高層建筑給排水工程設(shè)計(jì)初探

劉春華

摘要：本文就高層建筑給排水工程設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi)論述。主要論述了高層建筑給排水工程特點(diǎn)、給水方式、排水設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：高層建筑;給水方式;排水設(shè)計(jì);節(jié)能設(shè)計(jì)

前 ?言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)城市中高層建筑在不斷的涌現(xiàn)，這給高層建筑給水排水工程設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。高層建筑給水排水工程與多層建筑和低層建筑給水排水工程相比，基本的理論和計(jì)算方法是一致的，但因高層建筑層數(shù)多，高度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

一、高層建筑給排水工程特點(diǎn)

1.高層建筑給排水設(shè)備的使用人數(shù)較多，水量也較大。如果發(fā)生停水或是管道堵塞等事故，則影響人群較多，范圍較大。因此，高層建筑必須采用有效的措施，以保證供水安全和排水通暢，經(jīng)濟(jì)合理以及維護(hù)管理方便。

2.高層建筑中給排水系統(tǒng)中靜水壓力較大。如果只有一個(gè)供水區(qū)，不光是會(huì)影響使用，而且也容易損壞管道和配件。因此，可以對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行合理的豎向分區(qū)，從而降低靜水壓力，使系統(tǒng)做到安全運(yùn)行。

3.高層建筑的各種動(dòng)力設(shè)備繁多，管道較長(zhǎng)，比較容易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。因此在給排水設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮到管道的防震、防噪、防管道的變位或是伸縮等措施。

4.高層建筑的功能復(fù)雜，引發(fā)火災(zāi)的因素也比較多，一旦失火，火勢(shì)蔓延迅速，并且在人員的疏散和撲救方面都存著一定的困難。要提高高層建筑的消防系統(tǒng)的安全可靠性，必須設(shè)立安全可靠的室內(nèi)消防給水系統(tǒng)。

5.高層建筑的給排水量大，管道長(zhǎng)，管道中存在著較大的壓力波動(dòng)。為了使管道的壓力穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的給排水能力，采用新型的單立管道系統(tǒng)或是設(shè)置通氣管系統(tǒng)是很有必要的。此外，排水管道的材料最好采用機(jī)械強(qiáng)度較高的，并用柔性接口。

二、高層建筑的給水方式

高層建筑的給水應(yīng)該秉承給水安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)理的原則。目前我國(guó)的高層建筑給水主要有四種方式：

1.減壓分區(qū)給水

即是一種利用減壓水箱或是減壓閥進(jìn)行減壓。水泵直接將水注入最上區(qū)的水箱，然后依次向下區(qū)的水箱供水，或是在上下區(qū)間裝置減壓閥代替水箱起到減壓的作用，用這種方式給水，設(shè)備和管道都比較簡(jiǎn)單，成本較低，方便維修管理，但是下區(qū)供水面臨較大的壓力，水泵也會(huì)消耗較多的能源。

2.氣壓罐給水方式

這種方式需要離心水泵和氣壓罐兩種設(shè)備。利用氣壓罐內(nèi)的空氣的壓縮性來(lái)存儲(chǔ)和調(diào)節(jié)水量的高度，并且使用水泵機(jī)組的循序啟動(dòng)和軟啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)供水。氣壓罐供水不需要建設(shè)水塔和水箱，減少了建筑物的荷載和基建的投資，而且密封的罐內(nèi)可以避免水質(zhì)的污染，但是氣壓罐的容水量是有限的，并且會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)供水壓力不穩(wěn)定的現(xiàn)象，供水的可靠性無(wú)法保障，水泵的啟用頻繁，大大縮短了使用的壽命，設(shè)備支出費(fèi)用會(huì)有所增加。

3.高位水箱供水方式

這種方式所需的設(shè)備包括水泵和水箱。水箱內(nèi)的水在泵房?jī)?nèi)離心泵的作用供給，高位水箱則用來(lái)存儲(chǔ)和調(diào)節(jié)本區(qū)的水量及穩(wěn)壓。使用高位水箱供水方式，水箱里可以儲(chǔ)存一定量的水，并且水泵的啟動(dòng)次數(shù)也相對(duì)較少，可以保障供水的安全可靠，同時(shí)所支出的設(shè)備費(fèi)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)也比較低。但是，使用這種方式，首先，水箱內(nèi)的水容易受到污染;其次水箱的設(shè)置會(huì)占用一定的建筑面積和增加建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

