某民用建筑項目室內給排水設計的優化措施

任慶雨

（貴陽建筑勘察設計有限公司，貴州 貴陽 550081）

0 引言

室內給排水設計是建筑設計中的一個重要環節，對于提高居住品質和居住環境質量，有著重要的影響作用。在進行給排水設計時，應遵循建筑給排水的基本原則，根據實際情況設置合理的給水系統。文獻[1]認為在進行消防給水系統設計時，應遵循節約用水、安全可靠、經濟合理、便于管理等原則，根據不同的建筑類型選擇合適的消防給水方式，如利用市政管網直接供水，或利用自備水源直接供水等。在進行生活用水設計時，應按照生活用水定額及使用要求選擇合適的給水設備、給水管和管材等。文獻[2]認為在進行排水設計時，應根據建筑物的規模及使用要求確定排水方式和排水管道布局。對于高層建筑，應考慮設置雨水系統和污水系統，合理選用給排水管線管材及附件，在進行給排水管線管材及附件選擇時，應根據建筑物的規模及使用要求確定選用哪種管材及附件，并根據相關規范進行選擇和校核。

1 工程概況

新華教育集團貴州總部（貴陽新東方烹飪高級技工學校）項目，一期共有6 個單體，1#食堂/學生活動用房、3#學生宿舍、4#教學樓、5#圖書行政樓、6#教學樓、地塊一東地庫，總建筑面積為71 962.25m2。項目概況如表1 所示。

表1 工程概況表

2 民用建筑室內給排水設計工作中的常見問題分析

2.1 給排水管道線路設計問題

建筑室內給排水管道線路設計存在的問題主要包含以下幾個方面：（1）在設計時沒有制定統一的設計標準，給排水管道設計圖中有遺漏、缺失尺寸或文字標注；（2）管道材質和管徑的選擇沒有依據實際使用情況而確定，存在盲目選型的問題；（3）實際管道與設計系統圖不匹配，因實際工程中的室內環境比較復雜，部分管道需要根據實際情況進行改道和翻彎等；（4）設計時未考慮管道的水力特性，導致水流面臨較大的水阻，造成過多的水頭損失；（5）管道材質選擇不當，管材管件未滿足相關規范要求；（6）排水管道走向不合理，存在二次施工、返工等問題；（7）對室內環境及功能要求的改變，沒有充分考慮管線與裝修風格的匹配的問題；（8）空間結構因素等對管道敷設產生影響等問題[3]。

2.2 供水設計問題

當前在我國城市內部，大量的高層民用建筑不斷出現，對于建筑室內的供水系統設計工作提出了更高的要求和標準，特別是在一些樓層相對較高的室內供水方面，需要保證供水系統具有較大的工作壓力和較強的穩定性。但是在實際設計工作過程中，因為一些設計單位并沒有做好前期的詳細勘察工作，對于民用建筑的室內排水管道安裝的設計沒有進行深入分析，沒有對管道和排水系統的設計圖紙進行嚴格復核，造成建筑供水系統設計工作參數，以及具體的管道尺寸設計工作方面存在一定的偏差。不但如此，在供水系統的設計工作中，經常會出現高層建筑室內的供水壓力設計不合理、給排水管道的銜接位置沒有進行優化設計、供水管道的坡度和實際設計工作標準之間存在明顯的偏差等問題，這些問題會造成供水管道的連接位置產生明顯的滲水和漏水情況，嚴重的情況下在后續供水工作過程中會造成水管爆裂，或者是供水閥門無法完全開啟和關閉等各種情況，對高層民用建筑的用水安全和穩定性都造成了比較嚴重的影響[4]。

2.3 減壓閥設計問題

隨著城市建設的快速發展，高層建筑越來越多，給排水系統的壓力越來越大，減壓閥是保證給排水管網安全運行的重要閥件之一。建筑給水系統管道中水壓升高，減壓閥在高壓時開啟的閥門會由于內部元件產生應力而發生爆破現象。目前由于缺乏對減壓閥設計理論和使用特性的研究，和對不同地區民用建筑給水系統水壓變化規律掌握得不足，或未進行水壓試驗等原因，造成減壓閥在高壓下無法開啟，導致減壓精度不高甚至無法開啟等現象。目前設計中存在以下問題：一是沒有對減壓閥的工作原理、結構特性、設計參數等進行分析；二是未考慮氣壓變化產生壓力波動對閥門動作性能的影響；三是缺少有關使用條件下閥門壓力特性與使用環境條件、操作條件關系的研究。因此，應開展減壓閥設計理論和使用特性的研究工作，解決目前存在的主要問題。

