現代高層建筑給水、排水設計探討

張興祥

（克州誠鑫建設工程有限公司 845350）

現代高層建筑給水、排水設計探討

張興祥

（克州誠鑫建設工程有限公司 845350）

建筑給水、排水工程發展至今，逐漸成為一門相對獨立的工程學科，其包含的內容越來越豐富，所包含的系統也越來越復雜。同時，隨著現代城市化進程的不斷推進，高層建筑越來越多，如何做好高層建筑給水、排水系統的設計，體現系統的科學性以及人性化特點，節約資源，成為了現代高層建筑給水、排水設計工作研究的重點內容。本文就現代高層建筑給水、排水設計工作進行了簡單的討論，希望能夠為相關設計工作提供一定的參考和借鑒。

高層建筑；給水；排水系統；設計

1 高層建筑給水排水工程的特點

高層建筑相對于普通多層建筑具有層數多、總體高度大、振動源多、用水要求高及排水量大等多方面的特點[1]。因此，高層建筑對給水、排水工程的設計、施工、材料及管理方面都提出了更高的要求。相對于多層建筑給水、排水工程來看，高層建筑給水、排水工程主要具有以下幾個方面的特點：

（1）高層建筑給水、熱水及消防系統具有較高的靜水壓力，如果只采用單一供水區，不但會對使用產生影響，同時還可能對管道及配件造成一定的破壞。因此，需要根據實際使用需求對供水進行合理的豎向分區，從而降低靜水壓力，確保各個系統能夠安全穩定的運行。

（2）高層建筑中，很多因素容易誘發火災，而且由于建筑高度越大，風力越大，一旦發生火災，火勢會迅速滿意，火災危險大，而且撲救難度也更大。因此，高層建筑消防系統的安全可靠性要比多層建筑高得多。由于目前我國消防設備能力十分有限，撲救高層建筑火災的難度非常大，因此，高層建筑的消防系統應與自救需求為基礎進行設計。

（3）高層建筑的總體排水量較大，且管道總體長度大，管道中存在較大的壓力波動。為了提高排水系統的排水能力，保證管道中壓力的穩定，確保水封不會遭到破壞，應該在高層建筑排水系統中設置通氣管系統或者采用新型的單立管系統。同時，高層建筑的排水系統應該采用具有較高機械強度的管道材料，并且采用柔性結構，確保高層建筑在外力作用下發生位移時不會對管道造成破壞。

（4）相對于多層建筑，高層建筑具有更高的建筑標準，給水、排水設備使用人數較多，一旦發生停水事故，會產生極大的影響。對此，必須采用一定的技術措施，確保供水的安全性和可靠性。

（5）高層建筑內部擁有大量的動力設備，而且管線總體長度大，容易產生振動和噪聲，對使用的舒適性產生較大的影響。對此，高層建筑給水、排水系統的設計必須考慮設備及管道的降噪措施，保證建筑使用的舒適性。

2 高層建筑給水、排水設計面臨的問題

在我國高層建筑給水、排水系統中，最常見的問題是由于超壓出流。導致超壓出流的主要原因是由于給水配件前所形成的靜水壓力超過流出水頭的壓力，進而導致實際流量超過額定流量標準。超壓出流通常會產生以下幾個方面的危害[2]：

（1）由于管道中的水壓過大，導致水龍頭在打開之后水體成射流狀噴濺而出，影響用戶的正常使用；

（2）由于實際流量超過額定的標準流量，對管道中水流量的正常分配產生了較大的影響，并且還可能導致管道發生振動現象，進一步引發管道噪聲。同時，過大的水壓還會導致閥門以及水龍頭的使用壽命大幅度縮短，并且破壞管道連接處的可靠性，導致管道發生漏水甚至損壞問題；

（3）超壓出流由于實際流量超過額定流量標準，所超出的水流量部分不易被人們察覺到，產生了較大的“隱形”浪費，且該問題持續時間一般較長，會對水資源造成極大的浪費。

在高層建筑給水、排水系統中，熱水系統作為滿足人們日常生活、工作用水的重要系統之一，通常會由于開發商的意向差異及各方面條件的差異呈現出多樣性，對熱水系統的設計也提出了更高的要求。但是，在熱水系統進行實際設計的過程中，還存在一定的不足，具體表現在以下幾個方面[3]：

（1）熱水供應系統循環方式不夠科學，導致冷熱水供應不均衡，造成了一定程度的浪費；

（2）熱水與給水系統分區不統一，導致冷、熱水供應不均衡，影響用戶使用的舒適性；

（3）熱源選擇不合理，導致系統運行維護成本上升，并且產生了一定的能源浪費。

3 高層建筑給水、排水設計建議

3.1 優化系統分區

高層建筑給水、排水系統設計的基礎是系統豎向分區的合理確定。由于高層建筑物總體高度較大，如果只依靠室外管網的供水壓力，當供水達到一定的高度后，就難以滿足正常的供水水壓要求。在實際工程中，通常通過增壓設備提高水壓實現輔助供水。在增壓之后，如果不對高層建筑的給水系統進行豎向分區，則建筑底層的衛生器具將會承受極大的靜水壓力，從而影響衛生器具的使用壽命，同時還會對供水管網、建筑下層的閥件等造成較大的影響。實踐證明，對高層建筑施行分區供水，能夠有效確保供水的可靠性和安全性。

