摘要：在高层建筑的设计中，给排水系统是十分关键的一个部分，本文结合对我国比较典型的超高层建筑给排水系统的调查结合自身的实践经验，分析了这些建筑的设计方案和特点进行。
关键词：高层建筑；给排水系统；优化设计
随着城镇化进程的逐步推进，不少城市均规划了地标性的高层建筑，为建筑给排水设计人员提出了新的挑战。目前在高层建筑的设计中，需要重点关注的问题包括如何引入自动化控制技术增强给排水系统的智能化等[1-2]。结合我国比较典型的超高层建筑给排水系统的调查结合自身的实践经验，对这些建筑的设计方案和特点进行分析，为同行设计提供借鉴。
1．高层建筑给排水系统
在我国建筑行业的标准中，净高高于100m的建筑即可称为超高层建筑。高层建筑往往是各类功能的综合体，通常建筑内部含有写字楼办公、宾馆住宿、商场饭店、娱乐休闲场所等。对此类建筑给排水系统进行设计，需要兼顾各类方面。总结出特点如下[3-4]：
（1）在高层建筑中住户多，有较大的排水量，以及较长的各类管道，容易导致在管道中存在着难以预测的压力。在给排水系统的设计中，在保证供水可靠性和排水顺畅性的前提下，应充分重视排水系统能力的提升，并尽量使管道压力保持稳定，使管道水封维持一定的可靠度。因此其排水系统建议引入通气管，并使用单立管模式。在管道材质的选择上应注重材料的机械强度，并选择柔性接口。在进行设计时应避免动力设备产生过多的扰民噪声以及震动等。
（2）在高层建筑中其静水所导致的压力往往远高于普通建筑，在设计中假若如普通建筑一样进以单区进行水供给，会对用户的使用造成影响，也会对管道和配件等装置造成较大的压力，减少其使用寿命。所以在具体供水方式的选择上，应该精确计算，并合理设置分区，从而减少系统水压，使系统维持正常的可靠性和使用寿命。
2．高层建筑给排水系统优化分析
（1）给水系统设计分析
高层建筑的给水模式可以分为两大系列：并联系列与串联系列，而在具体设备的选择上同样可以分为两个类别，水箱与水泵。分析具体如下：
1）串并组合方式的供水分析。高层建筑依据设计标准，均设置有避难层，可将高位水箱装置设置在这些部位。目前不少高度大于400米的建筑往往选取的是基于串联方式的给水模式。这种方式显著降低了竖向立管的使用量，节约机房面积，同时降低水泵等设备所承受的压力，整个体系的可靠性明显提升，节约了投资。设计时尤其应注意将系统有效压力的区间控制在可接受的程度，所以减压阀是不能缺少的。应考虑减压阀失效的问题，因为一旦发生失效，很容易引起串压，对管配件运行造成较大的影响，需为每一个分区设置合适的高度。
对于并联方式的给水模式，其给水泵设备往往安排在楼宇的地下室等处。对建筑面积的占用影响很小，每一个分区都可以彼此独立，加上并联的设备布置地点往往集中，因此给设备的维护和管理提供了很多便捷。而需要注意的是并联的方式其立管数量较多，因此系统的高压泵承受着较大的压力，应对其进行综合考虑。结合楼宇中的避难层安排，为并联系统增设转输水泵。综上所述，串并联结合的方式是推荐的一种方式。
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2）高位水箱与变频泵。通过高位水箱进行供水的给水装置是把住户所需的用水储存于高位水箱，然后结合水量需求将其分配至每一个用水处。而基于变频水泵的给水方式中是在整个系统里结合其具体功能将其分成转输水泵与给水变频泵，前者的功能是供给高位水箱，后者则供给各用水点。其中在串联供水的方式下必须设置转输水泵。对于高层建筑而言，应着重考虑其安全性，建议应着重控制减压阀的数量。
3）减压装置的设计。高层建筑的给排水系统中，须设置必要的减压阀。减压阀的作用虽不容忽视，但其本质上属于机械设备，因此有着一定的故障率。在实际条件允许的前提下，建议应在整体上控制减压阀的数量，例如可以通过在某些楼层中部署水箱、水泵的方式等，尽量降低减压阀的数量。
3．排水系统设计分析
（1）单立管排水模式分析
单立管排水模式的往往用于某些洗手间面积受限的情况，例如居民住宅和宾馆等，以及一些对噪声非常敏感的环境。高层建筑往往高度很高，而每一层的建筑面积有限，优先选择单立管排水的模式。一方面满足排水能力，另一方面降低水流噪声。
在污废水的设计中将楼宇的污水与废水通过合流的方法进行排放，所有住户产生的污水与废水通过集中的化粪池之后，排入市政污水网设施之中。来自地面以下的废水则设置专用泵将其排入污水管网。在设计中还应考虑住户洗手间和厨房的废水立管是否分设。根据住宅规范标准，这两类管道应该分别设计。一般可以在住户底部的管道设计中增加独立的排水管，同时设置伸顶通气装置。还可以在楼宇底部厨房所用的的排水管上布置止回阀，并将支管的位置设计到厨柜之内，方便检修。
（2）水管压力分析
排水管和雨水管有明显差异，前者属于非满特征，后者则为满管流。考虑到排水管和雨水管均非压力系统，所以在对其承压能力进行计算时，无法结合管高来计算其实际压力等级。一般采用抗压能力很强的管材，如加厚钢管，衬塑钢管等。考虑节能理念，充分利用水压，在建筑的地下层至地上六层均选择市政供水，七层及以上则引入变频器实现供水。并将整个供水系统进行分区，七至十九层引入的供水方式是低区变频器，二十至二十八层则选用了高区变频器。
结束语
在高层建筑的设计中，给排水系统是十分关键的一个部分。给排水模块的设计质量，与建筑住户的体验及生活密切相关，因此这方面的设计尤为重要。建筑工程设计人员应充分遵循高层建筑的设计规范，通过借鉴成功的工程经验，积极引入有利于安全性、可靠性的新技术，提升我国建筑行业的整体技术。
参考文献：
[1] 邓宏毅.建筑设施给排水设计施工的探讨[J].科技创新导报，2012，31（21）：21-23.
[2] 郑从点.浅谈给排水设计与施工中问题的处理[J].建材与装饰，2011，21（7）：207-210.
[3] 晏钢，周巧玲.试论高层民用建筑工程给排水设计施工中存在的缺陷和问题[J].广东科技，2009，20（22）：74-78.
[4] 蓝岳.浅论建筑给排水设计施工中的几个常见问题及处理办法[J].建材与装饰，2011，22（4）：43-46.
论文作者:秦凤宝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签：高层建筑论文; 给排水论文; 系统论文; 减压阀论文; 建筑论文; 方式论文; 水箱论文; 《基层建设》2018年第9期论文;