超高層建筑給排水系統選型及施工管控要點分析

劉鵬

廣東省工業設備安裝有限公司 廣東 廣州 510030

引言

給排水系統，是超高層建筑的必要構成，為居民生活用水、給水提供所需的重要設施。超高層建筑的結構復雜，給排水設計的技術難度、精確性要求更高。設計人員和施工人員必須以項目要求、建筑功能為基礎，深入了解管道功能特性，嚴格設計內容和施工質量，逐漸完善建筑工程使用期間的服務功能。

1 工程建設概況

重慶來福士地處朝天門廣場，是城市政治、金融、商貿、旅游、水陸交通的交匯地，成為代表重慶市歷史文化的重要建筑物和對外宣傳窗口。朝天門廣場占地91.8km2，建筑面積1120km2，有350m高的建筑2棟、250m高的建筑6棟，以及高250m、長300m的高空水晶廊橋，其中匯聚了購物中心、高端住宅、五星級酒店、國際高端公寓、國際甲級寫字樓等服務類產業，以及公交站、地鐵站、航運碼頭等公共交通設施。其中的給排水系統施工主要分為兩大部分。一是給水系統、通氣系統、污廢水系統、雨水排放系統的供應和安裝；二是用于生活用熱水器的住宅用水供應及安裝[1]。

2 超高層建筑給排水系統特點

超高層建筑的層數多、高度高，給排水設計特點鮮明。一是給水系統的靜壓和管件配件標準較為嚴格。給水管道需要高質量配件，在縱向分區合理加入水箱，穩定系統運行。管道類型的選擇，需要綜合管材、管件、附件等配件可承受的壓力等級，避免發生滲漏、爆裂問題。二是超高層建筑的高度、功能、結構、火災危險性等方面，決定了消防系統的應用標準更為嚴格，更加強調消防給水系統的合理性，確保室內消火栓、自動噴水滅火等系統配置的安全、可靠。三是防震、隔噪音是給排水管道必須滿足的基本要求。同時超高層建筑內敷設的電線線路、天然氣等管道種類較多，更加需要控制好噪音、震動、沉降、壓力問題，首先保障管道的密閉性和建筑結構完整，為給排水系統運行提供必要條件。

3 超高層建筑生活、消防給排水系統選型和設計

3.1 合理安排供水系統

給排水系統的運行，要依靠市政管網供水壓力來適應供水需求，也是合理安裝和使用加壓設備的重要依據。變頻調速、管網疊壓，屬于現階段較為常用的兩種供水加壓設備。管網疊壓方式，是利用供水干管上安裝的自用水頭裝置來供水；變頻調速是依托于變頻技術，對水流供應進行調控，實現節水。超高層建筑以系統分區方式作為主要的供水手段，高區建筑利用加壓系統的功能作用進行供水，低區建筑是以市政管網系統為基礎，確保給水水壓滿足供水需求。超高層建筑在供水狀態下，一般需要將傳統的高位水箱更換為減壓閥，使供水系統的應用過程更為簡便，也是解決高位水箱占用較大面積的一種重要方式。

3.2 給水管道設備選用

給水管道設備選擇材料時，需要綜合考慮溫度、壓力、安裝方式、使用環境等因素，確保建筑所用設備材料滿足建筑使用的客觀需求。熱鍍鋅鋼管作為傳統材料，但是因長期暴露于空氣中而發生腐蝕問題，造成水質量不符合衛生標準，逐漸被不銹鋼給水管材料取代，實現了耐壓強度、耐腐蝕性、質量上的全面優化，受到了使用者的廣泛認可。

3.3 確定給水方式

確定給水方式，要首先考慮衛生間、廚房等的分配布局，排水設計人員對于設施之間的矛盾性負有一定責任。這就需要設計人員積極轉變觀念，將衛生間、廚房功能發揮作為設計要點。給排水施工并不是單純配管，需要提前介入，方便后期更好地選擇給水方式。給水方式，關系給水系統的使用，方案設計也在給水系統設計中占據核心地位。給水方式的選擇，必須立足于超高層建設的加壓供水設備性能和作用，確保安全、經濟、可靠。

