高層建筑給排水設計要點探究

王瑞

（山西匯智建筑規劃設計有限公司，山西臨汾 043000）

0 引言

近年來，在我國城市化進程快速發展背景下，高層建筑建設規模及數量在不斷增加，施工難度也有所增加。給排水設計與施工是高層建筑的重要環節，其施工質量與建筑整體質量、安全性能有直接的關系，所以必須始終重視給排水設計及施工。在當前的高層建筑給排水設計與施工作業中，已經積累了較多的成功經驗，使用了較多的新型設計與施工技術，比如BIM技術，有顯著的應用價值。因此，文章深入研究了高層建筑給排水設計要點，首先對給排水設計進行了簡單概述，然后對高層建筑給排水設計要點進行了分析，最后提出了高層建筑給排水設計方法。

1 給排水設計簡述

給排水設計是現代高層建筑的關鍵構成要素，對于優化完善建筑功能，強化給排水支撐效果等具有直接作用。高層建筑給排水設計應宏觀審視其各項核心要素，精準把握給排水設計的優化方法，不斷拓展完善工作實踐中的整體性思維，形成可行的給排水設計實施方案。

近年來，我國相關部門高度重視高層建筑給排水設計技術的創新與運用，在調整細化給排水設計標準及效果評價體系構造等方面，頒布并實施了系列性行業技術規范，為新時期高層建筑給排水設計實踐注入了原生動力，破除了給排水設計領域中的諸多局限性難題。技術人員在運用系統性工程理論整合給排水系統要素等方面進行了有益探索，構建形成了多維度的建筑給排水設計方法，成效顯著。盡管如此，受高層建筑環境與給排水系統建構等條件制約，當前給排水設計方法的針對性尚有較大提升空間，應通過系統性的優化方法及優化程序予以改進提升。

2 高層建筑給排水設計要點

在給排水設計之前，需要先確保有良好的設計條件。具體來說，要具備4個方面的給排水設計條件：①考慮高層建筑的建筑要求和條件，選擇具備指導性的建筑給排水設計規范標準。②全面分析高層建筑的布置情況，熟悉每一個給水點的位置，主要是消防給水系統位置、生活冷水系統位置、熱水供應系統位置。③熟悉每一個排水點的位置信息，主要包括屋面雨水系統位置、生活污水系統位置。④確定各個管道井的位置，高層建筑的管道井應盡量分散布置。待具備這4個方面的條件后即可按照要求開展高層建筑的給排水設計。

2．1給水系統的設計要點

在高層建筑的給水系統設計中，需要開展的設計內容較多，要足夠重視。應做好以下方面的設計工作。

（1）確定高層建筑給水引入點和控制方式，通常是兩點引入，控制方式是兩閥，分別是止回閥和閘閥。

（2）積極與市政部門溝通交流，有效獲取相關給水資料，明確給水的供水區間，通常情況下是建筑物的地下部分至上部3～4層。

（3）分析高層建筑功能分區和用水情況，詳細劃分上部生活給水系統分區。若是相同建筑功能的空問，則應該設計在同一個供水分區內。

（4）在明確給水區間之后，要加強對各個用水點進行優化，掌握好排水平面的布置圖。高層建筑中，可把各個區域給是立管設計在一個管道井內，有利于后期的維護管理。無特殊情況下，可不涉及分層給水計量，但要考慮分層給水控制。

（5）結合給水管道平面布置情況，科學編制給水水力計算表和以及繪制給水軸測圖。在水利計算表編制之前，需要對集中熱水供應情況進行查看，無特殊要求時，水力計算可以只針對代表性的給水管線。

（6）在計算高層建筑給水系統的管徑時，要結合水力計算結果，不能出現片面計算和頻繁變更管徑的情況。確定給水設備的設計流量時，需要根據流量計算資料加以計算和確定。

2.2 排水系統的設計要點

進行高層建筑的排水系統設計時，要充分考慮現有的排水條件和規劃信息，設計出科學可行的排水系統。高層建筑的排水系統設計要把握以下的要點。

（1）結合市政排水有關資料信息，明確建筑排水總體情況，在建筑污水匯集之后，其通常是通過污水處理或者是糞池等排入排水管網，若是高層建筑的規模較大，則化糞池應該設計多處。

