高層建筑給水排水設計方案分析

何英

摘要:隨著高層建筑的逐漸增多,給水排水設計內容也隨之增加,優化給水排水設計方案是適應和推動高層建筑發展的需要,亦是高層建筑給水排水技術進步的需要,本文首先分析高層建筑給水排水工程的特點,介紹給水排水系統設計發展需要解決的幾個問題,對給水系統和排水系統設計上需要注意的幾個問題進行分析。

關鍵詞:高層建筑給水排水靜水壓力管網

中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0036-01

1 高層建筑給水排水工程的特點

隨著建筑技術的提高,高層建筑愈來愈多,除了高度的增加以外,高層建筑還存在著振動源較多,給水安全可靠要求較高和排水量較大等特點,這些特點對高層建筑給水排水工程的設計方案提出了更高的要求。從相關研究和實踐經驗來看,認識高層建筑的給水排水工程的特點是進行科學設計的前提,筆者將其特點總結如下。

1.1 靜水壓力大

靜水壓力大是高層建筑給水系統、熱水系統和消防系統的特點,正因為靜水壓力大,如果不分區,不僅使用不便,震動噪音大,設備能耗高,浪費水資源,還容易導致給水系統的管道及配件因此被破壞。

從這個特點出發,給水系統必須進行科學、合理的豎向分區,目的在于合理有效地降低靜水壓力,確保系統運行的安全可靠。

1.2 消防安全要求高

高層建筑消防系統的安全可靠性要求比多層建筑的更嚴格,是高層建筑給水系統的又一個特點,這是因為高層建筑通常是多功能、綜合性建筑,所以可引發火災的因素比較多。眾多的消防實例告訴我們,高層建筑一旦出現火情,火勢的蔓延速度相當快,火災的危險性大,撲救的難度高。另外,我國目前各地區的消防設備能力水平不一,導致高層建筑在發生火災時撲救的難度比較大,基于這些因素,在高層建筑的消防給水系統設置上必須立足于自救。

1.3 瞬間給水、排水量大

從高層建筑的建筑標準來看,高層建筑中使用給水排水設備的人數眾多,導致瞬間很大的給水量和排水量,所以在實際使用的過程中,如果給水系統出現停水或者是排水系統出現管道堵塞等等事故,影響的范圍會很大。

從這一特點出發,高層建筑的給水排水系統設計時技術措施必須合理可靠,確保給水排水系統的通暢。

1.4 排水量大、管道長

高層建筑功能多,排水量大,管道復雜,而且管道中的壓力存在較大程度的波動。從提高高層建筑排水系統的排水能力要求出發,保證水封不被破壞,就必須穩定管道的壓力,排水系統應設置完善的通氣管系統,或是采用新型的螺旋消音單立管系統。除此之外,排水系統中采用的排水管道的材料應具有較高的機械強度,采用柔性接口。

1.5 容易產生振動和噪聲

高層建筑的動力設備多,給排水管線長,容易產生噪聲和振動。所以,在高層建筑給水排水系統設計時必須采取設備和管道的減少振動和防止噪音的技術措施。

2 高層建筑給水排水工程需要解決的幾個問題

隨著技術的不斷進步,高層建筑的給水排水技術也得到了一定程度的發展,日趨成熟,但是高速發展的建筑業,必將對建筑給水排水技術提出更高的要求。筆者總結在高層建筑給水排水工程設計實際中,需要解決的問題大致如下:

(1)目前,高層建筑的耗能、耗水比較大,缺乏有效節水、節能的給水排水設備及附件。(2)超壓出流現象較嚴重,缺乏可靠的減壓和穩壓設備。(3)在給排水技術和措施上,安全性、可靠性和經濟性還存在著一定程度的不同步;運營管理也有諸多的不到之處,缺乏對實用、經濟且運行管理方便的給水技術與措施。(4)高層建筑消防技術與自動控制技術還有待研發與推廣應用。(5)應加大對低成本、高效能的新型管道材料的研發與應用。(6)排水系統過水能力較低,缺乏經濟、穩定排水系統壓力的技術措施。(7)應加大對熱效率高、體積小的熱水加熱設備的研發與應用。

3 高層建筑給水系統設計中的幾個問題分析

3.1 豎向分區

根據規范要求和工程實踐,高層建筑的給水管網通常需進行豎向分區,分區的原則是:

(1)充分利用市政給水管網的壓力。(2)根據管道及配件承受的靜水壓力、節能節水、使用方便等要求。

3.2 合理選擇給水方式

在高層建筑給水系統設計中,確定經濟合理、技術先進和供水安全可靠的給水方式,是高層建筑給水系統規劃設計的核心。高層建筑給水系統的供水形式可概括為:(1)高位水箱給水方式;(2)氣壓給水方式;(3)疊壓供水方式;(4)減壓分區給水方式等基本類型。從建筑的具體要求出發,對每種形式的具體使用條件和優缺點進行綜合考慮,科學、合理的進行選擇某種給水方式,也可以幾種給水方式相結合,在滿足使用功能、消防功能的同時,盡量做到節約。

3.3 高層建筑的內部給水管網科學的布置

從內部給水網的布置形式來看,有兩種不同的分法:

(1)根據內部給水管網的形式差異分為:環狀網和枝狀網兩種形式。

(2)根據建筑內部中橫干管的位置差異可以分為下行上給式、中分式和上行下給式三種不同的形式。

在給水管網的布置方式上應結合具體的要求和建筑的實際進行合理的選擇。

3.4 生活、消防水箱分開設置

(1)從保護水質和消防泵定期試水維護管理角度出發,生活、消防水池、管網和高位水箱均宜分別獨立設置。(2)采用共用吸水管方法,使設計簡化,設備的維護管理方便。(3)分建貯水池對優化地下室的設計、有效利用地下室面積、降低造價起積極的作用。(4)高位水箱出水管上止回閥必須水平安裝。

4 高層建筑排水系統設計中的幾個問題分析

由于高層建筑的排水系統從排出管至頂層衛生潔具的連接管的立管較長,故衛生潔具的排水到底層排水壓力大,容易使下層衛生潔具發生排水噴濺。又由于衛生潔具的排水屬于間斷排水,會使排水方向的前行管道系統產生氣體的正壓,水流在下降過程中,水流方向的后續管道產生氣體的負壓,形成抽吸,均可能使管道系統發生水的噴濺和水封水抽吸,故筆者總結認為高層建筑排水系統應需采取下列措施:

(1)高層建筑的一、二層應單獨排水。(2)高層建筑的排水管系應加強通氣,保持管系內氣壓平衡;為此,高層建筑的排水系統應采用專用通氣管的排水管道系統或采用新型排水管道系統。(3)高層建筑的排水立管采用乙字彎消能措施。(4)高層建筑污水、廢水應分開設置立管排放,便于將來廢水回收和利用。

5 結語

隨著高層建筑的逐漸增多,給水排水設計要求也隨之增加,優化給水排水設計方案是適應和推動高層建筑發展的需要,亦是高層建筑給水排水技術進步的需要,本文所述僅僅是高層建筑給水排水領域的一小步而已,目的在于拋磚引玉,望更多的設計工作者進一步探索、豐富、完善和發展。

參考文獻

[1] 姜文源.建筑給水排水設計手冊[M].中國建筑工業出版社,2003.

[2] 建筑給水排水設計規范(GB50015-2003).

[3] 高層民用建筑設計防火規范(GB50045-95).

[4] 陳宗杰.國內建筑給水排水新技術研究［D］.重慶:重慶大學,2003.

[5] 劉振印.建筑給排水節能節水技術探討［J］.給水排水,2007,33(1):61-71.