新時代高層住宅給水排水設計思考

孫驍杰

（華誠博遠工程技術集團有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000）

建筑給水排水工程發展至今，已形成了許多科學的設計理論，并取得了較為顯著的設計成果。為滿足不斷變化的高層住宅給水排水系統運行需求，建筑企業必須進一步優化高層住宅給水排水設計，以切實解決現階段給水排水系統中存在的問題。全面滿足高層住宅建筑給水、排水、消防、熱水、節能等方面的需求，實現各種先進給水排水技術的高質量、高效率應用，為綠色、低碳、可靠、智能化高層建筑住宅建設奠定基礎。

1 高層住宅給水排水設計優化方向

1.1 前期準備

建筑設計企業要根據高層住宅整體設計任務書以及建設單位的要求和現行規范，從居住者的角度考慮建筑設計。給水排水設計人員應在準備階段就介入高層住宅的給水排水設計，以便后期施工圖設計和工程實施順利進行。總體來講，高層住宅給水排水系統設計要從居住者需求角度出發，盡量實現給水排水功能及性能最優化設計。

1.2 實現階段配合

給水排水設計屬于高層住宅工程設計的一部分，與建筑結構設計、電氣系統設計、暖通系統設計等項目密切相關，體現了建筑企業在給水排水設計中要做到各項目、各階段的有序配合。具體來講，高層住宅設計項目主要分為方案、初步設計、施工圖設計三個階段，在建筑設計的各個階段都要做好與其他建筑專業的協調配合，以免影響建筑的美觀和應用功能。通過前期的有效配合，盡量減少后期設計方案變動。

2 高層住宅給水排水設計實例分析

2.1 工程概況

“東山國臻-假日聽海”項目二期工程位于東山縣美山村段南側。總用地面積為16 064.81m2，總建筑面積為42 369.47m2。建筑物結構如下：B幢、C幢和D幢均為地上17層，消防建筑高度為48.45m；E幢為3層連排別墅，消防建筑高度為9.60m。本項目地下一層為機動車停車庫和設備用房。

2.2 給水系統設計及管材選擇

高層住宅常用給水模式為市政水源、水池、加壓泵、高位水箱、用戶等，不同給水系統的應用優勢及適用條件有所區別，需要建筑企業結合具體給水設計需求做出合理選擇。高層住宅給水方式一般有無負壓供水、高位水箱減壓供水、變頻泵直接供水、水泵加氣壓罐供水等。由于本項目所在地市政水壓波動較大且壓力不高，故不考慮無負壓供水方式。高位水箱減壓供水水壓穩定，加壓水泵采用定頻泵供水，效率較高、水泵維護較少，但由于高位水箱設置于屋面，夏季長期處于高溫狀態，特別是閩南、廣東等北回歸線附近地區，水箱內非常容易滋生藻類和細菌，從而影響水質。變頻供水在20世紀初是最流行的供水方式，但隨著近20年的使用，不少項目也發現了弊端。由于住宅用水水量波動較大，變頻泵長期處于低流量工作狀態，加上水泵設計偏保守，導致水泵長期低效運行，可見變頻供水實際上并沒有廠家宣傳的那么節能，特別對于小規模住宅小區項目而言。因此，本項目采用了水泵加氣壓罐供水方式，雖然存在水壓波動較大等局限性，但綜合考慮該方式更適合本項目的供水系統。

給水管材結合最新建筑給水排水設計標準推薦，并與建設單位溝通，決定高層立管、別墅區供水、室外給水管道采用不銹鋼管、卡壓連接，確保供水水質和樓盤品質。高層支管采用PPR管，熱熔連接。

2.3 排水系統設計

2.3.1 通氣立管的設置

設置通氣管是為了實現排水氣體的散逸，避免排水系統出現水封負壓虹吸、正壓噴濺現象，保證排水系統內空氣有效循環，確保排水順暢、安靜。常見的高層住宅通氣管模式包括雙立管模式、單立管伸頂通氣模式、器具通氣模式、環形通氣模式。本工程污水立管采用雙立管模式、廢水立管采用特殊立管模式。

2.3.2 管道布置原則和管材選擇

雙立管排水設置有專門的通氣立管，可提高排水系統的排水能力、平衡排水管道中的正負氣壓、減少氣塞事故發生的概率、降低排水管道運行噪聲、提高后期住戶的使用體驗。但雙立管排水的缺點也十分明顯，即占用空間較大、影響后期衛生間的使用面積。因此，本工程所有污水立管均設置在外墻靠近窗戶位置，不僅可以提高室內空間的使用率，而且便于排水立管檢修，室內衛生間排水采用微降板同層排水(降板為100mm)。排水主干管設置于外墻，大便器設置于靠近窗戶位置，直接排至外墻橫干管。降板內僅布置洗手盆和地漏排水管，洗手盆與地漏共用一個S型存水彎，存水彎設置于橫干管上方。由于衛生間內只有一個大便器、洗臉盆、地漏，故排水橫干管上無須設置檢查口。根據室外空調外機放置格柵、外立面造型，對立管和橫干管進行隱蔽包裹，提高了建筑外立面的美觀度，避免了排水管外墻外漏問題。

