超高層建筑給排水設(shè)計問題探討

秦建明 余平偉 胡迎偉

本文針對超高層建筑給排水設(shè)計問題，做了簡單的分析。給排水系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量，直接影響著建筑工程的使用效果。基于此，深度分析此課題，提出超高層建筑給排水設(shè)計把控要點，供相關(guān)人員參考。

一、超高層建筑給排水系統(tǒng)特點分析

1.靜壓要求大

由于給排水系統(tǒng)運行的環(huán)境復雜，對管道材料的質(zhì)量，有著較高的要求。在具體建設(shè)中，要做好豎向分區(qū)，保證系統(tǒng)運行的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性。

2.消防設(shè)施要求較為嚴格

高層建筑結(jié)構(gòu)具有復雜性特點，加之功能多樣化。在設(shè)計給排水系統(tǒng)時，需綜合分析，明確消防用水需求，進而保證人員生命及其財產(chǎn)安全。

3.防震以及防噪聲要求高

設(shè)計給排水系統(tǒng)，需要考慮到管道使用時產(chǎn)生的振動和噪聲等問題，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，保證其穩(wěn)定運行。

二、超高層建筑給排水方案設(shè)計分析

1. 生活水池和消防水池要分開建設(shè)

從保護水質(zhì)防止二次污染以及消防泵定期試水維護保養(yǎng)需求角度來說，生活水池和消防水池應(yīng)分開設(shè)置。當生活泵組和消防泵組為多泵設(shè)計時，可采用設(shè)置吸水總管方式，這對優(yōu)化地下室設(shè)計，提高地下室面積利用率，減少工程造價，有積極作用。

隨著人們對用水品質(zhì)需求不斷提高，對工程造價也十分關(guān)注。擔心生活用水以及消防用水分別設(shè)置貯水池，會增加工程造價，同時因消防水池內(nèi)的水長期滯留不能定期更換而使得消防用水變質(zhì)發(fā)臭。其實，運營管理措施到位并采取合適的技術(shù)措施，完全可避免上述問題的發(fā)生。首先需要保證消防用水為合格的自來水，其次應(yīng)定期向貯水池內(nèi)添加氯酚殺菌劑，做好貯水池開口以及通氣部分的防塵以及防蟲措施，再有應(yīng)定期放空貯水，定期換水。只要技術(shù)措施應(yīng)用到位，采用生活用水和消防用水分建貯水池的方式，不一定增加造價。且還能夠提高地下室平面及空間的利用率，有利于地下室生活和消防系統(tǒng)加壓供水設(shè)計方案優(yōu)化。

若消防給水系統(tǒng)采用設(shè)置公用吸水總管的做法，需注意以下要點：（1）消防水泵要為自灌式吸水，吸水總管伸入消防水池的引水管不宜少于2條，當一條引水管發(fā)生故障時，其余引水管應(yīng)能通過全部設(shè)計流量，且引水管上應(yīng)設(shè)閘門。并應(yīng)滿足規(guī)范GB50974-2014對消防水泵吸水的規(guī)定要求。（2）吸水總管應(yīng)該按照最大可能出現(xiàn)的流量來選擇管徑。吸水總管流速宜控制在0.8m/s左右，而消防水泵吸水管的直徑小于DN250時，其流速宜控制在1.0～1.2m/s；當消防水泵吸水支管的直徑大于DN250時，其流速宜控制在1.2～1.6m/s。（3）水泵吸水管與吸水總管的連接，應(yīng)采用管頂平接或高出管頂連接，當受場地限制，不能采用管頂平接或高出管頂連接時，吸水總管上應(yīng)有可靠的排氣措施，保證能排出吸水總管內(nèi)所有空氣。

若生活給水系統(tǒng)采用設(shè)置公用吸水總管的做法，需注意以下要點：（1）生活水泵要為自灌式吸水，吸水總管伸入水池的引水管不宜少于2條，當一條引水管發(fā)生故障時，其余引水管應(yīng)能通過全部設(shè)計流量，且引水管上應(yīng)設(shè)閘門。（2）吸水總管應(yīng)該按照最大可能出現(xiàn)的流量來選擇管徑。吸水總管流速宜控制在0.8m/s左右。（3）水泵吸水管與吸水總管的連接，應(yīng)采用管頂平接或高出管頂連接。