（2）結合市政排水情況和高層建筑的功能要求，確定出科學的排水體制，即確定排水系統是否需要采用分流制，若是決定設計中水系統，則必須做好分流。

（3）結合BIM技術優化排水系統平面布置，通常情況下排水系統不需要分區，排水立管要確保上下可以直貫通。有兩點需要特別注意：①要將專用消能管件設置在排水立管中下部位置。②建筑物的下部排水水封應足夠的安全可靠，可以優先選擇S型水封。

（4）高層建筑地下部分的排水管線平面布置要重點考慮，除正常設計排水點設備外，應考慮設置集水井，排出所有的積水。排水管線的材質可以優先選用加厚額塑料管或者是金屬材質的管材，并且要做好防腐措施。

（5）對排水管道的敷設坡度及管徑和通氣管徑進行設計。確定高層建筑的排水管出戶標高時，要重點分析市政排水資料、建筑物的基礎結構資料。

2.3 雨水系統的設計要點

通常情況下，高層建筑室內的雨水系統設計由建筑專業考慮。再生設計雨水系統的過程中，要注意3個方面：①要與雨水排出系統、高層建筑排水系統的設計要求，并且使用雨水斗對屋面雨水進行收集，將其通過雨水管排放雨水井中。②雨水系統設計時要考慮暴雨強度等級，確保雨水收集系統運行的安全與穩定。③在當前高層建筑的雨水立管設計中，一般是將其設計在專門雨水管道內，值得推廣[1]。

2.4 熱水系統的設計要點

高層建筑的熱水系統設計有較多的注意要點，包括3點：①供應熱水系統必須按照要求設計回水管路，熱水系統的沿程溫降應在5～10℃。②設置熱交換裝置時，通常可設置在各分區設備問，也可以集中設置在設備問內。③重點進行熱工計算，包括熱媒耗量、熱交換裝置選擇、熱媒選擇這些部分的熱工計算，計算熱水量時要特別注意熱水計算溫度。

2.5 消防系統的設計要點

在高層建筑的消防系統設計中，應將重點放在3個方面：①消火栓給水系統。②噴淋給水系統。③消防器材配置。在消防系統設計過程中，有3個方面內容要特別注意：①消防電梯前室必須設計消火栓，包含消防立管。②屋面消防水箱容積要分情況考慮，若是一類高層建筑物的消火栓系統設計，則屋面消防水箱容積不能低于36m。二類高層建筑物不能低于18m。③高層建筑耐火等級不能低于一級，除此之外，應高度重視消火栓的設計，消火栓要按照規范要求合理布置，比如確定充實水柱，以此計算出消防栓的位置。

3 高層建筑給排水設計方法

3.1 制定合理的給排水設計方案

工程的質量和效率離不開前期設計方案的規劃，因此在進行管道鋪設之前，必須要通過多次的模型試驗進行數據的分析，保證方案在實際施工中能夠發揮作用，不會在施工中出現意外情況。對于設計人員來講，在進行方案的設計時，應該結合實際情況，并根據房屋的建造特點進行科學的設計，在設計的過程中，盡可能選擇節能的設備以及新型的方式，并根據過往經驗，對施工中的技術選擇進行優化和完善。此外，方案的制定應盡可能的考慮多方面的問題，包括材料型號的價格等，防止在施工過程中超出前期預算，影響施工單位的經濟利益[2]。為了能夠滿足節約用水的理念，在設計過程中也要充分考慮雨水資源的利用。雨水是一種天然的水資源，因此若能夠進行合理的收集并進行后續的處理，便能夠用于人們的生活用水中，降低水資源的使用，滿足施工中對水資源的需要。此外，雨水還可以作為高層建筑周邊的綠化用水，這樣不僅能夠節約資源，還能夠利用有限的資源進行周邊的美化。對于給排水系統的建設來講，應該在完成之后進行多次試驗，保證在用水的過程中不會出現管道的滲漏，造成水資源的浪費。為了能夠減少實驗的次數，在前期的設計方案中應該進行試驗方案的優化，可以使用氣體來代替水進行后期的實驗。

