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摘要：近年来，在经济快速发展及新材料和新技术持续应用的刺激下，全国不同地区高层建筑接连涌现，很多高层建筑以其独特的造型成为当地代表性建筑。而伴随建筑高度不断增加，对建筑给排水设计提出了更高的要求，并且设计本身也出现很多难点，需要注意的问题随之增多。因此，有必要对高层建筑给排水设计要点进行总结和分析，从而为解决实际问题提供参考和依据。
关键词：高层建筑；给排水；设计
引言
随着我国城镇化建设的加快，城乡人口聚集的增多，城镇高层建筑的规划也都在普及。同时，对于这些高层建筑给排水系统的要求也变得越来越高。优化高层建筑给排水系统设计，是当下给排水科学与工程专业的一项重要内容。
1 高层建筑给排水系统的特点
高层建筑的排水系统和低层建筑相差不大，但是由于楼层较多，在系统设计层面与低层建筑相比比较困难。所以在高层建筑的给排水设计时要优先考虑这些问题，在符合规范要求下，尽量做到节能减排，方便合理。（1）高层建筑尤其是民用建筑，居住人员较多，人群密度大。若给排水系统发生故障，则受到影响的人数众多。所以，在高层建筑的给排水的设计中，不仅要求系统能够正常运行，而且要求采用分区设计，使各个分区的给排水系统独立运行。若是一个系统出现问题，不至于影响整个建筑区域的使用，在给排水设计中还应该能使关键的设备便于维修更换。（2）高层建筑的楼层较高，管道内的水压和流量也较大，在系统运行中产生的噪音和震动也较大。在给排水设计中，不仅要合理规划系统管网的分配和走向，对于给水管和排水管的材料，还要根据不同环境下有不同的考虑。由于高层建筑排水量较大，在排水管道设计中要采用机制柔性接口铸铁管，在接头和弯道处也应该采用软性连接。（3）高层建筑中卫生器具多，排水量大，并且排水立管连接的横支管多等特点。
2高层建筑给水系统的设计分析
高层建筑给水主要有两种模式：并联式和串联式。目前有很多超高层建筑使用串联式给水，在避难层设置中间水箱，有效减少立管数量，降低泵机压力，确保系统的稳定性。设计时，为将系统压力控制在合理限度内，需采用减压阀。而减压阀在实际工作中有失效的可能，如果减压阀失效，则会造成串压，影响管配件正常运行。因此，必须合理设置分区高度。而从并联式供水的角度讲，其设备主要设置在地下室，一般不需要大的站房，同时各分区相互独立，设备集中布置，便于维护管理。但这种模式需要布置较多立管，泵机压力相对较大，必须进行整体分析。
在供水方式上，变频供水与重力供水始终是建筑供水领域的研究热点，迄今为止还没有资料能够证明二者哪一个更加节能。事实上，这两种供水方式分别适用于不同的建筑，以办公楼为例，因为其用水具有很强的阶段性，所以宜采用变频供水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆规范要求超高层建筑必须按15层的间隔设置避难层，平时用作设备层，可从第一层开始隔层布置转输水箱，相邻两个避难层之间的普通楼层视为一个整体，由变频泵实现供水，然后在这个整体的基础上借助减压阀进行细分，形成两个分区，选择液压控制泵为二转输水泵，此时仅需在第一和第三避难层中设置水箱，无需占用使用空间去设置机房。办公楼实际用水量偏小，选择加压水泵时可采用同流量分配，即为100%流量-50%流量-100%流量。其中，将最后一个作为系统备用，实际出水量能与用水量保持吻合，并在转输水泵方面改用工频泵，确保所有水泵安全运行，实现预期的节能目标，同时节省空间占用，避免不必要的污染。
而对酒店高层建筑而言，因其对供水压力提出了更高的要求，必须保持稳定，所以一般采用重力供水。但重力供水容易造成二次污染，针对这一问题，酒店高层建筑往往通过加强物业管理来解决，或设置两个水箱，定期进行冲洗，保证不间断供水，使储水得以更新，防止二次污染。另外，酒店高层建筑用水有很大的变化，若采用变频方式难以和用水需求吻合，所以水泵大部分时间不在高效区运转，造成浪费。由此可见，酒店高层建筑采用重力供水是可行的。
