高层建筑给排水设计技术与完善措施探析

高层建筑给排水设计技术与完善措施探析

胡海涛1,魏效红2

1 中冶天工集团有限公司 天津市 300308

2 信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司天津分公司 天津市 300300

摘要：目前我国建筑行业和科技水平的快速发展，高层建筑逐渐成为城市内的主流建筑。从实际发展角度分析，高层建筑不仅是城市现代化建设的符号，而且可以充分反映出城市或地区经济与科学发展水平。近年来，我国建筑行业呈现出高速发展态势，行业总产值增长近12倍，各项建筑施工技术以及设计理论也随之高速发展。目前，我国建筑行业在实际发展过程中充分遵循国家提出的绿色环保战略，并将其应用于建筑施工中，尤其在给排水设计方面，更是得到行业内的广泛关注，提升给排水设计科学性、提高居住舒适性以及节约水资源成为行业内的重点研究目标。

关键词：高层建筑;给排水设计;设计技术;完善策略

引言

给排水系统作为高层建筑结构的重要组成部分,是提升建筑用水保障能力、改善使用条件、优化运行环境的有效举措。文章以给排水设计为研究对象,系统探讨高层建筑给排水设计的基本要求以及面临的技术难题,梳理给排水设计技术应用的主体方向,以此为前提,整合现有的技术手段,推动高层建筑给排水设计技术体系的完善。

1高层建筑给排水系统组成

高层建筑给排水系统主要由给水、排水以及消防等模块组成，采取气压罐供水和高水箱供水等方式，实现水资源的区域性调配，以满足不同场景下的使用需求。具体来看，气压罐供水是通过持续性的压力输出将给水传送到供水点。在此过程中，如果管道内的压力处于较低的范围，气压罐中的离心泵将开始运转，持续向管道内注水，确保水管压力保持在合理的范围内，当水管内气压达到规定数值时，离心泵停止运转。高水箱供水是通过储水以及调节水压的方式来完成供水。当给水管道内的水压没有达到预设参数时，调节罐在离心泵的驱动下，提高给水管网内的水压，从而快速完成给水任务。高层建筑排水系统主要采用了分流系统，依托分流系统的结构优势，在保证排水效率的同时，减小整体能耗，避免产生额外费用。分流系统在设计过程中，需要设计人员采取水力计算的方式，对排水管道的流量进行分析，明确排水上限，避免盲目排水导致管道结构性损伤。消防管道设计则采取减压式的管网结构，以保证消防管道在结构布局方面的独立性，降低消防管网出现故障的概率，切实提升高层建筑的消防安全属性。

2高层建筑给排水工程功能

2.1确保居民日常用水

水资源是人类生存的必备资源，在民众日常生活中发挥着重要作用，除日常饮用水需求外，民众沐浴和清洗衣物等也需要水资源支持。水源饮用安全性是给排水工程设计的关键环节之一。考虑到高层建筑的特殊性，传统直接供水方式难以满足居民日常用水要求，因此高层建筑给排水系统通常采用二次供水方式，而给排水分区布置合理是其设计工作的关键环节。

2.2确保消防用水供给正常

从高层建筑特点分析，其人口密度高，且楼层高度远超于传统建筑，一旦发生火灾，消防云梯和水枪等在高度限制下难以及时救援，因此消防供水系统成为高层建筑应对火灾的主要手段。通过加强消防给水系统临界值设计，可以确保火灾发生后第一时间得到控制，为消防单位救援以及民众撤离争取时间，同时避免无法挽回的生命财产损失。

2.3提高居民生活质量

随着社会经济水平的逐步提升，人们对于日常生活环境提出了更加严格的要求。在高层建筑工程中，合理设计给排水系统能够有效减少水资源浪费与水源污染现象，通过先进技术与设计理念加强给排水系统的节能与高效，使高层建筑居民能够享受高质量水资源的同时，还能够有效提升水源的实际利用效率，从而提升居民生活质量。

