高層建筑給排水常見問題及解決方案

張 峰

中鐵第五勘察設計院集團有限公司鄭州分院 河南 鄭州 450000

進入新世紀以來，我國城鎮化水平不斷提升，高層建筑已成為一種緩解土地資源緊張局勢，并改善居住環境的重要選擇。高層建筑層數較多，高度較大，其內部人員密集，日常水資源需求量與排放量均很高，因此，高層建筑給排水系統設計與建設難度也很大，尤其是技術標準層面，高層建筑要比其他建筑類型更加嚴格。給排水系統實際設計與施工環節，相關施工單位與從業工作者應正視各項具體問題，最大限度保證高層建筑給排水系統可長時間保持安全穩定運行狀態。

1 高層建筑給排水施工特點

與傳統中低層建筑相比，高層建筑給排水系統運行壓力更高，其設計施工難度更大，技術標準更為苛刻，一旦某一環節出現問題，則給排水系統將很難有效滿足日常人民群眾日常生活所需。

1.1 高層建筑內部人員眾多，給排水系統供應壓力巨大

高層建筑內部存在大量居民，其給排水系統所要提供的服務面積非常大，且日常用水量與排水量也要遠超常規建筑，一旦建筑供水不足，亦或是排水系統出現問題，其帶來的影響也會相當惡劣，大量居民日常生活與工作將無法正常進行。因此，高層建筑給排水系統在設計與施工階段應以安全可靠為核心，積極采取先進的技術工作，嚴格執行各項監管機制，確保供水安全、排水通暢，并為后續維護管理創造有利條件。

1.2 高層建筑管道壓力較大，且需提前進行分區規劃

高層建筑給水管道采用加壓供水，管道在日常使用中需承受較大的靜水壓力，若壓力過大，其不僅會造成水資源的嚴重浪費，也會進一步加重管道事故風險，嚴重破壞供水系統穩定性與安全可靠性，相關管道與配件也很容易出現損壞，后續維護管理成本費用大幅上升。因此，高層建筑給排水系統設計與建設階段，工作人員應結合高層建筑內部人員分布情況，以及樓層高度變化，分區設置供水管道，如按照豎向分區，將整個供水體系分為高壓區與低壓區。

1.3 高層建筑排水管道長度大，排量高，且管道壓力波動較大

建筑工程排水管道應用過程中，其管道壓力存在顯著的時間特征，因此，管道內部壓力很容易在短時間內發生較大變化，此時，若管道設計層面存在缺陷，亦或是施工環節存在質量隱患，則系統排水能力將難以滿足集中使用需求[1]。因此，高層建筑給排水工程設計與施工過程應考慮采用單立管管道系統，亦或是設置通氣管系統，進一步緩解排水管道壓力問題，以免壓力突然增加而造成管道關鍵承壓結構出現損壞。

1.4 高層建筑給水系統也要考量消防需求，可及時抑制火情發展

高層建筑給排水系統設計與施工過程中，其給水體系不僅要滿足人民群眾日常生活與工作所需，也要為高層建筑消防安全提供足夠保障。高層建筑火情發展速度非常快，且很容易造成極為慘重的人員傷亡與財產損失，因此，高層建筑給排水系統設計與施工環節，工作人員也要考慮到消防系統及消防裝置的用水需求，需建立起安全可靠的室內外消防給水機制。

2 高層建筑給排水系統常見問題及相關解決對策

2.1 給水系統壓力問題

2.1.1 問題描述

通常情況下，高層建筑的給水系統會按照豎向分區，將整個給水體系分為高壓供水區域低壓供水區。低壓供水區多采用帶氣壓罐或帶穩壓裝置的變頻供水系統，部分建筑也會采用高位水箱為低壓供水區供水。高壓供水區多采用高位水箱或屋頂水箱完成供水作業。

因此，高層建筑給水系統不得不面臨最低處靜水壓力過高問題，若設計環節未能具體分析，最低處靜水壓力超出標準水平，則高壓供水區在用水期間很容易出現水花飛濺，且水流難以控制的現象，水資源浪費較為嚴重，且相關衛生器具的連接軟管也很容易發生爆裂，極大降低高層建筑居住舒適度，并存在較為嚴重的安全隱患。

與此同時，高層建筑給水系統也存在最不利供水點凈水壓力過低現象。通常情況下，高層建筑高區高位水箱設置高度不會太高，如此條件，高區最不利供水點靜水壓力可能會低于100kPa，嚴重影響相關住戶的日常生活與工作，用水過程極為不便。若采用帶氣壓罐的變頻供水系統，最不利供水點靜水壓力將上升，而最低處的靜水壓力又會超出限制。

