高層建筑給排水設計的要點研究

董帥

摘要：高層建筑具有體積大、層數多、功能復雜、火災隱患大、安全要求高和社會影響大的特點。高層建筑的給排水設計猶如這座建筑巨人的“血管”遍布其中，供給著它所需要的全部“水分”和“營養”。因此，給水排水專業在高層建筑設計當中的重要性是不言而喻的。

關鍵詞：高層建筑；排水設計；要點

中圖分類號：TU22 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0060-01

1 高層建筑的特點

高層建筑往往投資大、使用人數多以及復雜的使用功能又給建筑設計領域增加了更大的消防安全難度。高層建筑的特點簡要概括為具有高度高、人員密集、火災危險性大、疏散困難、管道系統承壓要求高、消防車撲救困難等。可以說，高層建筑就是一座固定的“航空母艦”、“樓中城”。目前總投資己經超過70億美元，內設有辦公室，住宅和豪華酒店等功能性用房，預計能容納總人數為1.2萬人，其足以與一個小規模的居民區總人數相當，可見高層建筑在當今世界建筑領域中的重要地位。同時高層建筑就像一座“陸上航空母艦”，其使用和結構功能復雜，水暖電專業的各種管道和線路系統種類繁多。同時也存在著安全、內部交通、環境、能源消耗等多種難以妥善解決的問題，越是向高處發展，安全性、耐久性及適用舒適等問題就愈多，對建筑、結構、給排水、暖通和電氣等專業的要求就越來越高。因此，從工程設計上來說，高層建筑的設計是一個技術含量高、工程規模大，設計周期長的復雜系統工程。

2 高層建筑給水排水專業設計的難點

高層建筑涉及到的給水排水專業系統較多，但在“以人為本”的核心價值觀里，保證高層建筑的使用安全，讓生活和工作在其中的人們不僅生活辦公舒適，更重要的是安全要有嚴格的保證。因此，給水排水專業的水消防設計就是最為重要的一個環節，也是建筑給水排水領域內關注度最高，探討問題最多的一項設計內容。

第一，高層建筑的室內水消防系統的供水設計就是一個難點，因為每個建筑的情況各異，根據不同建筑特點選擇不同的室內消防系統的供水方式是尤為重要的，目前己經建成和正在建設的高層建筑中，選擇串聯加壓供水系統和重力流供水系統基本上各占一半，所以無法簡單的進行哪種系統最優哪種系統最安全的考量，因為兩種系統均有其優勢，就看其可靠性和對其他專業配合方面哪種更適合所設計建筑，而且由于我國地大物博，南方和北方，各省之間乃至各個城市之間的消防設計做法和設計習慣均有不同，因此需綜合考慮。

第二，一般在高層建筑物內避難層或設備層進行設置消防轉輸水箱及減壓水箱，在避難層還有給水、排水、暖通、空調和電氣等相關設備需要占用面積，因此在滿足消防規范要求水量的前提下，需要盡可能減小消防水箱占用的面積，仔細核對各個專業在避難層或設備層中的管道布置和設備布置。最后，消防水系統設計不單是給水排水專業的“獨門生意”，它還需要與建筑設計中的各個專業進行科學合理的配合。專業之間協調的優與劣決定著消防系統設計是否安全、可靠和經濟。

以上這些問題僅僅是筆者提出的幾個難點，還有很多設計難點需要去總結和探討。針對以上這些難點，水消防設計需要有解決這些難點的指導方針：首先要防火，防火是設計的指導原則；其次是要控火，一旦火災開始，怎樣將火勢控制在初期，撲滅其在萌芽階段，這是設計的核心思想；最后就是耐火，水消防系統一旦動作后如不能控制火勢，怎樣讓火勢蔓延減緩，給予人員逃生的時間，這一環節更是體現消防設計“以人為本”的社會價值觀的最好體現。

3 高層建筑給排水設計施工的有效措施

3.1 排水系統設計

排水系統設計，主樓和附樓均采用污廢分流制，地下部分污廢水重力自流排入室外污水管，地下室廢水利用潛污泵抽升排出。高層建筑的排水管道設計施工，需要始終明確的就是首要的就是選擇科學合適的線路，坡度的控制也應當切實的做好，這樣刁一可能保證高層建筑的坡度是符合設計的相關標準的，排水管道中常出現的雜物堆積或者返流現象問題才能夠得到有效的避免。排水設計可采用污廢分流制廢水利用潛污泵抽升排出。，地上部分污廢水重力自流排入室外污水管，地下室主樓部分污廢水管道設置專用通氣立管，專用通氣立管每隔二層設結合通氣管與污廢水管道連接。也可以采用污廢分流制，地下部分污廢水重力自流排入室外污水管，地下室廢水利用潛污泵抽升排出。附樓部分污廢水管道采用特殊單立管排水系統。除地下室潛污泵壓力排水管，水箱溢流管采用焊接鋼管，焊接或法蘭連接外，其余部分均采用RKC柔性抗震承插式排水鑄鐵管，柔性接口。

3.2 消火栓給水系統設計

可以將消防給水方式由消防方案設計時的一次加壓減壓（減壓閥）給水方式更改為串聯加壓給水方式。此種做法是在地下二層消防泵房內設置消防主泵和消防水池，在避難層設置轉輸水箱和消防轉輸泵，在屋面消防水箱間內設置供火災初期使用的消防高位水箱和穩壓泵。

串聯加壓給水方式的具體原理為：當主樓低區和附樓的局部區域起火后，起火樓層和就近樓層消火栓動作，消火栓系統的火災初期水量和水壓由屋面水箱間內的消防高位水箱提供。與此同時，室內消火栓箱內的啟泵按鈕啟動，其聯動地下二層消防泵房內的消防主泵工作。當主樓的高區局部區域起火后，起火樓層和就近樓層消火栓動作，消火栓系統的火災初期水量和水壓由屋面水箱間內的消防高位水箱提供，并由室內消火栓箱內啟泵按鈕啟動避難層消防轉輸泵向高區室內消火栓管網接力供水。與此同時，聯鎖地下二層消防泵房內消防主泵向避難層的轉輸水箱供水。

串聯加壓給水方式的優點：結構荷載較大、占用使用面積較多的消防泵房和消防水池設置在地下二層，占用上部有效使用面積很少，消防供水主干管和立管較少，經濟性經過對比也是比較高的。因此，針對超高層建筑中間樓層設置避難層或者設備層的，一般采用串聯加壓給水方式最為合理。

4 結束語

展望未來，隨著全球科學技術的進一步發展，高層建筑給排水設計的發展也將更加豐富多樣化，對于建筑科學技術的要求也就越來越高，每一個創新建筑都對每一個建筑設計工程師都是一個新的挑戰。 超高層的發展趨勢在現有的基礎上還會不斷的創新和發展，未來超高層建筑還會發展到何種驚人的程度，讓我們拭目以待。

參考文獻

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