山地型建筑室外給排水設計與分析

楊 玲

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海 200092）

山地型建筑室外給排水系統是否完善密切關系到當地居民的生活質量和安全保障，也關系到當地的經濟發展。由于山地城市地形地質的特殊性，山地型建筑室外給排水設計面臨這三大問題：第一，山地地區經濟一般較為落后，市政配套設施及綜合管網多處于末端，性能和效率都不到位；第二，山地地形高低起伏，道路縱坡較大，加大了管網敷設的工程量，帶來更大的經濟壓力；第三，山地地質較為復雜，大量的挖方填方，可能會造成安全隱患，例如地表的不均勻沉降。面對這些問題，本文提出了一些應對措施。

1 山地型建筑室外給水設計

山地地區通常處于城市給水系統的末端，管網設施有時候會不完善或者給水壓力不足，使得山地型建筑無法正常用水，因此，山地型建筑室外給水設計時，應充分考慮地形因素，采用二次加壓的方式或者建設自備水源，例如采用變頻恒壓供水設施，并且配備加壓罐，以滿足山地建筑用水的需求。根據自來水廠或者水務集團提供的資料，了解市政管網能提供的最大壓力，根據地形標高對給水管網進行合理的分區，可以劃分成高區和低區。

1.1 低區加壓給水系統

低區加壓泵站可以設置在地下車庫，供給多層建筑、高層建筑的低區的生活用水、景觀用水、室外消火栓系統用水等，并且為高區的加壓泵水池補充水，水源來自市政管網。由變頻恒壓供水系統供給山地居民日常生活用水，火災發生時，由室外消防加壓泵向低區給水管網供水。低區加壓管網采用的是環狀管網，局部呈樹枝狀。

1.2 高區加壓給水系統

高層建筑高區的生活用水、室內消防用水由高區加壓泵提供，高區加壓泵站用水由低區加壓泵提供，管網為環狀管網，整體采用串聯的供水方式。每棟樓的消防系統相對獨立，將倒流防止器與管網相連。

1.3 加壓泵位置布置

因為低區加壓給水系統水源由市政管網提供，所以低區加壓泵站應設在市政管網壓力能輻射的地方，為了最大限度利用市政管網的壓力，低區加壓泵位置不應設置太低。并且考慮經濟性和安全性，加壓泵應結合建筑布置。另外利用山地地形天然高差的優勢和建筑物布局方式，合理布置加壓泵的位置，以減少能耗和工程量。盡量將加壓泵設置在用水量大的建筑內，以減少給水管網的壓力。

1.4 生活和消防儲水池

生活和消防儲水池可以采用合建或分建的方式。合建和分建的原則是是保證生活用水不受外來水源的污染，即居民生活用水在水池停留的時間不宜超過兩天，并且要控制水池的造價不宜過高。在實際設計中要測算生活用水量和消防用水量的比例，通過這個比例來分析采用合建還是分建的方式。

2 山地型建筑室外排水設計

2.1 工程技術層面

2.1.1 排水管網控制要點在于落差處理，管網系統要能銜接上、下游排水管道及水流，具有一定的消能和穩流功能，避免下游管道被過度沖刷。

1）當地面坡度不太大但又需要進行落差處理時，可以將排水管線上每個檢查井的跌水落差控制在2米內，雖然檢查井的數量增加一些，但這樣不必設跌水井，大大節省造價。

2）當地面跌落縱向距離短時，一般應設跌水井。

3）當地面坡度較大，縱向長度較長并且要做高差處理時，可采用階梯狀的排水溝渠，這種方法是將較大的高差分為多段分別進行分級消化，既能起到消能的效果，又能銜接上游和下游的雨水、污水管道，這樣可以避免使用較深、較大的跌水井，為山地建筑室外排水工程大大地節省了成本。

2.1.2 山地建筑室外排水管網坡道坡度要考慮流速，排水管道的敷設坡度一般盡量與道路坡度接近。

1）一般先了解道路的坡度和走向，排水管道的敷設坡度一般盡量與道路坡度接近，再根據這個坡度進一步細化管道的坡度、走向，在此基礎上選擇合適管徑的雨水、污水管道。

2）水往低處流，山地地形的高差為排水提供了天然的優勢，在相同流量情況下，山地建筑室外排水可用性選擇管徑較小的管道，這也為排水工程節省了一定的成本。

3）如果道路縱坡過大，參照道路坡度確定的管道縱坡偏大，以至流速超過最大設計流速。如果不減小流速，會引起管道被沖刷破壞，減少了管道的使用壽命，所以此時應適當調小坡度，采取一些跌水消能措施，這樣既可以達到消能效果，同時也可以利用跌水減小地形落差的影響。