高層建筑的給水管網必須進行豎向分區，具體可以按照下面原則進行分區[4]：

（1）充分利用市政給水管網壓力，因此通常利用初步估算法對低區層數進行計算；

（2）建筑上區參考具體的靜水壓力進行劃分。

在后續設計處理過程中，需要根據項目的具體標準要求，針對出靜水壓進行嚴格的管理和控制，同時需要針對各個應用人水資源標準壓力極限值進行深入的研究，確保系統的供水壓力處于合理范圍內。

另外，可以通過采取適當的減壓或者調壓措施，實現對水壓的合理控制。比如，通過設置減壓閥，應用減壓孔板或者水壓調節閥對水壓進行合理調節，將水壓控制在規定的限值以下，為用戶提供穩定安全的服務水頭，確保系統分區水壓的均衡性，有效降低水資源的浪費。同時，在對整個系統進行分區時，需要保證熱水系統與給水系統的一致性，確保熱水系統管網與給水管網壓力均衡，從而使陪睡溫度更加容易進行調節。

3.2 排水設計原材料的優化選擇及管道的優化設計

伴隨著人們生活水平的日益提高，群眾對水質的要求不斷增加，通過對大量建筑供水水質的監測數據進行綜合分析發現，導致管網水質惡化的最主要原因主要是由于建筑內部管道發生銹蝕。對此，需要在給水、排水系統的設計過程中，更多的應用新型的不銹鋼管材和鋁塑復合型管材。通過新材料的應用，不僅能夠很好的避免管道生銹對水資源造成的污染，較少水資源浪費，同時還能使排水系統更加穩定的運行。

通常情況下，如果給水管道的壓力大于0.3MPa，且管道直徑小于20mm時，如果管道總長度較大，則會在水體高速流動的條件下形成嘯叫現象，引發管道的振動，并發出噪音，直接影響高層項目應用服務和環境質量[5]。對此，在進行給水管道設計的過程中，需要對管道直徑進行適當加粗，通過曲撓橡膠接頭，并設置一定數量的減壓閥，同時在指導與管道接觸的位置加裝橡膠墊等可以吸收沖擊的裝置，從而實現對噪音的有效控制。

3.3 加強新技術的應用，提高系統節能、節水能力

（1）加強對可太陽能以及地熱能源等可再生能源的利用。太陽能作為可再生的清潔能源，具有較長的研究和應用歷史，但是在生活熱水系統中的應用時間相對較短，只有不到30年的時間，仍然處于發展的初期階段。太陽能作為一種可再生的能源，在一定程度上，能夠有效降低后期的投入，極大程度的提升經濟效益。另外，地熱能源的利用也是可再生能源開發利用的有效途徑之一。從目前國內外的情況來看，地源熱泵等地熱能源利用技術已經獲得了大量的應用，并且在生活用水供熱方面也得到了較好的應用，相信在未來會成為建筑給水、排水系統設計領域中應用最為廣泛的可再生能源之一。

（2）選擇節水型產品。為了進一步節約水資源，可以選擇新型的節水型衛生器具，新型的節水衛生器具相對于傳統衛生器具在節水方面具有無法比擬的優勢，因此，在進行給水、排水設計中進行合理的選用，不但可以有效節水，同時還能降低用戶的長期經濟成本。

4 結束語

隨著現代建筑行業的快速發展，高層建筑越來越多，高層建筑給水、排水系統的設計工作越來越重要。為了確保高層建筑給水、排水系統可靠、安全的運行，設計人員應該以實際需求為出發點，結合新型材料和先進的科學技術，在有效減少浪費的同時，減少對環境帶來的污染。雖然高層建筑給水、排水系統的整體復雜度高，施工難度大，但是相信隨著設計人員、施工人員以及其它各方面的共同努力，高層建筑給水、排水系統會不斷發展，進一步推動整個高層建筑行業的健康發展。

[1]黃麗娜.芻議高層建筑給排水設計注意事項[J].科技創新導報，2010 （10）：45.

[2]李艷鳳.超高層建筑給排水設計中幾個問題的思考[J].中國建筑金屬結構，2013（24）：84.

[3]游燕.高層建筑給排水設計應注意的問題[J].門窗，2013（03）：225～226.

[4]盧曉停.高層建筑給排水設計中的關鍵問題探究[J].江西建材，2014 （21）：38.

[5]孫秀霞.高層建筑的給排水設計[J].門窗，2014（10）：158.

TU991

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1673-0038（2015）37-0045-02

2015-8-26