淺析坡地建筑的給水排水設(shè)計(jì)

福建省龍巖市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福建 龍巖 364000

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，城市在不斷的擴(kuò)張，城市區(qū)域在不斷的延伸，許多中心城區(qū)的用地也被開(kāi)發(fā)殆盡，這樣就促進(jìn)了郊區(qū)、城市邊緣地塊開(kāi)發(fā)不斷的加劇。建筑結(jié)構(gòu)就像人體的骨架外觀，而建筑中的給排水管網(wǎng)就像人體的血管，決定著建筑運(yùn)行使用的好壞。建筑給排水設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，隨著坡地建筑的增多，對(duì)坡地建筑的給排水設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究具有重要的應(yīng)用意義。

1 工程概況

此次設(shè)計(jì)項(xiàng)目的坡地建筑工程，總面積為16.5 萬(wàn)m2，其中地上面積為9.1 萬(wàn)m2、地下為2.2 萬(wàn)m2，設(shè)計(jì)有11 棟高層住宅，樓層最低為21 層，最高為26 層，本項(xiàng)目黃海標(biāo)高最高建筑為西北側(cè)的9#樓、10#樓、11#樓，標(biāo)高為58.30m，黃海標(biāo)高最低建筑為東南側(cè)1#樓、2#樓，標(biāo)高為52.30m，臨近東南側(cè)的市政道路標(biāo)高為48.30m，市政供水壓力為0.14MPa。地塊由西北向東南側(cè)傾斜，呈現(xiàn)西北高、東南低的特點(diǎn)。

2 淺析坡地建筑給排水設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)問(wèn)題

2.1 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1.1 生活給水系統(tǒng)

建筑生活給水分區(qū)應(yīng)遵循《建筑給水排水設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)范》豎向分區(qū)壓力規(guī)范的要求，應(yīng)符合下列要求：

（1）各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大于0.45MPa；

（2）靜水壓大于0.35MPa 的入戶(hù)管（或配水橫管），宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施；

（3）各分區(qū)最不利配水點(diǎn)的水壓，應(yīng)滿(mǎn)足用水水壓要求；

（4）衛(wèi)生器具給水配件承受的最大工作壓力，不得大于0.6MPa［1］。

根據(jù)此要求，結(jié)合本項(xiàng)目工程實(shí)際各棟建筑樓層的高低，本工程項(xiàng)目給水系統(tǒng)進(jìn)行合理的分區(qū)，豎向分為三個(gè)區(qū)：1～6（8）層為生活給水Ⅰ區(qū)（其中9#～11#樓1～6 層，其余樓為1～8 層），采用市政直接供水；7（9）～14（16）層為生活給水Ⅱ區(qū)（其中9#～11#樓7～14 層，其余樓為9～16 層），15（17）～22（24）層為生活給水Ⅲ區(qū)（其中9#～11#樓15～22層，其余樓為17～24層），22～26 層為生活給水Ⅳ區(qū)，各區(qū)均采用水箱加變頻泵組加壓供水。如果該項(xiàng)目生活給水I 區(qū)統(tǒng)一分到8 層，那對(duì)于黃海標(biāo)高低建筑樓棟就有更多的樓層需要采取減壓措施，這樣的做法不符合節(jié)能、節(jié)水的規(guī)范要求。

2.1.2 消防給水設(shè)計(jì)。

坡地建筑由于其地形復(fù)雜、高差大等特點(diǎn)，對(duì)于建筑的消防給水可以根據(jù)具體工程的地形、建筑樓層的高低來(lái)決定采用高壓消防給水或者臨時(shí)高壓給水。如果本身地形高差相當(dāng)大，在地塊的最高處設(shè)置高位消防水池能滿(mǎn)足室外及室內(nèi)消防給水水壓要求時(shí)，可以采用常高壓的消防給水形式。如果地形高差不太大，最高處設(shè)置高位水池重力無(wú)法滿(mǎn)足建筑室內(nèi)外消防用水水壓要求時(shí)，則應(yīng)采用地下水池、水泵房、水泵加壓的臨時(shí)高壓消防系統(tǒng)。

2.2 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.2.1 室外污水排水設(shè)計(jì)

建筑室外排水管道的敷設(shè)原則通常是沿著道路敷設(shè)，順著道路坡度埋管。山地建筑的特點(diǎn)在于地面起伏大、道路坡度大且地形復(fù)雜。這便使得室外管道敷設(shè)坡度增大，坡度大流速增大，水流對(duì)管道的沖刷和磨損變大，因此對(duì)排水管道的強(qiáng)度，接口的密實(shí)度，管材管件的要求都應(yīng)相對(duì)提高。根據(jù)流體力學(xué)公式：

式中：v——流速（m/s）；

R——水力半徑（m）；

I——水力坡降；

n——粗糙系數(shù)根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》4.2.5 條排水管道的最大設(shè)計(jì)流速，宜符合下列規(guī)定：非金屬管道最大設(shè)計(jì)流速經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證可適當(dāng)提高：金屬管道為10.0m/s；非金屬管道為5.0m/s。