3.4 設置給水豎向分區

外圍管網供水壓力并不符合超高層建筑的日常供水需求，一般需要借助增壓設備來輔助供水。豎向分區設計，使給水系統中的下層衛生器承受較大的靜水壓力，引發了下層給水閥門有過大水流量、上層給水閥門有過小水流量、閥件受損發生滲漏等問題。所以，完善分區設計，是保障給水系統正常運轉的必要準備。

給水分區，就是垂直方向劃分建筑物供水區，建立起每一供水區對應一套給水系統的基本配置，屬于給水系統設計中的首要環節。豎向分區設計，關系著給水系統在使用、管理過程中的具體質量，以及節能效果。下層水壓因分區過大而增大，不利于用戶的后期使用狀況，增大了管材的損壞率，使回流污染、水錘噪音等問題更易發生；而分區過小，意味著超高層建筑內設置了更多的供水分區，設備維護管理成本提升[2]。

3.5 確定排水走向

建筑排水走向一般要以市政府頒行的超高層建筑排水標準加以確定。公共建筑、工廠、居住區的日常污廢水可分為生活污水、生活廢水兩個排水系統。建筑排水體制也會有分流制、合流制兩類。分流排水，是居住建筑、公共建筑的生活廢水、糞便污水和工業建筑生產污廢水的管道排出方式；建筑合流排水，是以一套排水管道系統排出建筑中兩種以上的污廢水。

3.6 確定排水體制

建筑排水體制構建，要綜合污水性質、污染程度、中水系統開發、污水處理標準等情況。以下8種屬于適合分流排水體制的具體情況。一是合流兩種污水后，產生有毒有害氣體、有害物質；二是有較大濃度差異的同類污染物；三是醫院污水中的致病菌或放射性元素超出規定排放濃度；四是有較多可重復使用的未經或輕微處理水量；五是中水系統由原水收集；六是餐飲業、廚房洗滌水含有過大油脂量；七是工業廢水中的貴重工業原料有大量礦物質、有害有毒物質需要單獨處理；八是加熱設備在40℃以上水溫排水時。而合流排水體制主要適用于生產、生活污水表現出相似性質，以及城市建立污水處理廠進行生活廢水回收。

3.7 自動噴水滅火系統

自動噴水滅火系統，是關系建筑消防功能發揮的重要設計。一是公共過道噴淋頭要符合消防設計，確保噴淋頭數量使用合理，以噴淋系統試驗來確定噴淋頭處于正常運轉狀態，在火災發生時正常運行。二是水管入口的減壓設計要以建筑高度、噴淋給水管的水利損失量為基礎，準確計算出水泵揚程，使噴淋連接給水管位置的壓力大小更為合理，在有過大水壓時安裝減壓閥門，保護噴淋頭。三是末端試水裝置設計要嚴格遵循規范化要求，以檢測接頭出水口流量方式，使末端選用型號更為合理，而排水管的間接排放設計，可以在排水漏斗中水道氣體進入室時，起到防控作用。四是消防增壓泵設計，是在建筑構造、增壓泵功率一定時，選擇如何保障增壓泵有一股水柱流量、增壓泵揚程合理，避免因揚程不合理而增大水資源、電能的耗費量。

3.8 消防水泵房

給排水消防設計，以消防水泵房為核心，對建筑消防效果具有直接影響力，需要綜合考慮消防水量、用水需求、現場安裝質量等因素，充分發揮出消防水池的功能作用。消防泵電源設計要堅持創新，積極融合節能環保理念，確保電源的性能穩定、安全系數高，保持長期穩定的供電狀態，與消防泵電源的綠色節能和質量安全要求相符合，體現消防泵優勢。給排水消防設計中，泵房電氣系統完善是必要條件，以設備的精良、周密為標準，全面優化電氣設備性能，同時利用信息技術，便于及時發現和解決設備運行中的異常故障，維護水泵運行效率和消防系統的安全穩定[3]。