2.室內(nèi)給水供水方式

對于高層建筑，室內(nèi)給水建議采取分區(qū)恒壓變頻供水方法。如果高層建筑由屋頂水箱供水，水箱供水壓力過低，最上面的2～3層水壓以及水量較小，則難以滿足熱水器和淋浴設(shè)施供水的需求。采取分區(qū)恒變流量供水方式，通過合理分區(qū)，選擇性能較高的供水泵以及變頻器，保證設(shè)定的壓力，不僅能夠達到恒壓供水效果，還能夠提升水的品質(zhì)。使用水箱供水，在夜間運行水壓升高時，或者啟動水泵時，水箱進水，供水壓力由用水點以及水箱高差決定。一般來說，高差越大，則供水壓力越大。基于此，建筑頂層供水壓力最小。若水箱難以及時補水，水位則更低，壓力則更小。即使建筑頂層熱水器和淋浴設(shè)施能夠打開，供水量也比較小，難以正常發(fā)揮作用。對供水壓力不足問題，要從增加供水壓力或者減少管道阻力方面入手，制定相應(yīng)的方案。采取以下措施：（1）提高水箱的底標高，增加用水點和水箱之間的高差。（2）水壓不足的用戶每戶增設(shè)增壓泵。可基本解決供水壓力問題，但水泵安裝在室內(nèi)噪音很大，開啟時不但對住戶有影響，而且會通過管道傳給其他用戶。（3）其他給水設(shè)備。基于氣壓給水系統(tǒng)運行原理，水經(jīng)過水泵加壓后，送到壓力罐以及用戶。隨著氣壓罐內(nèi)水量增加，水罐內(nèi)部空氣被壓縮，壓力增加。當壓力升高到最大工作壓力時，壓力控制器會自動關(guān)閉水泵。用戶用水時，氣壓水罐里的水在壓縮空氣的壓力下被送至水管網(wǎng)，隨著氣壓水罐內(nèi)水量的減少，空氣體積膨脹，壓力減小，當壓力降至設(shè)計最小工作壓力時，水泵再次啟動。（4）分區(qū)恒壓變量供水系統(tǒng)。

三、超高層建筑給排水設(shè)計要點

1. 精準計算管徑

開展超高層建筑給排水設(shè)計，為保證設(shè)計的效果，盡可能采取分區(qū)供水的方式，合理劃分供水區(qū)域。按照泵房供水的實際范圍，結(jié)合高層建筑物的實際分布，合理地增減樓層，精準計算管徑，再進行分區(qū)，進而減少管材浪費。需要注意的是，在進行管徑計算時，要結(jié)合建筑供水和排水的實際情況，既要滿足給排水需求，還需要做好經(jīng)濟性的把控。

2. 做好前期配合工作

設(shè)計人員在開展給排水系統(tǒng)設(shè)計前，要全面了解建筑結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)管路設(shè)計不合理問題，影響給排水系統(tǒng)的使用效果。在實際工作中，要和相關(guān)專業(yè)人員全面溝通，避免出現(xiàn)管線交叉問題。設(shè)計人員可以充分利用現(xiàn)代化設(shè)計手段，比如BIM技術(shù)和CAD軟件等，進行給排水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。通過對設(shè)計方案進行問題排查，在設(shè)計階段做好設(shè)計質(zhì)量的把控，盡量減少變更，保證建筑給排水系統(tǒng)的運行效果。

3.做好綜合布置

在超高層建筑給排水設(shè)計中，需要設(shè)置大量的管道，加之管線類型較為復雜，增加了設(shè)計的難度。基于此，為了保證管線設(shè)計的合理性和科學性，要將綜合布置放在最前面，保證給排水系統(tǒng)設(shè)計方案的可操作性以及準確性，以免后期出現(xiàn)建筑使用和維護檢修難題。在設(shè)計的過程中，應(yīng)從整體出發(fā)。除此之外，要做好美觀性的把控。

4.做好常見問題的處理

（1）檢查口以及立管消能裝置問題。從實踐應(yīng)用效果來說，對于檢查口，宜每層設(shè)置1個。在建筑最底層和2層以上，且安裝了衛(wèi)生器具的建筑最高層也應(yīng)該設(shè)置檢查口。關(guān)于消能裝置的設(shè)置，一般來說要在排水管轉(zhuǎn)換的最底層設(shè)置1個，接著每隔6層設(shè)置1個。（2）通氣立管設(shè)置問題。對于通氣立管的設(shè)置，要嚴格按照相關(guān)規(guī)范進行，若實際流量不在規(guī)定范圍內(nèi)，要使用管徑大一號的排水立管以及通氣立管。在超高層建筑給排水設(shè)計中，會遇到各類問題，為了保證設(shè)計成果的質(zhì)量，需要做好設(shè)計階段的把控，進而保證給排水系統(tǒng)功能的發(fā)揮。

四、結(jié)語

超高層建筑給排水設(shè)計，要從整體出發(fā)，對于常見問題，要采取相應(yīng)的措施。在具體設(shè)計過程中，要做好設(shè)計要點的把控。通過精準計算管徑，做好前期配合工作，做好綜合布置以及常見問題的處理，來保證設(shè)計質(zhì)量。給排水系統(tǒng)運行功能的實現(xiàn)，除了要做好設(shè)計階段的把控，還需要嚴格把控施工質(zhì)量，因此需要做好專業(yè)配合。