2.1.3 山地建筑室外排水場區盲溝系統應遵循治坡先治水的原則。

盲溝一般敷設在需要排除地下滲水的場合，山地建筑場區盲溝系統應設置在建筑物周圍，底標高比建筑基礎底標高低。

1）盲溝設置前提條件需有水文地質資料；

需確定建筑總平面及單體；需確定基礎形式及埋深；

需確定室外管線綜合布置圖；

2）盲溝設計要點

將地下滲流水由無組織變為有組織；

在建筑物周邊進行引流；

盲溝引流的水可作為人工湖的補充水源或引入雨水井。

2.2 設計制度層面

2.2.1 水工程規劃與城市規劃的互動協調

在山地城市規劃編制中，由于現狀地形復雜，需要城市規劃專業人員與其他專項規劃人員（包括給排水專業人員）加強溝通協調，在城市規劃編制中遇到的一些重大問題需要專項規劃人員提出科學合理的解決方法，同時專項規劃人員也應深入了解規劃，認識城市發展與專項規劃必不可分的重大意義，這不僅有利于城市的發展，也有利于專項規劃的實施。

2.2.2 高排水設計方案的可操作性

排水工程關系到國計民生，也日益受到國家政府和老百姓的關注，高排水計劃也不再是掛在墻上的藍圖，而應該成為可以實施落地、真正為人民造福的工程。為了加強這項工程的可實施性，政府及其他相關部門可以從以下兩個方面提出相應的策略：

1）加強規劃前期規劃條件分析

工程規劃是一項系統的、多領域的工作，這項工作必須是有計劃地進行。在計劃中，需要考慮到各方面的影響，如：地形地貌，水資源、水利條件等，還需要結合城市當地的總體規劃，將排水工程和交通規劃、燃氣管道規劃、電力規劃、環境保護等同時考慮，相互協調，相互配合，避免出現其中一項已經規劃建成，再重新考慮排水工程，這樣不僅會延長工期，也會增加投資成本，更不利于這些基礎工程的有效使用。

2）山地建筑室外排水工程應注重技術經濟分析

整個排水工程的規劃實施都應該進行投資成本預算、運營效益評估、風險評估等技術經濟分析。在山地城市排水工程規劃中，由于其地形復雜，受到制約的因素較多，往往有多方案的比選，增加方案比選的技術經濟分析，為規劃實施奠定基礎，同時為規劃管理部門提供決策依據。

3）增強流域規劃意識

山地城市具有明顯的流域特點：許多河流、小溪自然形成閉合流域。排水工程規劃需要增強流域排水意識。從流域的角度合理規劃城市排水系統是排水工程規劃的首要目標，在做整個城市的排水工程規劃時，既要放眼大區域，又要著眼于正在規劃的小片區。放眼大區域是指可以將整個城市甚至整個流域都納入到規劃范圍，進行綜合考慮，要有大局觀；著眼小片區是指要梳理清楚小到城市各片區之間的排水相關設施關系，細節也不可忽視。這樣才能合理布局各級排水管網、排水溝渠、污水處理廠、雨水收集池等，才能有效安全地為城市排水提供保障，才能處理好城市排水與其他各項工程的關系。

3 結語

相對于城市地區，山地地區有著空氣質量好、噪聲污染小、人口密度低的優勢，但是山地地形起伏大，地質復雜，為山地建筑室外給排水設計和建設帶來了較大的難度，一方面要考慮山地地區的用水便捷，另一方面要考慮工程成本、安全等方面的問題。設計人員應結合國內外的先進經驗和技術，明確管網布置原則，合理的布置山地建筑室外的給排水管網，注意山地的場地規劃標高和道路的設計標高，充分利用山地高差重力的優勢和山地道路的優勢，在滿足安全、實用、美觀、經濟的前提下，盡量減少開挖量，減少對原有山地地形地貌和地質的破壞。在山地建筑室外給排水設計過程中，應將工程技術和設計制度緊密結合，制度先行，在有合理的制度計劃的作為指導依據的前提下，運用先進的技術，才能使整個工程有條不紊地進行，并且制度的編制要注重系統性、經濟性、可實施性，保證水體不受污染，水環境能夠不斷改善，山地地區居民生活質量得到提高，讓城市走綠色環保、可持續的發展道路。

參考文獻：

[1]李瑞杰．廣州某山地型建筑室外給排水設計與分析[J]．住宅與房地產，2017（3）．

[2]GB50084—2001，自動噴水滅火系統設計規范[S]．

[3]王國憲．山區排水管道的設計流速探討[J]．中國給排水，2004，20（10）：58-60

[4]馬念，郝曼．山地城市排水管道的設計．中國給排水，2007（8）：30-33

[5]李巖，蔡金璐．大型住宅小區的給排水綜合管網設計[J]．城市建設理論研究（電子版），2011（33）