高层建筑给水排水设计要点及工程应用

 摘要：高层建筑因其层数多、高度大、功能广、结构复杂以及所受外界条件的限制等特征，其给水排水工程设计具有一定的难度。为此，本文就高层建筑给水排水工程设计进行了简要的探讨。 

　　关键词：高层建筑；给水排水；设计 

　　1． 引言 

　　随着我国经济的快速增长和科学技术水平的不断提高，我国高层建筑迅猛发展。高层建筑正朝着层数更多，标准更高，设备更完善，技术更先进的方向发展。高层建筑由于其高度大，工程规模大，使得其与一般建筑有很大的不同，如给水与消防给水的压力分区、加压方式和系统形式，排水体制、通气方式，中水回用等方面都有其特点。为此，本文就高层建筑给水排水工程设计进行了简要的探讨。 

　　2． 高层建筑给水排水的特点 

　　高层建筑因其层数多、高度大、功能广、结构复杂以及所受外界条件的限制等特征，高层建筑给水排水工程无论是在技术深度上，还是在广度上都远远超过了般建筑给水排水工程的范畴，并具有以下特点：1）高层建筑给水排水设备的使用人数多，瞬时的给水流量和排水流量大，若发生停水和排水管道堵塞事故，则影响范围大。因此，必须具有可靠的水源与技术先进的给水排水系统，以保证供水安全可靠，排水畅通，同时为了保证良好的室内环境．排水管道及器具应具有良好的通气性能。2)高层建筑层数多，高度大，给水、热水及消防管道系统的静水压力很大，为保证管道及配件不受破坏，必须进行合理的竖向分区，设置减压设备，使系统安全运行。3)高层建筑的建筑标很高，功能复杂，火灾蔓延快．扑救困难，危险性大。为此，必须设置安全可靠、完善的消防结水系统，以保证及时扑灭火灾，而且消防设计应以“立足自救”为原则。4)高层建筑动力设备多，管线长，噪音源和震源多，必须考虑设备及管道的防噪音、防震、防水锤、防沉降、防伸缩变形等技术措施，以保证建筑内良好的生活和工作环境及系统安全运行。5)高居建筑内由于给水、排水、热水、消防、空调、通风、电器等各种管线及设备繁多，要做好综合布置，处理好各种管道综合交叉，考虑到施工安装、维护的方便。 

　　3． 高层建筑给水排水工程设计要点 

　　3.1高层建筑给水工程设计 

　　（1）高层建筑给水系统竖向分区。当建筑高度达某一高度时，给水系统需作竖向分区。合理的确定给水系统的竖向分区，是进行高层建筑给水系统设计的前提。分区压力值选定过高，仍会造成低层处配水点压力大、流量多、噪声大、用水器材损坏等后果。分区压力值选定过小，又会使分区数量增多，势必增加给水设备、管道的工程造价及维修管理工作等。因此，高层建筑给水系统竖向分区应根据使用要求、管材质量、卫生器具配件所能承受的工作压力，结合建筑层数合理划分。 

　　（2）利用市政管网压力。当市政管网压力具有一定资用水头，其压力能满足高层建筑下面几层，如地下室、裙房及附属建筑用水需要，为节省能源和基建投资与运行管理费用，在对给水系统进行分区时，根据市政管网压力．建筑的下几层可采用市政给水管网直接供水。 

　　（3）高层建筑给水方式。在高层建筑竖向分区确定后，就要对给水方式进行选择。高层建筑给水方式有：高位水箱给水方式、气压罐给水方式和无水箱给水方式。给水方式选择应以经济合理、技术先近、供水安全可靠为原则。 

　　（4）高层建筑用水量标准。高层建筑生活用水量标准，是生活给水系统设计计算的重要参数之一，选用的是否合理，对于整个结水系统的建筑投资及运行使用都会有很大的影响。影响住宅生活用水量标准的主要因素有卫生设备的完善程度、气候、生活习惯、经济状况及水费收付办法等，而与建筑层数并无多大关系。因此，只要条件相同，高层建筑与低层建筑、多层建筑生活用水量标准基本一致。 

　　（5）最高日用水量。对于综合性建筑，如建筑的上部为住宅、下层为商店的商住楼，办公、会场和宴会厅等组合在一起的大会堂，旅馆、商店和营业餐厅等在一起的大型宾馆等，应分别按不同建筑的用水量定额计算各自的最高日生活用水量，然后将同时用水量叠加，取最大一组用水量为整个建筑的最高日用水量。 

　　3.2高层建筑排水工程设计 

　　高层建筑排水管道的设计基本参数、计算公式、计算方法与一般多层建筑的设计计算基本相同。计算的结果应能确定出排水管网各管段的管径、横向管道的坡度，从及各控制点的标高。 