2.3.3 雨水系統設計

常見的雨水系統有壓力流雨水系統、重力流雨水系統。本工程采用常規的重力流雨水系統，雨水管材采用新型的PVC-U雨水管，增強了雨水管的防紫外線能力。需要注意的是，屋面雨水管和陽臺雨水管必須分開設置，以避免屋面雨水進入室內。空調冷凝排水管末端要采取隔斷措施，本工程所用的冷凝水管、陽臺雨水管均排至13#溝頭，再排入雨水檢查井。

2.4 消防系統設計

2.4.1 消防水泵房設計

本工程消防水泵房設在地下室，消防水泵房內設消防水池1個和室外消火栓泵2臺、室內消火栓泵2臺、噴淋泵2臺（均為1用1備）。由于本工程一期工程為1棟公寓式綜合樓，兩期工程均由同一個物業單位管理，一期與二期可以共用1個消防水池和消防水泵房。具體消防設計用水量見表1。

表1 消防水泵房消防設計用水量統計

消防水池有效儲水量為694m3，能夠滿足設計要求。室外消火栓泵為單級消防離心泵XBD5.0/30G-FLG、消火栓穩壓設備ZW(L)-II-X-10。室內消火栓泵為立式多級消防離心泵XBD9.0/20G-FLG。噴淋泵為XBD9.4/40G-FLG。

2.4.2 室外消火栓系統設計

按照設計規范，本工程室外消火栓系統消防設計用水量為324m3。由于市政管網無法保證兩路進水，本工程火災延續時間內的室外消防設計用水量均儲存在消防水池內，通過室外消火栓泵加壓和穩壓裝置達到設計所需水量和水壓。為了避免消防用水污染市政用水，本工程未將市政管網與室外消火栓管網連接，僅在市政接入管水表后設置了一個連接市政管道的消火栓。室外消火栓的設計保護半徑為150m的地上式室外消火栓，消火栓布置間距不大于120m。

2.4.3 室內消火栓系統設計

按照設計規范，本工程室內消火栓系統采用臨時高壓消防給水系統。通過在B幢樓屋頂設置消防水箱和地下室的消防水池，聯合保證平時管網消防給水壓力和火災時所需消防水量和水壓。室內消火栓箱采用帶自救卷盤的消火栓箱，消火栓充實水柱不小于13m，水帶長度為25m，布置滿足室內任意一點均有兩股水柱保護。為了避免消火栓栓口壓力過大，本工程8層及以下采用減壓穩壓型消火栓。

2.4.4 噴淋系統設計

按照設計規范，本工程僅需在地下室區域設置自動噴水滅火系統，地上部分根據福建省關于住宅公共區域的規定可采用簡易噴淋系統。自動噴水滅火系統是公認的最簡單有效的自動滅火設施，該系統具有安全可靠、經濟實用、滅火成功率高等優點，本工程選擇在地上部分公共區域設置自動噴淋滅火系統。本工程共設置3組濕式報警閥，每個報警閥控制噴頭數不超過800個。系統各防火分區和各樓層均設水流指示器和信號閥門，信號引至消防控制中心，以便快速定位自動噴淋區域。本工程采用普通覆蓋面積的快速響應噴頭，噴頭溫度等級為68℃。

2.5 熱水系統設計

為了響應國家關于綠色、低碳建設的號召，本工程采用了太陽能熱水系統。太陽能熱水系統的優點是綠色、環保、經濟，但其缺點也十分明顯，即如果設置在屋面，其占地面積較大；如果設置在外墻，不僅會影響外立面美觀程度，還會加大外立面荷載，造成光污染。而且本項目位于海邊，需要考慮臺風問題，太陽能熱水系統如果設置在外立面，還會導致安全問題。如果采用集中式太陽能熱水系統，則會產生較大的計費問題。國內已有部分高檔小區采用集中式熱水供水系統，但由于運行維護費用較高、熱水單價較高，最終使用熱水的用戶較少，形成惡性循環，導致花費巨大的熱水系統被閑置。

出于以上考慮，本工程選擇在上部的5層住戶設置分戶式太陽能熱水系統，即為每戶在屋面設置一個面積為2m2的太陽能集熱板，并在住戶衛生間內設置一個120L的熱水箱。熱水通過密度差經管道輸送至戶內的水箱保存，如果白天天氣不好，水箱內的熱水溫度達不到使用要求，則通過儲水箱內的電輔助加熱使水達到指定溫度，供用戶使用。如此設計可以避免因后期熱水系統費用和維護等問題導致的太陽能熱水系統閑置。本太陽能熱水系統的弊端是熱水支管過多，所以，需要考慮好熱水支管放置問題。在不影響建筑外立面美觀的情況下，將其設置在建筑外墻或內部管道井、樓梯間處，當設置在公共樓梯間時，要注意不能影響建筑的疏散寬度，且熱水管需要做好防燙措施。

3 結語

高層住宅給水排水設計需要從各個設計階段深入介入，向前期準備、實現階段配合等方向優化。同時，根據工程實際情況和需求，分別從給水系統設計、排水系統設計、消防系統設計、熱水系統設計展開具體的高層住宅給水排水設計，真正實現對高層住宅給水排水設計的深入分析及全面研究，從而獲得低碳、綠色、環保、經濟的新時代居住建筑設計成果，為后續給水排水工程的順利施工提供良好保障。