4.變頻泵無(wú)水箱給水方式

這種方式的水壓和流量是可以調(diào)節(jié)的。從而達(dá)到一種節(jié)能的效果，并且可以隨著用水量的變化隨時(shí)調(diào)整點(diǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，保證了運(yùn)行的可靠性并且延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。但是由于變頻器的價(jià)格比較貴，所以設(shè)備所需的費(fèi)用較大，并且變頻器對(duì)工作環(huán)境也有一定的要求，容容易受到外界的干擾，影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行?？偠灾恳环N給水方式都各有利弊。給水方式的設(shè)計(jì)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的情況和地方特點(diǎn)，做到具體分體具體分析，也可以將幾種供水方式相互結(jié)合使用。

三、高層建筑的排水設(shè)計(jì)

1.排水系統(tǒng)的分流制

污廢水是采用合流制還是分流制主要是由技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩大因素決定的。一般在民用高層建筑中，生活污、廢與雨水是分流排放的。

2.排水管道布置

需排出的污水盡量通過(guò)最短的排水管道排出室外，并且排水管道盡量的不要經(jīng)過(guò)變形縫。這樣有利于排水管道的安全使用以及維修清理。

3.排水管道的鋪設(shè)

管道與墻之間、管道之間需要留有一定的間距;如果管道要穿越樓板、穿越墻壁或是樓基怎要預(yù)留洞孔。排水立管與排水管端相連的部分應(yīng)該采用兩個(gè)45°的彎頭或是彎曲半徑不小于4倍管徑的90°彎頭。

4.通氣管道系統(tǒng)設(shè)置

建筑內(nèi)排水管道系統(tǒng)要設(shè)置專用的通氣立管與大氣相通，達(dá)到釋放排水管系中正壓和補(bǔ)充空氣減少負(fù)壓的作用。保證排水管內(nèi)空氣的流通，減少排水管道內(nèi)的有害氣體。排水管道一般有伸頂通氣管、專用通氣管、主通氣管、副通氣管、器具通氣管和結(jié)合通氣管等幾種通氣的方式。

5.通過(guò)嚴(yán)格的水力計(jì)算，控制排水立管的水流量

不超過(guò)規(guī)定的最大流量值并且為了降低水流的下降速度，可以在排水立管中采取一些消能措施，從而避免水流的沖擊對(duì)管系所造成的破壞。在實(shí)際的建筑操作中，通常自頂層起，每隔6層就會(huì)設(shè)置一套消能的裝置。

四、高層建筑給排水中的節(jié)能設(shè)計(jì)

1.建立中水利用系統(tǒng)

高層建筑使用后的某些生活排水、冷卻水和雨水等，經(jīng)過(guò)再處理后可以達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)，滿足某些使用要求，成為可以進(jìn)行有益使用的中水。在那些高層建筑比較集中的區(qū)域，生活廢水具有水量較大，使用時(shí)間比較集中，水質(zhì)和處理效果也相對(duì)的較理想，為中水系統(tǒng)的建立提供了水源。

2.利用變頻水泵

變頻水泵有著顯著的節(jié)能效果，調(diào)速方式方便、調(diào)速的范圍較廣、保護(hù)功能完善、以及安全可靠的運(yùn)行。傳統(tǒng)的高層建筑通常采用水箱和水泵結(jié)合的方式，水泵將水提供給高位水箱，再向下供水。為了防止水壓過(guò)大，還需安裝減壓裝置，造成大量的電能消耗。而采用變頻水泵，則不需要水箱水罐等裝置，節(jié)約了成本。而且采用調(diào)節(jié)速度的方式來(lái)調(diào)節(jié)流量，避免了電機(jī)的頻繁啟動(dòng)，減少了電力資源的浪費(fèi)。目前，變頻水泵的技術(shù)已經(jīng)日臻成熟，大量推廣變頻水泵在高層建筑給排水系統(tǒng)中的使用，在節(jié)能中意義重大。大力推廣和使用節(jié)水設(shè)備。

一套節(jié)水性能較好的設(shè)備，能對(duì)節(jié)約水資源產(chǎn)生非常重大的作用。例如閥門(mén)的質(zhì)量與類型直接關(guān)系著用水質(zhì)量，我們應(yīng)該選擇能節(jié)水的閥門(mén)。在水壓等客觀條件相同的情況下，節(jié)水龍頭比普通的龍頭節(jié)水30%到50%，所以在高層建筑中，在水壓超標(biāo)的地方使用節(jié)水龍頭，可以減少浪費(fèi)。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)于高層建筑給水排水的設(shè)計(jì)，要在滿足水量、水質(zhì)和水壓的前提下，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高其經(jīng)濟(jì)合理性，提高用水安全性，最大限度節(jié)省建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用。

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