3排水系统设计要点
3.1排水系统安全性设计要点
高层建筑排水设计的关键在于消除由高度引起的重力势能，因为水流自200-300m的高处落下，会产生极大的势能，破坏管系。而解决这一问题的突破口是分析水流状态。在排水立管当中，水流中有空气，是不均匀的，在下落过程中流量不稳定，且满流与不满流相互交替。当立管当中的水流处于柱塞流状态，且气流不会对水塞造成破坏时，会形成冲击流，前端为正压，比大气压强大，后端为负压，比大气压强小，伴随水塞不断下落，管内气压变化，产生喷溅或者是抽吸，影响水封层，致使排水系统无法正常工作[2]。
为了确保排水管系的可靠性与安全性，并使设计做到经济合理，第一步应防止柱塞流的产生，使水流保持在理想状态，即等速水膜流，此时要通过水力计算，根据计算结果对立管负荷极限进行控制，使其在等速水膜流状态下达到终限流速时的流量。除此之外，还应采用有效的消能措施，减慢水流速度，防止管系受到水流冲击。通过试验得知，在立管上按一定间距布置“乙”字形弯能减慢近50%的水流速度，在实际工程中通常从顶层开始按照6层的间隔设置立管消能装置；另外一个能确保管系安全的方法是通过对通气立管的布置实现与大气相通，以此释放正压为负压提供补给，促使管内气压和大气压力相通，使空气能在立管中流通，并有效排除管内有毒有害气体，避免水封遭到破坏。实践表明，通过对通气立管的合理设置能提高近一倍排水性能。上述方法能在设计中有效消除由高度产生的水流势能，从而提高系统的安全性与稳定性。
3.2防止堵塞渗漏的技术措施
首先，需要确定管内充满的最小流速的流速，避免淤泥上升，然后在土建施工中取水磨石地面，并设置临时排水管。处理措施；最后，在安装排水管道之前，需要清理，拆除管道中的杂物，安装时应严格安装施工。
3.3满足高层污水排放需求
在进行高层建筑排水设计的时候，设计人员一定要确保设计出的排水管道可以满足高层建筑污水排放的要求，保证污水能够顺利排放到相应的位置。另外，还要在设计中运用水循环系统，以便可以使建筑污水得到循环再利用，这样可以节省水资源。在具体的排水设计中，设计人员要严格按照建筑排水需求，设计出合适的排水方法，要设计好排水管的铺装方式以及排水的走向。
结束语
总之，给排水系统作为高层建筑设计中的重要内容，其设计的优劣直接影响整个建筑的质量。由于给排水系统和人们的生活密不可分，给排水系统的正常运行，是保证人们生活用水的关键，所以在进行给排水设计时，要坚持“以人为本”的理念，从人们的实际角度出发，设计出实用、经济、安全的给排水系统。在施工中，施工人员要严格按照设计图纸、施工步骤进行施工，做好每一个细节的处理工作，这样才能从根本上保证建筑给排水系统的质量。
参考文献
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[2]李鹏飞.超高层建筑给排水系统设计的思考——以贵阳某大型综合体给排水设计为例[J].江西建材,2016(21):31+34.
[3]黄艳珊.高层民用建筑的消防给排水设计研究[J].建材与装饰,2015(52):74-75.
[4]平金同.高层建筑给排水设计的要点研究[J].居业,2015(22):55+57.
[5]王正华.高层建筑给排水设计要点探究[J].四川水泥,2015(01):291.
论文作者:杨文杰,袁玺
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/30
标签：高层建筑论文; 给排水论文; 系统论文; 水流论文; 建筑论文; 重力论文; 排水管论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;