民用建筑給排水系統加壓水泵與減壓閥間相互影響，加壓水泵運行過程中存在流量減小、功率增大、壓力下降等現象，這會影響建筑物各樓層內給排水管網中供水管網的壓力平衡狀態，有時會使得給排水系統不能夠正常運行。在現有設備選型中，大多采用小流量、大壓力的水泵進行管網加壓控制；采用大流速、低功率的水泵進行管網加壓控制或采用大功率、高流速的水泵控制都存在較好效果，但同時造價較高，且容易出現漏水等問題。因此，應通過對加壓水泵運行工況和水壓變化范圍的研究分析，確定合理的小流速及大功率電機選型[5]。在實際工程應用中通常采用小流量和大功率電機并聯運行方式，然而由于給排水系統水力特性變化規律，與建筑功能之間具有很強的相關性，且管網水力特性受多種因素影響而變化較大（如：管網水頭損失、管材特性等），目前在給水管道系統水力性能參數研究上仍以小流量、大壓力為主，導致在設計中往往只考慮小流量而忽略了與其相關參數，如水泵揚程等。

2.4 地漏設計問題

在建筑室內地漏設計工作過程中，需要結合民用建筑的相關設計工作要求標準，對地漏的各項設計工作要求加以落實，其中普通地漏的積水深為15mm，同時地漏位置的水封深度不能小于50mm。通過這種設計工作方式，可以避免建筑給排水管道出現大量的有毒有害性氣體，避免水封受到破壞之后，有毒有害性氣體直接通過給排水管道進入到建筑室內，對人們的身體健康造成嚴重的影響。但是在實際設計工作過程中，對于地漏的設計問題仍然比較明顯，很多設計工作人員并沒有充分重視地漏的設計工作內容，并且為了節約前期的經濟成本投入量，一些工程單位經常會選擇使用一些成本較低、功能不滿足要求的地漏，造成建筑給排水系統的正常工作受到比較嚴重的影響。對于建筑室內地漏設計工作內容，需要結合民用建筑的實際工程特點，在保證地漏排水工作要求的基礎之上，對地漏的具體安裝位置進行合理的設置。一般情況下，為了避免出現排水效果不佳的問題，需要對建筑室內排水系統進行全面的優化設計工作，通過安裝排水地漏的方式，來保證室內給排水系統的正常運行工作效果。在實際設計工作過程中，需要結合實際情況來進行地漏位置設計，同時對地漏排水口高度進行合理的確定，避免出現排水口過低情況。為了避免地漏排水管道出現積水問題，需要對排水管道中的積水問題進行解決。

3 民用建筑室內給排水設計問題優化策略

3.1 對給排水管道線路實施優化設計

在針對建筑室內供水設計問題進行優化處理過程中，需要對以下幾個方面問題加以重視：（1）要考慮到不同民用建筑的面積、使用性質、功能等因素，其中包含建筑的朝向及建筑所處的環境位置；（2）需要考慮到不同類型建筑用水要求及供水設備容量，用水衛生標準和安全等級，建筑內給水系統與生活用水設備間的距離。（3）需要做好室內給排水系統的水壓控制和穩定設計，如水頭位置及水流壓力控制系統設計等。（4）確定整個項目的供水方案，單體及總圖的管路設計、設備用房中的水泵等設備選型、進水管網接入點、出水口的位置、室內消火栓及滅火器設置、水箱容積及布置方式、管道平面圖和系統圖等多個方面的內容。其中水頭布置工作方面，需要根據建筑功能特點，按室外水源的壓力和位置，來確定各用水場所的管道布置[6]。管路設計工作中，給水管道和消火栓管道一般都為圓形管，在建筑中直徑較大和較小的管道均有采用，管道變徑較為復雜，供水管網要滿足生活用水和相關消防要求，給水管網可選用鋼塑復合管，PPR 管等常見管材。一般而言，給排水平面圖及說明需要包含以下內容：水源與供水地點，給水管道、管徑、位置和水壓，管路上的各種閥門及儀表，給水設備及附件，管材的選用等。水泵選型：一般根據供水規模、建筑用水量，消防用水標準等確定水泵類型及其布置位置；根據室內環境條件考慮水泵運行噪聲，依據水頭高差、用水點的水頭要求、管道局部和沿程損失等來合理確定水泵揚程。在給排水管路系統圖的設計工作方面，用水點位置及水頭要求確定后，要進行室內管路走向繪制，平面圖要與系統圖保持一致；根據供水系統特點，還要考慮與其他專業管道綜合布置的影響，如圖1 所示。

