试论高层建筑给排水工程的设计

　　摘要：为了保护水资源，走可持续发展道路，这已经是全国人民共同关注的问题。由于传统的建筑给排水模式不够健全，这就给建筑中给排水工程的设计带来了更高的要求和挑战。在现代施工建设中，给排水工程只有结合新理论、新技术，才能把给排水工作做的日益完善。针对这一点，本文结合工程实例对高层建筑给排水设计的有关问题进行了探讨。
　　关键词：高层建筑；给排水工程；设计
　　节能减排是节约能源使用、保护环境推动社会经济发展和走可持续发展的重要措施之一。通过节约能源和材料可以帮助我们更快的发展，维护全中华民族的利益。节约能源其中的一项就是节约水，水对于整个地球来说都是十分重要的物质，动物、植物、人类都依赖这水而生存。在我们日常的生活中，一些地区水资源严重缺乏，有的地方甚至都喝不上水，所以节约水已成为人们所关注的问题。本文结合工程案例，对建筑工程的给排水设计做出了简要阐述。
　　1、高层建筑给水方式策划
　　1.1给水方法的确定
　　在建筑施工过程中运用最多的加压供水形式通常包括：高位水箱供水、气压水箱供水、无水箱变频泵供水。建筑行业中设计供水方式，主要就是选择哪一类加压供水形式。设计师一般都会从经济投资、资源消耗、使用效率等方面综合选择符合实际的给水系统。在高层建筑给水中，加压和供水方式则是最为重要的部分，若能够科学设计供水形式及加压方式将会给建筑节能带来很大的方便。
　　1.2给水竖向规划
　　给水分区是高层建筑给水工程的重要环节。这关系到整个给水系统的运行、维护、节能、管理等等方面。给水分区就是指在建筑的垂直方向，合理的规划每个供水区域，保证整个供水系统的正常运行。分区的间距要适当安排，如果距离不当会产生一些不便。当分区间隙过大，下层的给水压力就会增大，给用户的生活带来不便，并且管材容易造成损坏，有时也会产生水污染和水锤噪音等等。当给水的分区间隙过小时，会增大整个供水系统的分区数，给供水系统带来设备、材料、管理等负担，增加整个系统的压力。
　　1.3管道设备的规划
　　对于高层建筑管道设备的布置，应该结合具体的用水量和水压，在进行合理的规划和布置。目前，国内对于高层建筑的管道布置还不够完善，这可能是由于与城市的管网相比，建筑类的管道比较短、比较小，在整个管网的投资和建设的过程都比较的简单，即使进行优化以后，经济效益也并
　　不明显。随着建筑行业的不断发展，其内部结构也在日益完善，建筑内管道的材料在不断改进和要求也在不断地提高。但是由于高层建筑在结构上的特殊性，在其管道性能和安全使用上都要求较高，所以高层建筑的材料方面投资也在逐渐增加。
　　2、高层建筑排水工程设计
　　2.1同层排水
　　同层排水是管道敷设于本层内，选择1个共用的水封管配件取代其它的P弯、S弯，若出现堵塞情况后，则会及时对本层进行清理疏通。这种结构具备的优势在于：维护住宅的私密性，对于卫生洁具的摆放位置能够合理规划，大大降低了噪声音量，为用户营造良好的生活条件。在设计同层排水环节中，应该综合考虑以下方面：首先，管材材质的密封性要好，应当满足抵抗外力冲击的要求；其次，施工安装需合理安排，通常使用热熔对焊。施工操作时应综合考虑技术运用，对材料选择要保证质量。
　　2.2管道排水通气技术
　　运用通气技术的作用在于让排水中气体顺利透出，避免排水系统中形成水封的负压虹吸问题，使得空气循环良好，排水系统正常运行。自通气系统下提出的是通气阀和特制配件单立管排水系统。通气阀构成材料有塑料、橡胶，其作用在于降低伸顶通气意保证排水系统运行。单路进气阀通常设置于室内立管顶部，能防止管道内部气体到达室内；双路通气阀设置于室外立管顶部取代通气帽。特殊配件单立管排水系统在设计上有严格的边走，立管的通水性能得到显著改善，而立管的数量也有所降低。
　　3、工程案例
　　3.1案例状况
　　某工程总占地面积为7.54万m2，这个工程主要是由22栋高层建筑构成，其占地面积约为26.8万m2，高层建筑的地下室占地面积约为3.9万m2。整个楼盘大约可以容纳7474人入住，共有2038户。这个建筑工程由东、西、南三个部分构成，建筑的底层1-2层都被用作商铺。高层的防火分类为Ⅱ级、Ⅲ级。
　　3.2小区给水系统规划
　　3.2.1供水源
　　建筑小区的全部供水都来自本市的自来水公司供应。给水系统都是采用分压给水，自来水厂的给水压力只供1-6层的低层用水，而高层7-23层都是采用给水泵向上传输运送的。根据国家2006提出的《生活饮用水卫生标准》的修订，对建筑给水的水质量提出了更高的要求。由于此高层建筑离市政的给水管比较近，所以要征得供水部门的同意，在用无负压管网增压设备进行输送水，通过负压消除器和流量调节器来调控输送水，保证不影响市政的用水情况。此次规划减少了占地面积和投入资金，保证了居民的正常生活用水，也积极响应了国家节约用水的号召。
　　3.2.2居民用水量计算