3高层建筑给排水设计的技术难题

高层建筑自身独特的属性使给排水设计面临更为复杂的环境。为保持给排水设计方案的有效性与合理性，确保给排水设计方案可以满足高层建筑的使用需求，有必要对给排水设计过程中面临的主要技术难题进行梳理。高层建筑由于垂直高度较高，为保证水体可以快速达到供水点，往往采用高压泵组和低压泵组的供水方式。这种供水方案使得整个高层建筑的给水压力较大，导致给水管网在压力作用下出现结构性损伤的概率较大，无形中增加了高层建筑给水管道的使用成本。高层建筑给排水管网在使用过程中，暴露出用水高峰期水压较低的情况。在某一时间周期内，用水人数较大，需水量较大，导致高层建筑顶部的水压不足，从而影响用户的正常使用。高层建筑结构布局较为复杂，给排水设计过程中，往往需要根据不同的场景，临时调整给排水设计方案，这种临时性的变更调整可能会导致高层建筑水压水量不足、水压持续下降等情况。

4高层建筑给排水系统设计的要点

4.1消防系统与消防水箱设计

设计人员在设计高层建筑给排水系统时，需要重视高层建筑的消防系统设计，重点关注高位消防水箱的位置设计。通常情况下，高位消防水箱设置在建筑最高的位置，以确保发生火灾时，消防人员能够第一时间控制火势，为后续扑救工作提供基础保障。设计人员在设计过程中应当与高层建筑规划师进行充分的沟通与研讨，将高层建筑给排水系统设置在最合理的位置，确保高层建筑整体的消防安全性。

4.2合理利用市政管网余压，采用分区给水方式

一般来讲，在开展城市供水规模的管理过程中，由于地区经济层面的影响，地区因素的干扰以及资源上的分布情况，所涉及的市政给水管网压力也会产生一定程度的波动与变化，大多情况下都被控制在0.2-0.4MPa区间中，而这种管网压力本身并不能够满足高层乃至高层的建筑供水需求，随着我国对于土地利用率的要求不断加深，有关高层建筑的数量也在发生海量的增长，且楼层高度大多都是以10+以上，这就导致传统的供水压力管控模式已然无法达到预期标准。正因如此，为了实现国民用水的相关需求，施工单位在进行给排水系统的管控过程中，更要提高对市政管网余压的重视程度，依照实际情况进行分区给水方式的调整，这样不但能够有效提高供水效率，避免发生二次加压能耗的现象，同时还能够对我国节能环保提供良好的技术保障。

4.3BIM技术在高层建筑给排水设计中的应用

高层建筑给排水项目在设计过程中，需要充分利用BIM技术，完成设计方案的论证与模型的构建，持续提升高层建筑给排水设计结果的有效性与精准性，确保设计方案达到预期要求。具体来看，设计人员根据设计任务书建立BIM模型，根据相关设计参数以及设计要求形成相对完备的装饰建筑模型。模型中涵盖了室内装饰的主要构件等多种要素，逐步模拟出空间状态，实现设计方案的直观化。BIM技术可以对设计方案的物理属性作出评估，对空间内采光、通风、声学以及色彩等要素展开分析，根据分析结果不断调整设计方案，在保证设计方案质量的前提下压缩设计周期，降低设计方案变更的概率，为项目工程量的管控提供便利条件。在完成设计方案确定后，设计人员根据相关要求，依序做好综合碰撞检查。

结语

高层建筑工程中，给排水的重要性不断提升。行业技术人员在实际工作过程中应注意加强对给排水系统设计的研究力度。应注意从细节层面入手，针对冷水系统、消防给水系统等方面进行优化设计，同时提高对节能环保设计的重视程度。本文研究的案例在应用文中设计方案后取得了较为显著的成效，可以为同类建筑工程给排水设计提供经验。

参考文献：

[1]邱震,马保顺,吕永美.高层建筑给排水设计及施工要点分析[J].居舍,2020（6）：94.

[2]陈富荣.高层建筑给排水设计要点以及节能减排设计的研究[J].房地产世界,2022（2）50-52.

[3]黄登亮.大流域汇水雨水系统设计要点分析[J].福建建材,2021（10）：30-31.