小區(qū)室外污水管道管徑一般為DN200～DN300，室外污水管道通常選用HDPE 管材，根據(jù)上述條件計(jì)算，當(dāng)D=200，V=5.0m/s，n=0.011 時(shí)，計(jì)算可得I 最大為0.1645，當(dāng)D=300，V=5.0m/s，n=0.011 時(shí)，計(jì)算可得I 最大為0.0958。當(dāng)?shù)缆菲露燃肮艿榔露却笥谏鲜鰯?shù)值時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置跌水井。設(shè)置跌水井時(shí)應(yīng)根據(jù)跌落高度、管徑大小、管材種類(lèi)及地下室范圍等因素選用不同的跌水方式。由于跌水井成本造價(jià)高，因此室外排水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量在滿(mǎn)足管道坡度、流速、管徑的要求的條件下，少設(shè)跌水井。

2.2.2 室外雨水設(shè)計(jì)

坡地建筑地形復(fù)雜，周邊大部分是山體，室外雨水排水除了應(yīng)及時(shí)排除建成區(qū)內(nèi)暴雨徑流外，還應(yīng)及時(shí)攔截并排除建成區(qū)外、分水線內(nèi)沿山坡傾瀉而下的山洪流量。由于山區(qū)地形坡

污水管道連接采取如下圖所示的方式：

（4）室外排水管材的選取。山地建筑室外排水系統(tǒng)由于室外地形坡度大，地形較為復(fù)雜，排水管道敷設(shè)坡度大、管道流速也大，因此在對(duì)管材的選取應(yīng)強(qiáng)化對(duì)管道材料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，注重選擇合適型號(hào)和材質(zhì)的管道材料，提升給排水系統(tǒng)的運(yùn)行能力性。現(xiàn)行室外排水管材主要有鋼筋混凝土排水管、雙壁波紋硬聚氯乙稀（U-PVC）管、高密度聚乙烯（HDPE）雙壁波紋管、球磨鑄鐵管等［2］。根據(jù)以往設(shè)計(jì)及施工中排水管道使用的經(jīng)驗(yàn)，以及《建設(shè)部推廣應(yīng)用和限制禁止使用技術(shù)（建設(shè)部公告第218 號(hào)）》的要求，管內(nèi)徑≤600 的排水管一般選用塑料管材，管內(nèi)徑＞600mm 的排水管道一般采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的Ⅱ級(jí)鋼筋混凝土平口管。建筑小區(qū)室外排水管道管徑一般都采用小于600 的管道即能滿(mǎn)足室外排水流量的要求。因此在坡地建筑室外排水管道的選擇時(shí)，根據(jù)其坡度大、流速大、易沖刷等特點(diǎn)，建議選取強(qiáng)度大、耐沖刷、耐腐蝕、抗壓好、使用壽命長(zhǎng)、施工方便、質(zhì)量好的管材，同時(shí)綜合考率管道材料運(yùn)輸和施工應(yīng)用度大，集水時(shí)間短，洪水歷時(shí)也不長(zhǎng)，所以水流急，流勢(shì)猛，且水流中還夾帶著砂石等雜質(zhì)，沖刷力大，容易使建成區(qū)內(nèi)建筑遭到破壞而造成嚴(yán)重的事故。因此，山地建筑通常應(yīng)考慮在建筑受山洪威脅的外圍開(kāi)溝以攔截山洪，并通過(guò)排洪溝將洪水有組織地、及時(shí)地引出保護(hù)區(qū)排入就近水體。

在設(shè)計(jì)建成區(qū)外截洪溝時(shí)應(yīng)注意進(jìn)行實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，獲取資料，準(zhǔn)確劃分山脊分水線，計(jì)算分水匯水線內(nèi)的面積。設(shè)計(jì)時(shí)盡量按照原有山洪宣泄軌跡，設(shè)置山洪截洪溝，對(duì)原有山洪宣泄天然形成的溝渠進(jìn)行斷面改造，合理選擇其斷面形式，斷面的表面鋪砌材料。建筑區(qū)內(nèi)的室外雨水排水設(shè)計(jì)時(shí)，由于坡地建筑坡度較大，徑流流速大，集水歷時(shí)短，因此在計(jì)算暴雨強(qiáng)度時(shí)應(yīng)選取較短的降雨歷時(shí)，從而計(jì)算選取較大的暴雨強(qiáng)度，以策室外排水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)及安全。

（3）場(chǎng)地排水與市政排水管道接口。山地建筑通常與市政道路有著較大的地形高差，場(chǎng)地排水管道管底標(biāo)高與市政預(yù)留雨污水管道接口無(wú)法進(jìn)行正常的管頂平接，此時(shí)應(yīng)考慮根據(jù)跌落高度、管徑大小、管材種類(lèi)及地下室范圍等因素選用不同的跌水方式連接管道。當(dāng)管徑小于等于DN200 時(shí)，可采用豎管式跌水鏈接；當(dāng)管徑為DN200～DN600 時(shí)可以采用豎槽式跌水鏈接；當(dāng)管徑大于DN600 時(shí)應(yīng)采用階梯式跌水鏈接。筆者此次工程項(xiàng)目由于地塊與市政道路有較大的高差，無(wú)法與市政接口直接鏈接，因此采用了跌水連接的連接方式。

雨水管道連接采取如下圖所示的方式：

中的便利性、接口形式等因素合理選擇施工材料，提升給排水系統(tǒng)應(yīng)用能力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，坡地建筑因其地形復(fù)雜，坡度大，在坡地建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們要因地制宜，同時(shí)注意給排水資料收集、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查、生活給水合理分區(qū)、市政雨污水接口等方面的問(wèn)題，并選擇合適的管道材料，做到既節(jié)能環(huán)保、又能降低工程造價(jià)，以期提升坡地給排水管道設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。