关于高层建筑给水排水设计的分析及优化探讨

 　摘要：随着我国经济科技的日益发展，城市化的日益加剧，高层建筑不断涌现。本文首先探讨了现代高层建筑给排水的特点和要求，然后分析了常见的给排水方式及其优缺点，最后本人结合经验和经历提出了给水排水的优化，具有较强的创新性和前瞻性，供同行参考。 

　　关键词：高层建筑；给水排水；特点；特点分析；优化 

　　中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号： 　 

　　伴随着我国的经济高速腾飞，科学技术日新月异，社会各方面得到了充分的发展，建筑也越建越高。21 世纪的高层建筑不断朝着更多层数、更完善的设备与更人性化的功能服务发展，美轮美奂的建筑逐渐成了各大城市的标志，但一些问题也随之产生。高层建筑的振动源多，对于排水的要求很高并且排水量非常大。因此，及时对建筑进行排水便成了当下需要攻克的难题，它对给排水工程的设计、施工方面要求严格，技术也必须及时更新。 

　　建筑给水排水工程主要由给水系统、排水系统、热水系统与消防系统构成，高层建筑的室内排水设备多，管线种类也很多。而我国现行的技术规范在实际施工中充满了随意性和主观性，各种指标纷杂不一。因此想要保证高质量的施工工程，就必须从实际环节诸如理论计算、现场施工、设备选材等方面严格把关。 

　　虽然高层建筑的给水排水技术渐趋成熟系统，但在实际施工过程中还是存在一些问题。比如实际情况中的消防安全技术与自动控制技术的提高，楼层的不断拔高对节水、节能的给水排水设备及附件不断地更新的要求，方便维护管理的经济实用可靠的供水技术与方式的应用推广，低成本但性能高效的新型管道材料的开发应用。 

　　就高层建筑而言，15 层以下的建筑给水排水工程相对简单一点，15 层 ～30 层的建筑发展迅速，现代化的都市内高层宾馆或商用的写字楼鳞次栉比，其给水排水工程应作重点研究，30 层以上的建筑在对其给水排水时技术复杂，需深入研究。 

　　1 高层建筑给水排水特点分析 

　　高层建筑的潜在火点多，极易引发火灾。火势的蔓延速度快，高层火场不利于消防扑救，给人民的生命财产安全造成极大的威胁 。因此高层建筑的安全性能建设要远高于中低层，诸如防火材料的选择及逃生通道的密封性的施工标准都应得到认真的贯彻实施; 高层建筑的排水量大，输送的排水管道数量多而长，管中压力大波动性高。采用新型的单立管系统或设置通气管系统可以提高高层建筑的给水排水能力，稳定管道中的压力。在管道材料的选择中，可以选用机械强度大并且是柔性接口的材料; 此外高层建筑的消防系统静水压力大，传统的采用一个区供水的方法很容易破坏管道及配件，如果采用竖向分区，则可降低静水压力保证给水排水系统的顺利运行; 高层建筑的动力设备繁多的状况是较多振动和噪声的污染源，这就要求提高管道防振动和噪声的技术，为居民提高一个良好的安静的居住环境。 

　　2 高层建筑给水排水设计分析 

　　2． 1 常见的给水排水方式 

　　1) 气压罐给水方式。 

　　此方式主要依靠离心水泵和气压罐，气压罐利用容器内空气的可压缩性来存储和调节水量，罐内的水压则被送到一定的垂直几何高度，水泵机组的工作方式是通过循环启动和软启动从而实现无塔供水。这种给水方式不太需要水箱与水塔，易于统一管理，能自动控制，罐内水不易受污染，且它的载荷小，适用于地震带上的高层建筑。但是它的供水压力经常出现周期性的波动，罐内储水量有限，要频繁启动水泵，增加了设备的维护运行费用并且水泵的使用寿命也有所缩短，这方面远不如高位水箱。 

　　2) 高位水箱给水方式。 

　　高位水箱主要依靠水泵和水箱供水，此方式又可分为如下几类: 并联供水式、串联供水式、减压水箱供水式、减压阀供水式。 

　　高位水箱中的水由离心水泵提供，它设在泵房内。相比气压罐给水方式，高位水箱内的水泵启动次数较少，箱内的储水量比气压罐多，供水稳定连续，因此它的设备费和运营费较低。但是它的水质易受到污染，此外水箱需要一定的占地面积，使得高层建筑的结构更为复杂，投资费用则较高。 