2.1.2 處理對策

針對以上問題，高層建筑給水系統設計與施工過程中，相關企業與工作人員應提前做好現場調研與規劃分析，結合建筑物的實際高度，明確高層建筑給排水系統設計規范，對給水系統進行科學分區，而不是簡單將其一分為二。若建筑物高度較高，則設計團隊可依照給水系統應用需求，將給水系統分為三個區域或更多，如此可保障最高點與最低點同時享受較為理想的供水環境，確保用水舒適與安全。

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此外，為進一步處理給水管道內部可能存在的靜水壓力過高問題，給水系統設計者應進一步考慮住戶衛生器具連接軟管的平均承壓水平，提前做好試驗測試，經分析校核后，可在合適位置加裝減壓閥，盡量減少高壓區域的靜水壓力，借助其他輔助裝置，將原本兩個分區劃分為多個分區，此類方法亦可應用在高層建筑給水系統維護與改造工作之中。

2.2 高層建筑衛生間異味問題

2.2.1 問題描述

高層建筑衛生間異味問題也十分常見，其多來自排水管道內部。為避免管道壓力波動過大，高層建筑排水管道多設置有通氣管道與之相連，多數情況下，排水管道內部異味可通過通氣管道排走。但部分高層建筑衛生間排水管道設置并不合理，未能按要求安裝封閉裝置，進而造成臭氣逸散。

2.2.2 處理對策

針對高層建筑衛生間異味問題，高層建筑設計施工單位應對高層建筑內部空間進行優化布局，確保衛生間區域具備良好的通風條件[2]。此外，相關工作人員也要處理好排水管道設置問題，所有與衛生器具相連的排水管道均要設置存水灣，并同時安裝特定的隔離裝置，以免排水管道內部臭氣進入到衛生間，進而影響到建筑內部空間舒適性與健康性。

2.3 雨水管道獨立設置問題

2.3.1 問題描述

高層建筑為實現空間的高效利用，并保證建筑結構體穩定性與工作生活便利性，多配置裙樓等多層建筑與之相連。因此，高層建筑雨水管道設計階段，為提高系統便利性，部分設計團隊會將多層建筑雨水管道與高層部分的雨水管道連接，亦或是將空調的排水管道連接到雨水管道[3]。雨水管道排量相對較小，在不發生短時強降水天氣時，這種設計不會出現較大問題，但是，一旦短時雨水排放需求暴漲，雨水管道內部很容易出現倒灌現象，很容易破壞空調機組，并存在巨大的安全隱患。

2.3.2 處理對策

高層建筑雨水管道設計與施工建設應從實現水資源高效利用角度著手，進一步分析雨水資源的利用空間，可結合市政工程，將雨水資源進行收集，并進行統一處理凈化，從而將其應用于其他生產領域。因此，高層建筑雨水管道應保持獨立性，各個結構體之間的雨水管道不可相連，并同時對空調機組的排水管道進行必要的隔離處理，以免雨水進入到空調機組內部，確保暖通空調系統運行穩定性與安全性。

2.4 水池、水箱等重要結構檢修口設置問題

2.4.1 問題描述

對于高層建筑給排水系統而言，水池、水箱檢修孔位置的設置不合理，常見有以下兩種情況：

（1）地下消防水池的檢修口設置在地下室頂板位置，且檢修口大小僅為80cm*60cm，檢修人員很難進入其中完成檢修任務。

（2）水箱頂面距離結構頂板間距過小，且水箱檢修口與浮球閥之間的間距過大，檢修人員無法順利進入到水箱內部進行清洗作業，一旦浮球閥出現故障，也很難有效完成搶修工作。

2.4.2 處理對策

依照我國建筑工程給水排水設計規范，水池、水箱等重要結構的檢修口位置應滿足指定參數，其中，設有人孔的池頂，頂板面與上面建筑本體板底的凈空距離不可少于80cm，且水池、水箱檢修口的位置應具體考量后續檢修作業是否可快速進行，應確保檢修人員可順利進出水池、水箱，且檢修孔應盡量緊靠浮球閥等關鍵裝置，保證檢修人員可順利觸碰到浮球閥，并完成檢修與維護工作。

2.5 屋頂消防水箱出水管上止回閥安裝問題的處理

依照我國建筑工程給排水系統設計規范，止回閥的閥瓣與閥芯結構，應能在重力或彈簧作用下自行關閉，即止回閥安裝過程中，工作人員應保證重力方向或彈窗作用力方向與閥瓣或閥芯的運動方向保持一致，如此方可在水流停止流動時，止回閥的閥瓣或閥芯可自行關閉。對于高層建筑屋頂消防水箱而言，其出水管水流方向是自上而下，即工作人員在相關管道安裝止回閥時，應依照垂直向下的基本安裝原則。但是，部分施工人員卻在止回閥安裝環節存在違規行為，止回閥安裝后，其閥瓣或閥芯的關閉方向朝上，而重力作用方向向下，此時，止回閥的閥瓣或閥芯根本無法自行關閉，更無法發揮其效能[4]。如此條件，即便消防泵可正常工作，但是，在頂層試水栓壓力不夠的前提下，部分水體降入到消防水箱之中。此時，工作人員可選擇將止回閥水平安裝，并同時確保水流最低位至止回閥的高差所形成水壓大于止回閥開啟所需的阻力，如此即可發揮止回閥的止回功效，亦可保障消防系統的正常運行。