圖1 建筑給排水管道三維圖設計

3.2 供水設計問題優化

建筑室內的供水系統主要是為人們的生活用水服務，為建筑內的使用人群提供安全可靠的水源，其中民用建筑當中的供水系統也可以分為直飲水系統和二次供水系統。直飲水就是通過管道，將通過建筑內部集中直飲水處理系統處理好的，達到相關水質標準的水，輸送到每個住戶家中，也稱之為“凈水”。直飲水的優點是水質安全沒有二次污染，整體的供水質量相對較高，且能夠統一管理，安全系數也較高。而二次供水系統，主要針對將市政管網后的水，二次加壓后，輸送到地塊內各個單體中。在實際設計工作當中，首先，根據建筑給排水設計標準的要求，對排水管的間距進行適當的調整，在建筑物內埋的生活給水管線與排水管道在平行布置時，最小的凈距應大于0.5m，交叉埋置時的最小凈距為0.15m 以上，而且在設計排水管道時，必須在給水管線下面進行布置。在供水管線的敷設設計工作當中，需要將給水管線安裝在建筑的特定的結構位置上，以此來保證給排水管道的工作質量和效果。在澆注、封孔工作當中，用的是比地面等級更高的細石材料，以此可以避免管道的滲漏問題和影響。在具體的設計工作方面，需要預先埋好套管并加入防滲、防水劑等，有效避免出現嚴重的滲水和漏水現象。另外，在日常生活中也要考慮到排水管的材質，需要盡量選擇隔音的材料，而且在日常生活中也會受到噪聲的影響，所以在設計工作當中需要盡可能地減少管道的諧振噪聲和設備帶來的空氣噪聲等。

3.3 減壓閥設計問題優化

建筑室內給排水系統減壓閥主要是由閥體，閥座，彈簧，螺栓，活塞等組成，減壓閥使用時間長了之后內部的零件很容易會出現老化的情況，如果在這個時候沒有及時地對其進行維修和保養，很有可能影響其使用壽命。減壓閥的閥門應安裝在空氣流通而無腐蝕性氣體、蒸汽或其它有害介質通過的地方，并應能承受所產生的壓力、慣性和沖擊力。閥內腔通常為金屬材料鑄造，通過調整閥體內的啟閉件的開合，來發揮減壓的作用。同時，調節閥具備體積小、重量輕、結構簡單、操作方便、直接安裝在管道上便可使用等優點。當建筑給排水系統中所有部件都正常工作時，系統壓力則會升至系統額定壓力，而當某項設備故障時，會導致整個系統癱瘓。根據系統原理及要求可以選擇使用電動調節閥產品型號。通常情況下，減壓閥的使用能控制流體的流向和流量，而且對壓力變化非常敏感，在使用中，不允許有任何超過其額定值或使用不當的情況，避免造成不必要的損失。通過啟閉件來控制通過流體的流量和速度。電動調節閥采用了兩組行程控制臺分別控制兩個閥門同時動作，使得當閥瓣處于完全開啟狀態時，可以使閥瓣通過閥門而改變其流量特性，閥門關閉時則反之，如圖2 所示。

圖2 減壓閥的設計

3.4 地漏優化設計要點

在給排水系統地漏的設計中，根據工程的設計要求和規范，應確保水封深度大于50mm，才能有效地避免地漏產生反味、滋生蟲子等現象。同時，盡量采用防干地漏，避免采用不帶存水彎的地漏，在建筑排水管的設計中，為了不影響美觀，地漏最好設置于角落，且保證水封深度大于50mm，這樣才可以確保地漏的各項功能可以正常發揮和使用，防止出現污水上涌和其他安全隱患問題。

4 結論

室內給排水設計作為建筑工程的重要組成部分，其重要性不言而喻，對于民用建筑來說，人們生活質量和生命安全與室內給排水系統的設計息息相關。因此，相關工作人員在進行室內給排水系統的設計時，需要認真地對其進行分析和研究，根據民用建筑的具體情況，從人性化、規范化和智能化等方面出發，制定出合理的處理措施，從而提高整個給排水設計的質量和水平。