3.2 學選擇給排水管道材質

管道材質的優劣與給排水管道的最終整體應用性能密切相關，因此應嚴格選擇給排水管道，并對管道的材質進行專業技術檢測，全面詳細掌握管道各項技術參數，確保各項技術參數符合給排水管道設計的具體要求。如在廚房排水設計中，應充分考慮廚房污水油質大的特點，盡量選擇不易造成油質掛壁的材質，并綜合考慮管道是否會受到污染腐蝕物質的影響、是否會在特定水壓條件下出現漏水等問題，還應選擇堅實耐用、抗腐蝕性強、抗銹蝕性強的給排水管道[3]。同時，可綜合運用傳統材質管道和現代UPVC材質管道相結合的方式，在提高設計質量的同時還可以降低設計成本。

3.3 給水管道設計

為有效防范與化解給水管道滲漏堵塞問題，應在嚴格遵循相關技術規范與行業標準的基礎上，保障管道材料選擇的科學性，避免使用劣質的構件材料。合理設定給水管道的內徑，視高層建筑構造情況在管道彎曲處設置擰開口，以供在后續使用階段及時將堆積的雜物清理出去。管道、廚房和衛生間等可使用網狀的分離裝置，這樣可以防止大的雜物進入管道內部，避免出現堵塞[4]。安裝倒流防止器，使管道內的水能夠單向流動，降低給水管道出現堵塞的可能性。

3.4 屋面陽臺的合理設計

屋面陽臺給排水設計應充分考慮雨水等流向問題，通過科學合理的設計方法確保陽臺積水能夠順利排出，避免大量積水對屋面陽臺造成的不良影響。在當前科學技術不斷進步發展下，在設計屋面陽臺設計中為其提供了技術支持，傳統技術設計中無法保障給排水設計方案的可行性。因此，可充分運用現代信息化技術，搭建屋面陽臺設計仿真模型，對屋面陽臺雨水聚集區進行合理設置，安裝相應的排水裝置，并搭配無水封地漏，在屋面陽臺坡度的導向下，使雨水能夠通過地漏與排水管道相連接，達到理想的屋面陽臺排水效果[5]。

3.5 排水管道的設置與安裝設計

在設置排水管道時，有較多的施工細節需要特別注意，若是施工部位較為隱蔽，則應還考慮使用BIM技術開展三維模擬，以此準確確定排水管道的位置。具體來說，在排水管道的設置中，現場施工人員要把握好4個方面的施工要點：①要件檢查口設置在排水管道立管上，在衛浴的最高位置處設置檢查口，以便后續方便檢修和維護，對于水流較多的地方來說，必須要按照設計要求設置地漏。②嚴格控制排水立管軸線與墻面之問的距離，通常需要將兩者之間的距離控制在100mm，主干管必須設置在維修便利的地方。③要將同期管系統設置在整個高層建筑的排水系統中。④排水塑料管必須按照要求設置伸縮節，若是設計方案中未提及伸縮節，則實際施工時要將伸縮節的間距控制在4m以內。除此之外，在高層建筑的排水立管施工作業中，通常需要每六層便設置消耗裝置。

排水管道的安裝有著明確的流程，即先做好安裝準備工作，而后安裝支架、干管、立管、支管，最后封口堵洞，進行閉水試驗。比如在干管安裝時，首先預留槽洞或預埋套管，需要埋人地下時必須按照要求開挖槽溝，并做好夯實工作。通常情況下，地下埋設管道需要使用細砂回填，回填高度要達到管上皮100mm處，夯實作業時不能碰損管道。

在排水管道的設置與安裝作業中，有一點應該重點考慮，即高層建筑的住戶多，日常的水使用量會較多，所以排水量也會相應較大，并且立管會比較高，org容易導致排水立管底部產生很大的正壓[6]。若是施工作業過程中沒有按照設計要求有效連接底部立管和橫管，則在后續的使用過程中容易出現衛生器具污水反溢的情況。針對于此，在排水立管施工時，現場施工人員應結合設計要求科學加大立管底部的管徑。若是高層建筑的規格較高，則底部立管和橫管均應優先考慮使用厚壁管，嚴格按照規范要求連接排水橫管[7]。

4 結語

綜上所述，高層建筑的給排水設計與施工相對難度較大，需要考慮的要素較多，必須按照要求設計與施工。在高層建筑的給排水的施工作業中，要針對可能存在的難點做好方案優化，應用好管道安裝施工工藝，并做好施工質量的控制工作，確保高層建筑給排水工程的質量。