变量供水。 图 2 无负压变压变量给水方式 6 分区无水箱给水方式。如图 3 所示为分区无水箱给水方式，各分区设
6、置单独的变速水泵供水，未设置水箱，水泵集中设置在建筑物底层的水泵房内，分别向各区管网供水。 图 3 无水箱给水方式 在实际设计中，因高层住宅中间层难以设置中区水箱，而在天面设置满足整栋楼生活给水总量的生活水箱会增加结构负荷，从而加大建造成本的投资，所以根据建筑的特点设计不同给水系统。工程实例一：某11 层商住综合楼(建筑面积 139433m2)建筑高度 36m，共 140 户。该建筑供水高度需达 50 多米，根据这种小高层的特点，本人设计为市政总引入管 DN150，四层及四层以下用市政供水，5-11 层采用了无负压的供水系统，这样既利用了市政供水管网的水压，节约了占地，又无二次污染，水质安全卫
7、生，而且降低了运行费用，自动化程度高，深受欢迎。工程实例二：如博罗某住宅小区，其中别墅 l5 栋，25 层 8 栋，28 层 1 栋，最高栋建筑高度为 86327m，总户数为 824 户，车库及设备房设地下 1层。因这个小区较大，最高时用水量较多，若也采用无负压供水，会增加市政供水总引入管的开户费投资，所以我设计了在地下设置了成品不锈钢调节水箱(150m3)，四层及四层以下采用市政供水，516 层采用中区变频泵供水，17 层以上采用高区变频供水，给水系统入户管水压大于035MPa 采用减压阀减压的办法 。 经过认真分析比较，大胆采用无水箱给水方式，采用新型的供水系统如变频给水设备直接供水方式和
8、无负压供水，其优点有以下几点：减少了供水环节，从而提高了供水安全度；减少了二次污染；不占用中间楼层面积，减少了建设成 本，提高了业主效益；避免了中转水泵产生振动和噪声从而给放置水泵的附近楼层带来的不利影响。 三、高层建筑排水系统的设计 建筑内部的排水系统直接影响着人们的日常生活和生产，在设计过程中应 首先保证排水的通畅和室内良好的居住环境，避免疾病的传染。尤其对于高层建筑的排水立管，因排水量大，建筑高度高，合理地设置排水通气系统和消能装置，对增加立管排水流量，保证排水系统的通畅有着重要的意义 。 由于高层建筑卫生洁具排水系统连接管的立管较长，底层排水压力大，易使下层卫生洁具发生排水喷溅；卫生洁
9、具属于间断排水，使排水方向的前行管道系统产生正压，水流下降过程中，后续管道产生负压形成抽吸，均可能使管道系统发生水喷溅和水封水抽吸。 根据建筑给水排水设计规范GB500152003(2009 年版)第438 规定，住宅卫生间的卫生器具排水横支管应设置同层排水，所以住宅的卫生间多设计为沉箱式卫生间，但沉箱式卫生间容易积水，难以排出。根据这种情况，建设局于 2010 年 11 月 11 日颁发了住宅工程质量通病防治手册 ，手册第 311 规定“沉箱式卫生间应做二次排水和二次防水设计，沉箱底排水应单独设置” 。 故本人在该商住综合楼建筑排水系统采取了下列措施： 1 高层建筑的底层单独排水； 2 排水
10、管系统采用专用通气管加强通气，保持管系内气压平衡，采用专用通气管或新型排水管道系统； 3 排水立管采用乙弯消能措施： 4 污水、废水及二次排水分开设置立管排放，采用了生活废水和生活污水分流制。 四、高层建筑消防系统的设计 建筑物消防系统一般包括：室内消火栓系统、室外消防系统、自动喷水灭火系统、干粉灭火器系统和气体灭火系统。对于商住楼中的住宅部分，消火栓在消 防电梯前室设置，并且每一层有两股水柱同时到达室内任何部位的要求。另外，消火栓给水系统中应按照设计要求和规范规定在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，引起消火栓拴的损坏。消火栓栓口的静水压力超过 1.0MPa 时，采
11、取分区给水系统，大于 05MPa 时，则设置减压孔 板等减压措施或采用减压稳压消火栓。室内消防水量一般由地下消防水池经消防加压水泵供给。屋顶还应设高位消防水箱，储存 18m3 消防水量，根据高层民用建筑设计防火规范GB5004595 第 7472 条规定，高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过 100m 时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于 007MPa；当建筑高度超过 l00m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于 015MPa。当高位消防箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。另外，还应根据建筑物的性质在高层的地下室和其它功能用房加设自动喷水系统和气体灭火系统。五、结束语 1 采用变频水泵直接供水的新方法，提高了供水安全度、减少了二次污染、不占用中间楼层面积，减少了管道等其他的配套投资建设成本，节省了大量的资金。 2 在保证室内排水的通畅的前提下，做好中水回用系统的应用，节约水资源，减少水处理成本。 3 消火栓系统的设计必须严格按照规范的要求，满足水量，水压的要求，定期对消防系统进行检验，确保高层建筑的安全 。
