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      高層建筑給水排水工程水利研究

      2019-10-21 04:01:42曹永峰
      名城繪 2019年4期
      關(guān)鍵詞:高層建筑研究

      曹永峰

      摘要:高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅要滿足規(guī)范要求,還要兼顧到建筑的功能和美觀等要求。然而,高層建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)于普通的多層建筑的給排水系統(tǒng)來說有一定的獨(dú)特性,工序繁多,工程復(fù)雜,難度比較高,很容易出現(xiàn)一些問題。因此,對(duì)高層建筑給排水設(shè)計(jì)進(jìn)行探討有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

      關(guān)鍵詞:高層建筑;給水排水工程;研究

      1 導(dǎo)言

      高層建筑有別于多層建筑,具有層數(shù)多、高度大、功能復(fù)雜、用水要求高、排水量大等特點(diǎn)。由于樓層高度的增加及建筑物功能的復(fù)雜化,高層建筑的給排水工程需要面臨新的問題和更高的要求,因此,對(duì)建筑給水排水工程的設(shè)計(jì)提出了新的要求。本文主要探討了高層建筑給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)以及給排水設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的問題,以供參考。

      2 高層建筑給水排水工程的特點(diǎn)

      2.1 靜水壓力大

      靜水壓力大是高層建筑給水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的特點(diǎn),正因?yàn)殪o水壓力大,如果不分區(qū),不僅使用不便,震動(dòng)噪音大,設(shè)備能耗高,浪費(fèi)水資源,還容易導(dǎo)致給水系統(tǒng)的管道及配件因此被破壞。從這個(gè)特點(diǎn)出發(fā),給水系統(tǒng)必須進(jìn)行科學(xué)、合理的豎向分區(qū),目的在于合理有效地降低靜水壓力,確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。

      2.2 消防安全要求高

      高層建筑消防系統(tǒng)的安全可靠性要求比多層建筑的更嚴(yán)格,是高層建筑給水系統(tǒng)的又一個(gè)特點(diǎn),這是因?yàn)楦邔咏ㄖǔJ嵌喙δ?、綜合性建筑,所以可引發(fā)火災(zāi)的因素比較多。眾多的消防實(shí)例告訴我們,高層建筑一旦出現(xiàn)火情,火勢(shì)的蔓延速度相當(dāng)快,火災(zāi)的危險(xiǎn)性大,撲救的難度高。另外,我國(guó)目前各地區(qū)的消防設(shè)備能力水平不一,導(dǎo)致高層建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)撲救的難度比較大,基于這些因素,在高層建筑的消防給水系統(tǒng)設(shè)置上必須立足于自救。

      2.3 瞬間給水、排水量大

      從高層建筑的建筑標(biāo)準(zhǔn)來看,高層建筑中使用給水排水設(shè)備的人數(shù)眾多,導(dǎo)致瞬間很大的給水量和排水量,所以在實(shí)際使用的過程中,如果給水系統(tǒng)出現(xiàn)停水或者是排水系統(tǒng)出現(xiàn)管道堵塞等等事故,影響的范圍會(huì)很大。從這一特點(diǎn)出發(fā),高層建筑的給水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)技術(shù)措施必須合理可靠,確保給水排水系統(tǒng)的通暢。

      2.4 排水量大、管道長(zhǎng)

      高層建筑功能多,排水量大,管道復(fù)雜,而且管道中的壓力存在較大程度的波動(dòng)。從提高高層建筑排水系統(tǒng)的排水能力要求出發(fā),保證水封不被破壞,就必須穩(wěn)定管道的壓力,排水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置完善的通氣管系統(tǒng),或是采用新型的螺旋消音單立管系統(tǒng)。除此之外,排水系統(tǒng)中采用的排水管道的材料應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度,采用柔性接口。

      3 高層建筑給水排水設(shè)計(jì)優(yōu)化

      3.1 排水管網(wǎng)的優(yōu)化方法

      排水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),目前主要有直接優(yōu)化法和間接優(yōu)化法(又叫解析優(yōu)化法)。直接優(yōu)化方法就是依據(jù)管道各項(xiàng)性能指標(biāo)的變化,來選擇各項(xiàng)實(shí)施方案和可調(diào)參數(shù),通過計(jì)算和比較得到最優(yōu)解,主要有電子表格法和兩相優(yōu)化法?,F(xiàn)在排水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在后者,既在最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,先進(jìn)行最優(yōu)化理論計(jì)算從而求出最優(yōu)解。這其中主要就是選擇不同的計(jì)算方法,任何計(jì)算方法,都是以設(shè)計(jì)規(guī)范要求、管徑、流速、坡度以及充滿度之間的水力關(guān)系為基礎(chǔ)考慮因素。

