浅谈高层建筑给排水系统的设计
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摘要：文章对高层建筑的给排水设计进行了概述，并结合笔者参与给排水设计的实际工作经验，从给水系统设计、排水系统设计两方面对高层建筑给排水设计要点进行了探讨，以期打造优质工程，造福百姓。
关键词：建筑工程；给排水设计；给水系统；排水系统
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。文章从笔者的实践工作经验出发，结合相关规范的规定，从给水系统设计、排水系统设计，以及给排水设计中的环保节能三个方面探讨了高层建筑给排水的设计要点，以确保维持良好工况，满足建筑物的使用功能。
一、高层建筑工程给排水设计概述
给排水是城市给水系统、排水系统和建筑给排水的简称。高层建筑可节约城市用地，缩短公用设施和市政管网的开发周期，从而减少市政投资，加快城市建设。高层建筑的实用功能也更强，但是同时也对给排水设计提出了更高的要求。高层建筑给排水设计的主要特点有：
竖向分区多；设备的使用人数多，一旦发生给水或者排水问题影响面更大；动力设备多；火灾隐患大；高层建筑的排水量大，管道长，管道中压力波动大。
尽管当前的高层给排水技术总体上呈现出日渐成熟的趋势，但也存在许多待解决的问题，目前比较普遍的问题有：（l）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；（4）高层建筑消防与自动控制技术；（3）低成本高效能新型管道材料的开发与应用；（5）提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施。
二、高层建筑给水系统的设计要点
首先是水压的确定。给水系统由取水构筑物、净水构筑物、输配水管网三部分组成，其任务主要是从水源取水，进行净化，然后通过管道管网输送到用户。为保证供水量必须控制好管网的水压，既不能太高，也不能太低。太高会造成材料的浪费，太低又不能保证供水。给水水压的确走应根据城镇的布局、地形条件和用户情况等因素确定。对居民来说，生活饮用水管网上的最小水压（地面以上），根据《给水设计规范》按建筑层数来确定，一层为10m，层为12m，二层以上每增高一层增加4m。
其次是合理划分给水系统竖分区。就目前我国城市给水状况而言，水压一般只能满足建筑6层以内的生活用水要求，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。
最后是选择最佳给水方式。给水方式直接关系到生活给水系统的使用质量和工程造价。主要的给水方式有以下五种：
（1）分区串联给水方式（图1a）。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（图1b）。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）分区减压给水方式（图2a）。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（图2b）。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。
（5）分区无水箱给水方式。各分区设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。
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，合理的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。在排水设计中，如果条件允许，应优先考虑采用污、废水分流制。
（一）污、废水排水设计
住宅及公建排水室内污、废水分流，污水徘至室外后经室外污水管汇集后直接排入市政污水管道。水泵房地下室污水经潜污泵提升后排至小区室外污水管网。空调冷凝水集中收集后直接排入雨水管渠。
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。一般10层及以上的建筑生活污水立管应设置专用通气体立管，从最高层算起，污水管道每隔六层设置消能装置，每隔三层设结合通气管同主通气立管相连接。
（二）雨水排水设计
屋面雨水全部采用外排水系统，屋面雨水经雨水斗收集后由排水立管排至室外雨水井，地面雨水经道路雨水口收集后排至基地雨水管。小区内雨水经小区雨水管收集后排至市政雨水管道。
小区内雨水排放采用暴雨强度公式通常是 ，因此可以根据计算记过选取合适的雨水管
排至市政雨水管道。
雨水管道安装时应注意一下三点：（1）雨水管的布置。雨水立管尽可能不要布置在室内。一是因为安全的要求，二是施工的要求。室内的雨水管要做灌水实验，高度为设置雨水斗的屋面。因而对管材要求较高。（2）立管位置。天面雨排水不得布置在阳台中。按《住宅建筑规范》公共部分的管道不用布置在套内。立管的上下端要设置检查口，其余处可以不设。（3）横管悬吊管距离。长度大于15米的雨水重力流悬吊管应设检查口。
（三）排水管道布置与敷设
高层建筑的排水系统由卫生器具或生产设备受水器、排水管道、通气管系统、清通气设备、抽升设备、局部处理构筑物组成。管道布置与敷设，按如下方式进行：（1）排水管道布置：以最短的距离排出室外，尽量不越变形缝。有利于安全和建筑物的使用及维修、清通。（2）设置：不同性质的污废水用不同管道排出称为排水系统的分流制。依据技术、经济分析决定采用分流制或合流制。民用建筑生活污水与雨水应分流排放；工业建筑生产废水和污水污染较轻．可与雨水合流排放，生产污水污染严重应单独收集处理。（3）通气管道系统：建筑物内排水管道统要设置通气管与大气联通，排水管道通气方式：伸顶通气管，专用通气管，环形通气管，主通气管，副通气立管，结合通气管，器具通气管。（4）排水管道的敷设：管道之间、管道与墙要有一定的间距；管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞；排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45。弯头或弯曲半径不小于4倍管径的90。弯头。
四、结束语
总之，高层住宅建筑给排水设计时除要满足规范的要求之外，还应对用户的需要充分了解，设计时考虑周全一些，给工程整体质量的提高打下良好的基础。建筑给排水设计质量的好坏蕴藏于设计的每个环节中，我们严格按照规范的要求，结合工程实际严格进行设计。
参考文献
[1]宋纪元．略论高层建筑给排水工程设计，工程建设与设计，1994，（1）
[2]胡梦玲．高层建筑给排水工程的节能，低温建筑技术，1996，（1）
[3]张东见．高层建筑水消防系统设计案例分析，甘肃科学学报，2005，（1） .
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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