　　（1）排水定额。高层建筑的排水定额与多层建筑的排水定额相同。其定额有两个，个是以每人每日为标准，另一个是以卫生器具为标难。每人每日的污水量和时变化系数与气候、建筑物内卫生设备完善程度等有关。因建筑内部给水量散失较少，所以生活排水定额和时变化系数与生活给水量计算方法相同，计算结果主要用来设计污水泵、化粪池等。 

　　（2）设计秒流量。高层建筑内排水管道的设计流量是确定各段管径的依据。因此，排水设汁流量的确定应符合建筑内部排水规律。高层建筑内排水流量与卫生器具的排水特点和同时排水的卫生器具数量有关，具有历时短、瞬时流量大、两次排水时间间隔长的特点。建筑内每昼夜、每小时的排水量都是不均匀的。与给水相同，为保证最不利时刻的最大排水量能迅速、安全排放，排水设计流量应为建筑内部的最大排水瞬时流量，称为设计秒流量。 

　　（3）排水横管的水力计算。对于横管和连接多个卫生器具的横支管，应逐段计算各管段的排水设计秒流量，通过水力计算各管段的排水设计秒流量，通过水力计算来确定各管段的管径和坡度。与般多层建筑相同，横管按明渠均匀流公式计算。 

　　（4）排水立管计算。高层建筑排水立管的最大排水能力也与一般多层建筑相同，其决定于污水立管管径和系统的通气状况。 

　　4． 工程应用 

　　本工程为一高层住宅小区，地下2层，地上28层。底层局部为商业服务网点用房、物管用房。 

　　4.1给水系统设计 

　　本小区总的设计用水量为：最高日用水量200m3/d；最大小时用水量20m3/d。根据甲方市政给水压力（约0.30Pa)，本子项住宅部分给水系统竖向分为3个区。低区为地下室～4层，中区为5层～16层，高区为17～28层，中、高区分别由两套变频恒压给水装置供水，其中5～10层、17～22层设干管减压阀减压供水。一层商铺由市政管网直接供水，并设专用商业总水表。生活水箱、变频恒压给水装置均设于地下室生活泵房内，二次加压供水采用紫外线消毒装置进行消毒、杀菌。 

　　4.2污水系统 

　　采用雨、污水分流的排水体制。本工程总的最高日污水排水量为180m3/d。住宅污水有组织排放，卫生间污水设专用通气管，底层污水单独排出。污水排入市政污水管道。根据《四川省城市排水管理条例》,本小区在二环内，城市污水处理设施覆盖的范围内,故生活污水在室外集中后就近排入市政污水管网。 

　　4.3雨水系统 

　　暴雨强度公式采用成都地区暴雨强度公式。屋面雨水排水的设计重现期取50年,室外雨水设计重现期取2年。经计算，小区总雨水量为293.90L/s。住宅屋面雨水采用外排水方式，阳台雨水管单独设置，并间接排放。地下车库、自行车库、设备房、消防电梯基坑废水排至集水坑，用潜水泵提升至室外雨水井或雨水沟。 

　　4.4消火栓消防系统 

　　本小区室内消火栓系统采用区域性的临时高压制消防体系，集中设置消防加压系统。消防用水量：本工程定性为纯住宅，室内消火栓消防用水量为20L/s，室外消火栓消防用水量为15L/s，火灾延续时间为2小时。室内消火栓系统竖向分为2个区:地下室～5层为低区，6～34层为高区，高、低区共用一套消火栓泵，低区经减压阀减压后供水。室内消火栓管网布置成环状，消防水泵有两条出水管与高区环网相连，室外设二组水泵接合器与高区环网相连。室内消防水池（有效400m3）、消防水池设有消防取水口。消防水池设置在地下一层，保证消防车的取水口高度不大于6米。屋顶消防水箱设于C单元屋顶，有效容积18m3，箱底标高84.60M，不能满足小区最不利消火栓栓口静压0.07MPa，在地下室泵房设置增压稳压设施。在室外给水环网上设室外消火栓。 

　　5． 结论 

　　鉴于给排水设计在高层建筑中的重要性，结合笔者所参与的民用建筑给排水设计实践与案例，强调建筑给排水设计应根据技术的可靠性、经济的合理性以及实际的可操作性进行综合考虑，提出设计人员在民用建筑给排水设计中应重点关注的设计要点以及总结了笔者在给排水设计中所遇到的一些问题，为同类工程给排水设计所借鉴。 

　　参考文献： 

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　　[2] 王德欣，齐龙哲．高层民用建筑给排水设计常见问题探讨[J]．民营科技，2010，25（05）：229-230． 

　　[3] 刘振泽．设计高层住宅给排水及消防系统的若干问题[J]．科技信息，2009，21（04）：293-294．