关于高层建筑给水排水工程设计方案探析

刘启志

摘要：优秀的高层建筑是各个专业有机的整合，是一个完整的产品。给水排水系统作为高层建筑设备的重要组成部分，对建筑质量有着直接影响。本文主要探析了高层建筑给水排水工程的优化设计方案。

关键词：高层建筑；给水排水；优化设计；发展趋势

引言：与低层建筑相比，高层建筑具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点。因此，必须采取新的技术措施，才能确保给水排水系统设计的良好情况，满足各类高层建筑的功能要求。 研究和探索高层建筑给水排水工程设计方案意义重大。

一、高层建筑给水排水工程的特点

1、高层建筑的居住人数多，给水排水设备需提供的水量自然就大。稍有不慎，会发生管道堵塞或停水事故，后果不堪设想，势必影响的范围极大。所以，高层建筑的给排水工程必须采取必要的措施，保证安全供水和通畅排水。

2、高层建筑的给排水量非常巨大，给排水管道很长。为了减缓管道中的压力波动，增强系统的给水排水性能，排水管道最好采用机械强度较高的材料，并选用柔性接头，采取专用通气管排水系统或新型单立管道也非常有效。

3、静水压力大是高层建筑给水系统、热水系统和消防系统的特点。正因为静水压力大，如果不分区，不仅使用不便，震动噪音大，设备能耗高，浪费水资源，还容易导致给水系统的管道及配件因此被破坏。从这个特点出发，给水系统必须进行科学、合理的竖向分区，目的在于合理有效地降低静水压力，确保系统运行的安全可靠。

4、高层建筑消防系统的安全可靠性要求比多层建筑的更严格，是高层建筑给水系统的又一个特点。这是因为高层建筑通常是多功能、综合性建筑，所以可引发火灾的因素比较多。高层建筑一旦出现火情，火势的蔓延速度相当快，火灾的危险性大，扑救的难度高。另外，我国目前各地区的消防设备能力水平不一，导致高层建筑在发生火灾时扑救的难度比较大。基于这些因素，在高层建筑的消防给水系统设置上必须立足于自救。

二、高层建筑给水系统设计

高层建筑给水系统的确定，主要取决于建筑的性质和建筑内部的设施水平。高层建筑的给水方式主要分以下几种：

1、气压罐给水。气压罐给水系统中需要利用到气压罐和离心水泵两种设备，整个过程就是利用气压罐内的空气压缩性来贮存并调节水量的高度，而再结合水泵机组的软启动和循序启动来实现建筑给水。该给水方式中不需要安设水箱或者水塔，使得建筑物的荷载和基建投资有所节省，密封式的罐装储水又可以避免水资源遭到污染。该给水方式中，缺陷就是容水量较小，给水压力不够稳定，给水的可靠性不能够得以满足，水泵启动的频繁使用，也缩短了其使用寿命，进而使得维护设备的经费会有所增加。

2、减压分区给水。所谓减压分区给水就是利用减压阀或减压水箱来进行解减压。水直接通过水泵注入最高处的水箱，然后按照楼层顺序依次向下面的水箱供水，又或者是在上下区间装置减压阀来替代水箱，进而起到减压的作用。相比较于其他给水方式来说，气压罐给水的设备和管道设计都较为简单，安装成本低并且方便维修管理。然而因为下去的供水需要较大的压力供应，因此在能源消耗方面水泵的耗费会更大一点。

3、变频泵无水箱给水。在这种给水方式中，水压和流量都是可以自行控制的，因此在节能方面的效果十分显著。电机转速的运行还可以随着用水量的变化而做出调整，运行可靠性得到保障的同时也延长了设备的使用寿命。然而变频器的市场价格较为高昂，而设备的运行方面对工作环境的要求也十分严格，容易受到外界的干扰而影响运行效果，因此，费用消耗大是其最大的缺陷。

4高位水箱给水。与减压分区给水方式较为相似的是，高位水箱给水中所需要的设备也有水箱和水泵，水箱中所储存的水在泵房离心泵的作用下进行供给，高位水箱则是用来储存并调节区域水量和水压稳定。高位水箱给水方式中，水箱的存水量较大，水泵的启动方面也没有那么频繁，所以在供水保障方面比较可靠，运行费用也不像其他给水方式那么高。但是高位水箱给水方式中，水资源比较容易受到污染，并且水箱的安装设定也会占用一部分的建筑面积使得建筑的结构变得复杂化。

三、高层建筑排水系统设计

1、排水管道的布置。建筑物内排水管布置应符合下列要求：

（1）自卫生器具至排水管的距离应最短，管道转弯应最少，排水出户管应以最短距离排至室外。

（2）立管宜设在排水量最大、靠近最脏、杂质最多的排水点处，立管尽量不转弯。

（3）排水管不得穿越伸缩缝、变形缝、沉降缝、烟道和风道等。

（4）有利于安全和建筑物的使用、维修及清通。

2、排水管道的铺设。建筑物内排水管铺设应符合下列要求：

（1）管道之间、管道与墙之间要有一定的间距，管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞。

（2）排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45°弯头或弯曲半径小于4倍管径的90°弯头。

3通气管系。高层建筑层数多、高度大，卫生器具多，排水量大，且排水立管联接的横支管多，多根管同时排水，由于水舌的影響和横干管起端产生强烈冲击流使水跃高度增加，会引起管道中较大的压力波动，导致水封破坏，室内环境污染。为防止水封破坏，保证室内环境质量，高层建筑必须对排水系统中气压变化幅度予以控制，通气管系即起着这种控制平衡作用。因此，高层建筑通气系统的好坏，对排水管系排水能力的充分发挥和保护系统的水封不被破坏起着极为重要的作用。 高层建筑排水系统采用的通气方式通常有三种：即，专用通气、环形通气和卫生器具通气。三种通气方式，各由不同功能的通气管组成：

（1）专用通气管系由专用通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。

（2）环形通气管系有两种形式：一种由环形通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成；另一种由环形通气管、副通气管和伸顶通气管组成。

（3）器具通气管系统由器具通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。

四、高层建筑给水排水的发展趋势

高层建筑给水排水设备的完善程度，必须考虑今后的发展和要求。目前高层建筑给水排水技术有待解决的问题主要有以下几个方面：采用完善、舒适、便于维护管理、集中控制以及自动化的给水排水系统和设备；注意采用节水、节能的给水排水系统方式和设计方法，研制此类设备及附件；新型减压、稳压设备的研制与应用；安全、可靠、经济、实用、运行管理方便的供水技术与方式的研究与推广应用；发展体型小、质量轻、能耗低、效率高、无噪音的整体式设备；提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；低成本、高效能的新型管道材料开发与应用；高层建筑消防技术与自动控制技术。

五、结束语

高层建筑在今天城市建设中已经越来越普遍，这也是现代城市建设的未来发展趋势。随着高层建筑工程日渐活跃频繁，高层建筑的给水排水工程设计也会越来越广泛。因此，将高层建筑的给水排水系统进行优化设计，是当今城建事业发展的大势所趋。

参考文献

[1]陈立忠，邱冠文，洪汉廷等.高层建筑给排水系统安装及施工技术[J]，山西建筑，2011（03）.

[2]江治宏，尹纲领，李隆.高层建筑给排水设计应注意的几个问题[J]，山东建筑工程学院学报，2010（05）.

[3]袁长标，张昭杰，翟瑞华，超高层建筑给排水设计中几个问题的思考[J]，甘肃科技，2012（08）.