超高层建筑给排水工程系统设计分析

超高层建筑给排水工程系统设计分析

张隆旺

张隆旺

深圳市立方建筑设计顾问有限公司

摘要：现阶段，随着社会的飞速发展，我国的建筑工程的发展也有了很大的提高。对于我国超高层建筑给排水的设计工作来说，主要问题是如何能够将现有的设计模式进行加强和优化，以实现最大限度地节约材料和能耗的目的，这也是当今摆在我们工程设计人员面前的一个不可回避的问题。本文作者主要将介绍超高层建筑给排水工程系统的设计，并根据自身的工作经验对在超高层建筑给排水系统设计中若干问题以及基本要求作进一步探讨和分析

关键词：超高层建筑；给排水工程；设计分析

引言

高层建筑给排水工程设计工作中保证系统的安全性、可靠性及稳定性是设计的重点和关键，在整个系统实际运行管理阶段，影响因素比较多，根据实际要求和内容等，明确重要性和关键点，保证用户的使用要求是关键。在后续实施过程中对结构形式进行分析，在抗伸缩变位、抗震性以及抗噪音方面采取合理有效措施，提升设计的适应性。

1高层建筑给排水工程设计的重点

高层建筑的给排水设计和多层建筑、低层建筑的给排水设计大体上相差不大。高层建筑层数较多、使用人数多、用水要求高、排水量大，因此在高层建筑给排水工程设计工作中影响因素比较多，在设计阶段应兼顾到整体形式和实际风格等，确定给排水及消防方案，保证满足生产、生活及消防等方面要求，实现整体进步。重点管理的影响因素有很多，要了解注意事项，合理实施。

1.1生活给水系统

超高层建筑给水系统包括室外给水系统和室内给水系统两部分。室外给水系统要求在城市内部形成一种环网，可提供生活、生产以及消防用水，而室内给排水系统必须要求室内的生活用水与消防用水分开设置，同时室内的生活冷水可采用串、并联的组合供水系统方式。选择合理地给水方式是超高层建筑生活给水系统设计的关键内容。对于超高层建筑，城市给水管网一般都不能够完全满足高楼层居民的生活用水要求。因此，一般的办法是采用分区给水的方式，即由低楼层设置专门的加压装置以便再加压为高楼层用户供水。分区设置水箱和水泵，低区水箱兼作上区的水池。水泵分散布置，自下区水箱抽水供上区用水。这种方式具有设备简单、能源消耗少、无须设置高压水泵和高压管线的优点。其缺点是：设备分散，管理不便，上区供水受下层的控制，水箱容积较大将增加结构的负荷和造价。分区设置水泵和水箱。水泵集中布置在地下室内。具有各区独立运行互不干扰、供水可靠、管理方便、能源消耗较少的优点。

1.2卫生间排水设计

建筑内部排水系统是水气两相流动，因高层建筑人员密集排水量大，为减少排水管道内的气压变化，防止卫生器具水封被破坏，确保水流通畅，高层建筑卫生间的生活污水立管应设置通气立管。在实际设计前兼顾到整体形式和实际风格等，预留排水套管，保证框架结构的稳定性。如何保证质量和美观程度是关键，设计高层卫生间排水系统的阶段，统筹兼顾，综合考虑。

1.3雨水系统

超高层建筑屋面雨水系统目前被广泛采用的是有组织内排水系统的设计模式。裙楼屋顶可考虑设计采用虹吸压力流的排水办法，主楼屋面采用重力流排水。本着雨水可利用回收的节能理念，可将雨水收集后直接回用，应优先考虑用于小区杂用水、环境景观用水和冷却循环用水等。通常，建筑室内雨水管材按照规定，重力流主要采用柔性抗震排水铸管，节套式柔性接口，压力流采用HDPE排水管材，热熔连接；而室外雨水排水管材普遍采用高密度聚乙烯双壁波纹管（PVC-u）排水管材。超高层建筑给排水系统管材的选用是个应给予足够重视的问题，其选用原则主要是依据：（1）先选择执行国标的产品，消费者在购买管材是应注意观察管材上是否标明执行国标，如执行的是企标则应引起注意。（2）注意观察管材外观，管材应光滑、平整、无气泡、变色等缺陷，色泽均匀一致，无杂质，壁厚均匀。（3）应注意给水管材的压力等级，注意选择满足实际使用要求的压力等级。一般来说热水管宜选用管系列S为2.5以下的管材，也就是外径20的管材壁厚宜3.4mm以上，外径25的管材壁厚宜4.2mm以上。（4）管材应有足够的刚性，特别是排水管材，用手按压管材时不应产生变形。