　　3) 减压分区给水方式。 

　　减压分区给水主要依靠减压阀或各区的减压水箱运行以达到减压的目的。在设备运行时，水泵直接将水送入顶层水箱，各区分别设置水箱，各区之间也可设置减压阀，上区水箱向下区供水，此过程水箱之间可自行减压或依靠减压阀减压，各区便不再单独设置水箱，不再像高位水箱给水方式占用建筑面积。它供水可靠，它的机器设备和管道系统简便，节约了投资与维护成本。减压阀的应用有利有弊，比如下区供水压力较小，增加了水泵能源的消耗。在实际情况中可采用一些可调式的减压阀。 

　　4) 变频泵无水箱给水方式。 

　　变频泵无水箱给水可调节水压与流量，是一种将单片机、变频技术和水泵机组结合的一种技术，这种给水方式无需水箱。由于这种方式可以根据各区的用水量动态调整电机的运行速度，大大的延长了设备的使用寿命，同时也环保节能。跟减压分区给水方式一样它同样不占建筑面积，且便于统一管理维护。但是在购置整套设备时变频泵无水箱价格较昂贵，尤其是变频器。变频器还比较脆弱，受外界环境影响较大，对温度、湿度、灰尘的要求十分高。实际施工过程中，应结合实际要求和具体情况来采用相应的供水方式或者几种方式结合的供水方式。 

　　2． 2 给水排水设计优化 

　　在给水系统中，经验告诉我们分建水池并且共用吸水管可以有效地提高地下建筑面积的利用率、降低投资成本。要从根本上解决生活用水的污染问题，可以将生活贮水池与消防贮水池单独设置。此时消防泵排水可直接回到消防贮水池中，利用水池中的储水来消耗能量，节约了水量的开销。与此类似也可将生活污水与雨水分流排放，生产严重的污废水单独收集处理后再排放。在实际施工过程中，为了保证地下室车库的车位，设备房通常位于不规则的地段。 

　　对于铺设的管道，在高层建筑布置排水管道时要保证尽量不变形，以最短的距离将污水从室内排出。在铺设管道时，各管道之间要留有一定距离，管道距墙也同样如此。排水立管与排出管端的连接最好采用两个 45°的弯头或弯曲半径大于 4 倍管径的90°弯头。此外，排水系统还需设置与大气相通的通气管，以平衡管内气压。一般采取以下几种通气方式: 结合通气管、专用通气管、伸顶通气管、主通气管、副通气立管、结合通气管、专用通气管、环形通气管、器具通气管。 

　　俗话说“设计是施工的灵魂”。在实际施工过程中，由于还要铺设厨具或其他管线，它们的铺设路径往往会有冲突，在多层建筑中施工方会根据实际情况作出合理的调整，而高层建筑则不可。高层建筑在施工之前就必须严格设计好给排水管道及其他管道路线的间距，必须考虑到各管线的内径、外径、管卡及配件的尺寸，容不得偏差，因为“牵一发而动全身”。对于厨具的摆设也需提早确定，否则施工过程中再来凿洞将会影响到工程进度甚至是钢筋结构。经济的高速发展带来了建筑业的空前繁荣，更高楼层的建筑对给水排水技术提出了更高的要求，只有不断进行技术的革新才能适应建筑的水平，为人们提供一个安全舒适的生活环境。目前在高层建筑领域我国已取得了十足的发展，只要时时注重实用性、可行性、安全性的有机结合，定能建造出世界一流的工程。 

　　参考文献: 

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　　［2］GB50015-2003.建筑给水排水设计规范[S].2009. 

　　［3］范 敏，郁 琥． 我国高层建筑给水排水工程建设存在的几个问题和对策［J］． 工程建设与管理，2008( 4) :96-97． 

　　［4］ 张志刚． 给水排水工程专业设计［M］． 北京: 化学工业出版社，2004． 

　　［5］杨木兴． 高层建筑给水排水工程的设计探讨［J］． 工程建设与管理，2009( 4) :157．