4 給排水系統施工技術要點

4.1 給排水立管

給排水立管敷設方法有三種。一是衛生間、廚房內部墻角直接敷設管道，操作簡單，普及范圍廣，易于接受，但易于影響和破壞住宅外表的美觀性。二是外墻陰角處的排水管道安裝。因敷設處于建筑物外部，在氣溫驟降、溫度過低時，管道極易發生破裂，建筑物外觀也會受到影響。三是內井敷設，管道不會影響到建筑物美觀，卻使衛生間可使用面積縮減，而且后期維護保養的工作難度較大。這就需要針對三種敷設方法分別做好相應的保障處理。一是以管材質量佳為首選，合理采用隱蔽敷設方法，降低住宅美觀可能受到的消極影響。二是分地域制定不同的設計方案。南方城市的建筑面積相對較小，外墻敷設的適應性更強，更加適宜系統的正常運行；北方城市需要首先保障住宅衛生間、廚房等功能正常運轉，室內敷設更為適宜居民的日常需求。三是利用集中式管道井敷設于衛生間內，使給排水系統的運行噪音小、空間質量明顯改善，能夠起到較好地改善作用。

4.2 給排水支管

一是給水支管方面。多層住宅樓使用小于32mm管徑的給水支管，多呈現彎曲狀，熱穩定性差，需要安裝于建筑墻內；使用小于20mm管徑的給水支管，隱蔽埋設更為適宜，樓面的找平層、地面都是較好的安置地。這就需要施工人員首先確定好需要開槽處理的具體位置，確定槽寬大小，一般大于管徑10mm；槽深達到1/2管徑。后管道敷設以半鑲嵌方式為主。管卡固定是確保管道牢固、穩定的必要處理措施。此外，給水管直徑超出20mm，暗埋于磚墻內的施工方式更為適宜，具體按照以下的操作步驟：磚面墻中開槽的寬度、深度都為大于管徑20mm，保持大小相同；金屬件連接過程要處于合理范圍內，可以適當增大槽的尺度，而直接鑲嵌方式可以較好地安置管道于槽內，最后利用加固處理來穩定管道的運行。

二是排水支管方面。多層住宅建筑一般適宜安裝排水橫管于本層，是便利后期維修和控制污水影響的重要方式；管道安裝過程必須嚴格遵循施工流程，確保防水處理合理、完善，維護管道運行的質量安全，使建筑物功能充分發揮出來。

4.3 水壓試驗

試壓技術主要應用于給排水系統中的給水管道。這就需要技術人員在完成管道安裝后，及時做好系統的試壓處理。施工人員在管道施工前期，首先檢查給水管道閥門、管線等部件的質量和規格，確定其符合使用標準，便于給排水實驗的順利展開。試壓技術實施過程必須遵循具體流程，要求施工人員在檢查系統設施后，拆除其中的不匹配配件；而更換臨時短管、封閉開口，是灌入水的必要處理，在確定水位高出位置后放氣，便于排水管試壓流程的順利操作。管道試壓，是管道密閉性的必要檢驗方式，在管道正式使用之前十分必要。如果檢查期間，出現任何異常，必須結合試驗問題，然后制定出恰當的應急措施，完成相關操作后，再檢查排水管道。試壓結束后，必須對排水管理進行重新檢查，保證管道質量和性能符合相關操作要求，安裝沖洗操作，保證管道內部通暢和潔凈。

4.4 嚴格落實設計圖紙

給排水系統的設計圖紙，往往都要經過相關部門的審核，更加強調設計的嚴謹性和科學。施工人員要嚴格落實圖紙中的具體要求，工程結構和技術工藝都不能以個人主觀意愿進行更改。一是對施工環節更加細化，使其都能按照國家的質量要求嚴格落實。二是施工現場的監管工作要不斷強化，通過專門的監督小組來定期或隨意的檢查材料質量、設備型號、安裝質量等方面；跟蹤檢查設備的配件運行狀況和數據信息，作為后期整改的檔案資源。消防水泵等設施，要在監理人員確認質量合格后進行安裝。三是依照施工現場的工作內容進行區域劃分，對生活區、作業區、倉庫區明確標識，便于采取更加合理的安全防火措施。對于易發生安全事故的施工環節，要多次測試，做到數據完整記錄，為后期防護提供依據。

5 結束語

給排水消防系統是保障超高層建筑安全的必要設施，在超高層建筑物的安裝工程中必不可少，設計方案直接影響著人們日常使用的便利性和安全程度。設計人員要全面了解消防理念，確保給排水系統設計的科學合理；施工人員必須嚴格落實設計要求，為構建起安全、優質的居住環境奠定基礎。