1.4合理进行消防设计

对于高层建筑给排水工程设计而言，消防设计是关键。因高层建筑的影响因素较多，火灾危险性较大，并且扑救较为困难，因此在高层建筑给排水工程设计中消防系统的安全性及可靠性要求较高。在室内消防系统管控的过程中，涉及到很多因素，消防问题是高层建筑给排水设计中应该主要考虑的地方，必须保证足够的消防用水储存量及消防系统的水压，合理安排消防用水系统的设置，在整个设计过程中，对实际指标进行掌握，根据室内消防形式，合理进行自动喷水系统和消火栓系统等设计。高层民用建筑室内消防给水系统需设置消防水泵接合器，以便于消防队员现场扑救火灾时能充分利用建筑物内已经建成的水消防设施。高层建筑中消防管道系统同给水系统一样都存在静水压力大的问题，为保证系统安全、稳定的运行，需要对消防系统进行合理的竖向分区。

1.5合理选择给排水管材

高层建筑给排水系统中的静水压力较大，当前在住宅设计中比较常见的就是漏水问题，对邻里关系造成影响，在整个设计管理基础上需要明确管道设计的实际情况，要合理选择给水管、排水管的管材及连接方式。避免因管道承压不足及连接方式等问题造成漏水现象。目前市场上给排水管材种类较多，在实际工程中给排水管材选择时，既要保证系统的承压要求，还要考虑用户的使用要求及舒适度，同时应兼顾成本问题。

2超高层建筑给排水系统设计分析

2.1超高层建筑屋面落水管可兼做喷淋末端试水排水管道

超高层建筑多为框架结构，由于自身的竖向管道设置较多，则必须要占掉一部分有效的建筑面积。对于工程设计人员来讲，如何合理地对现有拟建给排水管道系统进行设计优化，是在能够保证不影响建筑施工功能的前提下尽量减少竖向给排水管道的设计数量，这样一来既可以节约施工材料也可以有效节省建筑面积和使用空间。

2.2给排水管材的细化

给水管材应分类细化，确保连接方式可靠。超高层建筑供水方式复杂，给水分区较多，每个系统管材工作压力差别较大。从工程实际和经济角度考虑。应细化各给水系统管材工作压力，连接方式要可靠。对压力要求较高的给水系统。一定要特别向业主强调管材工作压力及连接方式。严防爆管，渗漏事故发生。排水管材也应分类细。超高层建筑排水系统较多，从工程实际和经济角度考虑要细化各排水系统管材，连接方式要可靠，特别应注意排水立管分区消能的处理。

2.3冷却循环水系统的设计与节能问题

通常，超高层建筑如果安装了中央空调冷却循环水系统，应结合超高层建筑的主楼层、裙楼以及室外场地之间的位置关系，优化设计选择中央空调冷却循环水系统的中心冷却塔的布置方位。如果在各种环境条件允许的情况下，能够在室外场地上直接设计布置冷却塔确实也是一个非常不错的设计思路。由于中心冷却塔的位置与中央空调的位置远近将直接会影响到整体给排水工程的造成成本，而且设计冷却循环水系统的管线长度也应尽量避免管道的水头损失。同时，中心冷却塔设置位置降低也会减小冷却循环水的飘失水量，且在一定程度上会避免冷却塔补水系统的二次加压，起到节能环保的效果。

结语

超高层建筑的给排水和消防设计并非是简单的文字就能描述的。随着我国经济的不断繁荣，超高层建筑不断涌现，各种技术也在不断的应用到这些建筑中来，因此从设计角度讲，没有一成不变的模式，都是在实践中不断地摸索，吸收新技术、新方法来完善设计，并更加合理，以人为本，服务社会。

参考文献

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[2]韩松.建筑给排水工程优化设计探讨[J].江西建材，2016，14：31+37.

[3]周新建.论如何优化高层民用建筑给排水消防设计[J].科技经济导2016，07：60+69.