      雖然理論計(jì)算和設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,但在實(shí)際施工過程當(dāng)中,由于管徑的尺寸不是能夠任意變化和選擇的,而且還要考慮與建筑設(shè)施中其他管線的鋪設(shè)路勁之間的沖突,對(duì)于高層建筑而言,這些都不是能夠根據(jù)實(shí)際情況做到很好的改變的。所以高層建筑在施工前,必須考慮到管道最大充滿度與管徑的關(guān)系、流速及其變化與管道的關(guān)系,各管線的內(nèi)徑、管卡及相應(yīng)的配件尺寸,嚴(yán)格地設(shè)計(jì)出給排水管道及其他管道路線的間距,盡量建立最優(yōu)化的模型。

      3.2 給水管網(wǎng)的優(yōu)化方法

      高層建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的給水系統(tǒng),是通過蓄水池→水泵→水箱→減壓閥→用水點(diǎn)的方式進(jìn)行供應(yīng)。此為高層建筑供水較為節(jié)能、節(jié)地、又方便管理的方案。其不僅能解決市政基礎(chǔ)設(shè)施跟不上高層建筑發(fā)展速度所帶來的弊端,防止對(duì)市政的給水管網(wǎng)產(chǎn)生沖擊;而且能滿足《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》當(dāng)中對(duì)于消防的前期貯水量要求。同時(shí)多幢建筑可合用蓄水池,并將水池設(shè)在地下車庫。具有靈活、高效、方便管理及有利銷售的優(yōu)點(diǎn)。且水箱供水是解決高層建筑的給水系統(tǒng)節(jié)能的問題的一項(xiàng)有效途徑。

      當(dāng)沒有自閉閥給水系統(tǒng)時(shí),在給水管頂部設(shè)置一些自閉閥門,雖能達(dá)到水流控制的目的,但是對(duì)氣流的控制卻不能達(dá)到很好的效果。這樣在系統(tǒng)斷水時(shí),就會(huì)產(chǎn)生大量的空氣聚集在給水管內(nèi),當(dāng)系統(tǒng)重新供水時(shí),給水管內(nèi)的氣流就會(huì)被水流排擠到給水管的頂部,從而形成一個(gè)被壓縮了的空氣聚集區(qū)。此時(shí)如果人為地打開自閉閥門的開關(guān)時(shí),給水管內(nèi)的氣流由于具有較強(qiáng)的壓力,就會(huì)瞬間隨著水流噴射出來,最終可能導(dǎo)致人員傷亡或者損壞設(shè)備的嚴(yán)重后果。因此,在日常的設(shè)計(jì)中應(yīng)該增加一些個(gè)體建筑的戶外閥門的控制設(shè)置,同時(shí),還應(yīng)該在設(shè)計(jì)中添加一些立管底部的給水閥門,在必要的時(shí)侯底層人員可以通過直接將給水的總閥關(guān)閉,以減少污染物的排放量,這樣這些問題就會(huì)在一定程度上得到較大的緩解。

      傳統(tǒng)的消防給水方式:水箱水泵聯(lián)合供水,即使在市政停水的狀況下,水箱里的儲(chǔ)水有能夠維持人們?cè)趲讉€(gè)小時(shí)內(nèi)的正常生活所需。但是該方式的缺點(diǎn)就是,水箱造成了水的二次污染。我認(rèn)為可以在傳統(tǒng)給水方式的基礎(chǔ)上增加消毒設(shè)施即可解決此問題:既在水泵出水管上安裝紫外線消毒器,高效殺毒滅菌,又能安全、可靠地提供生活用水水質(zhì)、水量、水壓。生活污水和雨水分流排放,而收集的污廢水,單獨(dú)處理后再排放。在實(shí)際鋪設(shè)的管道過程中,通常將設(shè)備房建設(shè)在不規(guī)則的地段,以及地下室不規(guī)則,不影響地下室使用功能之處,以以保證地下車庫設(shè)施以及使用功能。在方案設(shè)計(jì)時(shí),各管道之間以及管道與墻體之間都要相隔一定的規(guī)范要求距離。為了平衡管內(nèi)氣壓,還需要設(shè)置通氣管使排水系統(tǒng)與大氣相通。

      4 結(jié)語

      隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展,以及研究者們的不懈努力,高層建筑對(duì)給水排水的技術(shù)要求也隨之而越來越高。目前,我國(guó)已在高層建筑的給水排水領(lǐng)域上取得了非??捎^的成績(jī),以后的發(fā)展過程中應(yīng)該更加注重實(shí)用性、可行性、安全性以及其有機(jī)結(jié)合,為打造世界一流的工程提供可靠的技術(shù)支撐和質(zhì)量保障。

      參考文獻(xiàn):

      [1]石鑫留,高層建筑給水排水工程設(shè)計(jì)研究[J],山西建筑,2011,12.

      [2]范敏,郁琥,我國(guó)高層建筑給水排水工程建設(shè)存在的幾個(gè)問題和對(duì)策[J],工程建設(shè)與管理,2011,11.

      [3]楊木興,高層建筑給水排水工程的設(shè)計(jì)探討[J].工程建設(shè)與管理,2010,10.

      (作者單位:齊齊哈爾市佳維建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司祥達(dá)分公司)

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