2.6 高層建筑重力流雨水排水管材選用不當問題

2.6.1 問題描述

高層建筑重力流雨水管需依照最大排水壓力，選擇合適的材料，若管道本身承壓能力與抗腐蝕性較差，雨水排水系統很容易出現安全隱患。部分高層建筑場景中，其雨水管道選用普通的PVC-U排水管，這種管道承壓能力非常差，一旦排水壓力過高，很容易出現管道破裂。依照我國建筑給水排水設計規范，重力流排水系統高層建筑雨水排水管材選擇時，應結合實際工程特點與排水需求，選擇承壓效果相對較好的塑料管道或金屬管道。因此，普通的PVC-U管道根本無法應用在高層建筑給排水系統之中。

2.6.2 處理對策

高層建筑給排水系統設計與施工環節，相關人員應在完成室內雨水管道安裝作業后，及時進行灌水測試。灌水測試期間，灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。依照以往工程經驗，若雨水管道使用PVC-U管，則灌水試驗根本無法進行，因為一旦灌水高度達到一定程度，則雨水會在管道伸縮節位置滲出，根本無法滿足給排水工程驗收標準。究其根本，管道材料選擇不當是導致此類現象出現的核心因素，因此，高層建筑給排水系統雨水管道安裝環節，相關企業應盡量使用具備較高承壓能力的塑料管、金屬管或鋼塑復合管，如此即可保證給排水工程灌水驗收環節的順利完成，亦可保證高層建筑實際應用過程中給排水系統的安全可靠性。

2.7 屋頂雨水、陽臺雨水、空調冷凝水排放問題

2.7.1 問題描述

部分高層建筑給排水系統設計與施工過程中，相關企業為控制成本投入，多將屋頂雨水、陽臺雨水及空調冷凝水共用一根管排放。此時，一旦管道內部出現堵塞現象，亦或是出現短時強降水天氣，管道內部雨水將會從陽臺溢出，甚至會倒灌至建筑顳部空間，嚴重影響高層建筑居住體驗，并很可能造成住戶財產損失。此外，若管道內部存在有毒有害氣體，也會隨著地漏裝置而進入到建筑內部，嚴重影響高層建筑使用者身心健康。

2.7.2 處理對策

高層建筑給排水系統應對屋頂雨水、陽臺雨水及空調冷凝水進行獨立處理，其中，陽臺排水系統必須單獨設置，每個陽臺所屬立管的底部必須設置間接排水機，并統一排放。如此可避免屋頂雨水排放期間，屋頂雨水從陽臺地漏溢出，亦可避免管道內部異味從地漏散發。空調冷凝水亦可參照陽臺排水系統設置方式，盡量采用獨立管道，避免管道內部堵塞而影響到空調機組運行安全性。

2.8 熱水系統的管道布置與壓力保持問題的處理

熱水循環系統也是高層建筑給水系統設計規劃環節的重點內容之一。依照熱水使用需求，熱水循環系統應盡量采取等流程管道布置機制，如此可確保整個系統內部每一個用水點均可隨時使用到合適溫度的熱水。因此，熱水循環設計難度較高，工作人員應提前做好試驗測試與現場勘測，盡量實現等流程管道布置機制，并同時優化系統結構，為后續日常維護及檢修工作提供便利條件。

針對高層建筑熱水供應系統可能存在的排氣及熱水膨脹問題，設計與施工環節可在加熱器裝置處引出一條膨脹管，并將其與供應冷水的水箱頂部相連，此時，當系統內部的水體被加熱后，多余的水可及時排放到水箱內部，如此條件下，熱水循環系統的壓力參數將始終與水箱內部壓力保持相同，避免出現排氣不暢，并有效避免熱水膨脹引發的安全問題。

3 結束語

綜上所述，高層建筑給排水系統設計及施工存在明顯的特殊性，因此，相關企業與從業工作者應進一步明確高層建筑給排水系統設計規范，針對高層建筑給排水系統各個環節進行優化改造，既要考慮到高層建筑的美觀度需求，也要為高層建筑后續使用創造安全可靠的給水排水環境，妥善處理各類常見問題，進一步提高高層建筑空間舒適度與功能價值，推動高層建筑給排水工程可持續健康發展。