　　建筑的东西部大概有1735户居民，平均每户是3.5人，总共约有6073人左右。每户每天用水的设施主要有洗漱用水、食宿用水、洗衣用水、沐浴用水等，按照普通用水Ⅱ类来计算，每天每户的用水为260L/人.d,每天最高用水可达到1578T/D（不包括小区管理，商铺、绿化、景观、设施用水等等）。小区的用水小时系数为2.5.由此，我们可以算出用水最大时的秒流量是45.7L/s。由于1-6层为低层，总共有725户，2538人，这些低层用水都是采用枝状管网供水；而7-23层的高层用户共有1010户，这部分的用户都是采用水泵加压输送，由于小区的结构是狭长型的，所以也采用枝状管网,每日最大小时候的用水量为95.8T/H。建筑的南部总共有433户，总计2086人，每天的最高的用水量为310T/D,和上述的结构一样，也分为高、低压力供水系统。
　　
　　
　　图1小区生活给水系统原理图
　　
　　3.2.3居民用水系统设计秒流量
　　建筑用水中的市政部分，都是运用秒流量qg作为节点流量计算和管道流量计算的，其中管段流量计算要按照该区段的住宅之和来进行统计的。用户生活中的卫生器标准有：大便器、洗漱盆、洗涤盆、热水器、太阳能等设备，每家用户都有一个卫生间，给水量之和是4。每户用户平均每天同时出现最大用水量的概率为：
　　
　　以建筑的东部供水为例，每天卫生器所用的水量大约为2900，每天用户同时出现最大用水量的概率为：
　　
　　故得低区给水干管的设计秒流量：Qg=0.2×U×Ng=22.5L/s
　　3.2.4居民生活用水的水压
　　整个建筑的水压最不利点就是东部的5号楼顶楼，5号楼高16层，顶层的标地面积是42.15米，其供水水压为0.1Mpa。正常输送水的时候，市政管网的压力值为0.28MPa,低层的供水水压为0.26Mpa。整个建筑的楼内住宅面积±0.000米相当于黄海标高4.550米,户外的场地标高为4.2米左右。建筑的给水管埋深度是黄海标高3.35米。整个建筑的所有生活用管，高区、低区的所有计算都可以根据秒流量来计算各个水管的损失和流量情况。
　　3.3小区排水系统规划
　　3.3.1污水系统规划
　　高层建筑的污水排放要根据《污水排放城市下水道水质标准》还有《污水综合排放标准》中所规定的要求进行处理。污水处理是人民所关注的问题之一，只有当城镇有污水处理厂的时候，小区才可以不在设立污水处理设施，要不就会污染环境，也影响了小区内的居民生活。由于小区的污水处理系统是一次性建成的，所以可以直接进行污水的处理和回收，然后将污水排放到城市污水管网中去进行处理。所以，不用在建设化粪池。居民的用水和排水要根据自己定额的90%，为234L/人•d,每天的用水系数要和小时系数向符合，为2.5。居民每天的生活用水量要规范，根据最大的流量来确立。
　　市政污水处理要定期的对污水进行检查和处理，由于整个小区的污水量比较大，所以在污水井的设立也要合理安排，设立5个相对独立的排水系统。每个污水排水系统要根据每天的污水排放量来进行计算，及时的处理污水。据统计，最大的污水管道可以处理1680人的生活用水，其秒流量为10.4L/s。
　　当管道正常排放达到高峰期的时候，要求最低的流速也应该是0.6m/s,以确保管道由于一些杂物而堵塞。在管道的开始区域，如果流量小于2L/s时的时候，就按照2L/s来进行计算。为了最大限度的减少排污水的堵塞情况，又减少财务的支出，在排污水的管道选取上一般都选用较小的管道直径。
　　3.3.2雨水系统
　　雨水管渠设计流量：Q=ΨqF
　　Ψ的值通过表1确定。
　　表1
　　汇雨地面种类地面面积采用Ψ值
　　屋面2.730.9
　　沥青道路、人行道1.450.9
　　绿地2.770.15
　　景观路面(含植草砖)1.620.4
　　非铺砌路面0.660.3
　　合计9.23加权平均Ψ值0.55
　　
　　设计重现期选1年,暴雨强度公式按本市暴雨强度公式计算确定。
　　
　　与污水管道一样,雨水系统也根据市政雨水管道预留支管的位置分为5根雨水干管。以西部北侧雨水干管排入市政管渠前的管段为例,汇雨面积1.88万m2,暴雨强度q为195L/s•万m2,计算流量202L/s。选用管径DN500,坡度2.5‰。
　　4、结语
　　综上所述，简要说明了高层建筑给排水工程的设计和规划。为了满足居民的正常生活和一个良好的生活环境，小区的生活给排水要合理正常的运行，保证在排污的过程中，各个排水系统都可以正常输送；给水过程中各个给水系统必须安全可靠，才能确保人们正常的生活。在给排水系统选取材料的时候，材料的选取也对整个排水系统至关重要。
　　参考文献：
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　　[2]谷志利，李翠娟.谈住宅给排水设计[J].山西建筑，2007，33(23)174-175.
　　[3]姜湘山.实用建筑小区管道系统设计[M].机械工业出版社,2007.
　　[4]胡斌东.关于高层建筑给排水设计的思考[J].甘肃科技，2008(11).

《试论高层建筑给排水工程的设计》

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