摘要：近年来，高层及超高层建筑数量与规模日益拓展，与此同时也带来了较多问题，给排水设计问题便是其中一项，人们对其越来越重视。针对超高层建筑给排水设计工作而言，通过何种方式优化目前所应用的设计模式进而实现材料与能耗的最小化是当下急需解决的问题。以某工程为例分析了超高层建筑给排水系统设计，阐述了给排水设计要求，研究了管材的选择和应用。
关键词：超高层建筑；给排水；建筑设计
1超高层建筑的给排水设计基本要求
建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑，超高层建筑功能多样化，对超高层建筑的给排水设计标准提出了若干要求。
1.1给水系统
1.1.1正确选择给水方式是超高层建筑生活给水设计工作的关键内容。在超高层建筑中，对于竖向给水方式，通常所应用的是串联分区供水，由此对这一类型建筑之中不同用水单元的用水需求进行充分满足。
1.1.2给水系统压力可以达到相关要求和标准，将“建筑给水排水设计规范”作为重要依据和参照，有效控制所有分区最低卫生器具配水点位置的静水压力，最大为0.45MPa，与此同时需要达到最不利的水和水压力要求。该类型建筑有相应劣势，其运行管理成本比较高，并且消耗的能量多，按相关条例的要求，需要将减压设施设置于分区内低层部分，严格控制所有用水点位置的供水压力，最大为0.20MPa。
1.2排水系统
超高层建筑生活排水系统主要由排水管、卫生器具、清洗设备、通风管道和抽水设备组成。排水系统需要平稳排水以优化水力条件，使其处于最佳状态；保证建筑的使用安全；满足安装、维修及美观的要求。
2超高层建筑给排水设计前的准备
在建筑设计中，给排水系统占据着至关重要的位置，是一项必不可少的组成部分，相关设计人员对其关注与重视程度不断提高。尤其要注意的是，超高层建筑给排水设计前期准备工作极其重要，在进行设计前须做好，其中应从以下几方面做好充足的准备工作。（1）加强现场采集，采集对象主要有地质条件、地下管网分布及位置等信息。（2）做好地质勘查，现场地质地貌是基础施工的重要影响因素，在施工前须完全掌握现场及周边环境的地质情况，这样才能提高给排水设计的科学及合理性，防止出现设计问题影响施工进度。（3）依照给排水设计准则及用户的使用要求，并掌握供排水系统的相关信息，在此基础上开展设计活动。
3超高层建筑给排水设计
3.1给水系统划分及设计
3.1.1生活用水是建筑物中重要的基础设施，给排水设计规范中严格指出生活供水系统的划分原则，设计者须根据其设计原则进行相关的设计活动，这样才能保证设计的实用性及合理性。
3.1.2根据不同使用功能及区域确定供水系统的分布走向及水压，对于现代建筑物来讲，有单一的办公到酒店、商业等不同功能。由于不同的计费要求和区域的不同功能，它也可能是具有多种功能的建筑物的楼群。供水系统应相互独立，由于用途不同主要包括商服用水、居民用水、行政及特色产业用水几大类别，所以要根据供水系统用途进行严格划分，这样其用水收费标准以及不同的计量标准设计不同类型的供水系统[1]。其次，根据“建筑给水排水设计规范”的要求，有必要明确这些不同供水系统的供水方式。当建筑实际高度在100m以上主要采取竖向给水的设计方式，现代建筑结构及高度各异，所以在给排水设计时必须严格根据建筑物的整体结构和高度选择供水方式，这样才能够更好的为建筑服务。
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3.1.3以某住宅楼为例，该楼有3幢42层的超高层建筑，将其划分为纯住宅式楼层，其中建筑物高度为134m，楼层高度为3.2m。在划分生活供水时，A区为-2-2，由市政供水管网直接供水；B区为3~12层，主要通过恒压变频泵供水；C区为13-22层，也由恒压变频泵组供水；D区为23-32层，也由恒压变频泵组供水。33层及以上则由屋顶生活水箱重力或恒压变频供水。选择这些供水方式的主要原因如下。1）变频供水比屋顶水箱供水方式更合理、更科学。2）相对于用于变频供水的泵组，槽流量和峰值流量之间的差异较小。该泵可在高效区长时间运行，可在一定程度上节约能源。在住宅项目中，如果普通泵组中的住户数量更多，流量将更加均匀。槽流量与峰值流量之间的差异越小，建筑物的供水更便利。3）供水抽水机组承担的住宅楼层数量受供水设备承压能力的限制，卫生设备已在施工供水系统的设计规则中明确规定。给水配镜的最大压力不得超过0.6MPa。超高层建筑中的住宅项目通常没有设备层；也可采用水箱设置在中间设备层，高区的生活供水由设备层水箱加恒压变频泵组供给。4）由于起始楼层超过100m，管道也比较长，压力也比较大。高水箱的供水方式可用于保持恒速水泵在高效区运行，从而保证供水的稳定性和安全性[2]。
3.2超高层建筑排水设计
当位于超高层建筑中的时候，排水系统设计存在较多问题，水汽混合流体排水便是其中十分突出的一种，设计工作最为关键的内容是通过何种方式解决该问题，可以保证排水的通畅。所以，当开展超高层建筑排水设计工作时，须充分考虑管道内部所承受这一类型建筑排水的作用与影响，且还需考虑到水汽混合所产生不良气体的破坏卫生器具密封性的情况，进一步对其进行认真计算，保证计算的精确性，从而严格控制水管流量，确保其处于所允许的范围中，不可超过规定的最大流量。此外，当水流处于下降过程中时，会产生相应冲击力，要减小冲击力，需要及时应用相关对策和手段，可以对相关通气管道设置进行，保证排水管道中气压与空气释放的有效性，使卫生器具的应用时间得以延长，进一步弱化水流冲击力对管道内壁所产生的作用和影响[3]。同时，当处于超高层建筑中时，要避免水流在高速下落过程中损坏排水管道，需要针对室内排水系统采取相关能量消耗措施，可以应用管道偏置这一方法，充分应用苏维托系统和螺旋消声排水系统。此外，还可以在立管转折的地方做好相应处理，包括支墩和支架等，使其可以对水流冲击对管道内壁所产生的影响进行相应承担。
4管材的选择和应用
对工作压力超过1.0MPa的超高层建筑的给水管道，通常不推荐使用塑料管道。应使用具有足够强度的金属管。在高压管道系统中应避免使用塑料管道的热熔接头。由于该部位为整体管道系统的薄弱环节，超高层建筑的水平摇摆比普通高层建筑的水平摇摆大，因此需要采用柔性地震连接的排水管。普通的卡箍连接排水铸铁管将由于二次影响而经常遭受卡箍的脱裂[4]。法兰式柔性抗震界面排水管具有柔性、防震、快速施工的特点。柔性界面在径向振动，轴向振动，轴向拉出和角位移方面具有良好的水密性。考虑到超高层雨水冲击力的下降，雨水管应采用加压金属管制成。虹吸式雨水排水管一般采用HDPE管。PVC-U排水管的强度稍差，特别是用成品胶粘合而成，容易脱落。
结束语：
当开展超高层建筑给排水设计工作时，应将相关实际情况作为重要依据，与建筑的功能及所使用的材料等进行充分结合，首先确保施工的安全可靠性以及节能性等，以此为基础开展给排水设计工作，尽可能使其作用得到最大程度的发挥，进一步促进我国建筑业发展。
参考文献：
[1]张娅.浅析超高层建筑给排水施工要点[J].中国住宅设施,2017(09):100-101.
[2]柴华.关于高层与超高层建筑的给排水优化设计[J].低碳世界,2016(35):187-188.
[3]李素平.超高层建筑给排水及消防技术论谈[J].门窗,2016(03):75-76.
[4]赵和平.超高层建筑给排水设计中存在的问题与对策分析[J].中国新技术新产品,2014(11):159.
论文作者:姜亚波
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/12
标签：高层建筑论文; 给排水论文; 供水系统论文; 排水管论文; 管道论文; 建筑论文; 用水论文; 《防护工程》2019年10期论文;