某民用高层建筑给排水设计方案比选

【摘 要】：当代社会,民用建筑数量及高度不断增加,带给设计者更大的困难,如给水与消防给水的压力分区、加压方式和系统形式,排水体制等方面都有其特点.本文结合具体工程实例,就该高层建筑给水排水工程设计方案进行对比选择,为我国民用高层建筑给排水工程设计者提供参考.

【关 键 词】：民用建筑；给排水设计；方案

1.系统简介及工程概况

1.1系统简介

在给排水设计当中,分为给水系统、排水系统和消防系统.排水系统由生活污废水系统和雨水排水系统组成；消防系统分为消火栓系统、自动喷水灭火系统等.该建筑的自动喷水灭火系统设在地下一层和地上一、二层的商业网点.

1.2工程概况

该工程总高度为97.6m,地下1层；地上32层,一、二层为商业网点,二层无卫生间,每间商业网点建筑面积均小于300,三层及以上为住宅,本工程为一类高层居住建筑.

2.生活给水系统设计

2.1基本参数

市政给水管网位于建筑北部,常年水压不小于0.2MPa.

2.2给水系统选择

由于市政给水管网提供的水压仅能满足地下一层及商业网点用水水压要求,因此采取分区供水的方式对建筑供水,与其他供水方式相比,分区供水既减少能耗,降低压力浪费,同时避免个别区域噪声污染.在高层建筑给水系统竖向分区当中,应遵循节能、节水、经济的原则,参考其他已竣工的优秀工程实例,并设计多个方案比较,使选取的分区供水方式节省能源、经济环保.通过诸方案的比较,将本建筑住宅部分给水设计为3个区,供水方式均为下行上给式.3～11层为低区,12～22层为中区,23～32层为高区.

将地面以上的3个区的竖向供水方式制定了两种方案,即高位水箱结合减压阀供水方式和无水箱并列供水方式.

方案1：由于该建筑为高层居住建筑,无法在各区设置水箱独立供水,只能在顶层设置高位水箱向下供水.水泵房设置2台大功率水泵,1用1备,为高位水箱供水.根据规范,各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa,且分区内低层部分设减压设施保证各用水点处供水压力不大于0.2MPa,卫生器具配水所以应在各分区设立总减压阀,并通过计算,在各区压力超过规定的入户端设分户减压阀.给水方案1系统如图1所示.方案2：按照分区高低不同分别设置并列3组给水立管,每个分区由2台变频水泵直接独立供水,无需水箱储水或减压,根据规范,计算各分区入户端水压,在超压处设分户减压阀,同方案1.方案2系统如图2所示.

方案1与方案2的对比如表1所示.

从建筑安全和节能节水角度分析,方案2更适合高层建筑给水系统分区.

3.排水系统设计

3.1高层排水系统特点

由于高层建筑排水较频繁,排水瞬时流量较大,在管道横向转弯处容易产生堆积堵塞,一旦处理不当,对整个高层排水系统和人们正常生活将产生不利影响.

3.2排水系统选择

该高层排水主要从污水、废水入手制定系统方案.对于污废水系统,笔者制定了两种方案：方案1

污废分流排水系统,卫生间设两根排水立管和一根公用通气管,厨房设一根排水立管；方案2,污废合流排水系统,卫生间设一根排水立管和一根专用通气管,厨房设一根排水立管.方案1、方案2排水系统如图3、图4所示.

比较两种排水系统,方案1将大便器排水和其他卫生器具排水分开排放,方便了不同污物分离和集中处理,而且有效调节了室内环境,保证了居室卫生条件良好的要求.由于一般卫生间面积较小,设立3根立管严重占用了卫生间的有效空间,不利于绿色建筑的节能节材节地.方案2在有效利用空间和合理布置管道方面结合良好,而且排水瞬时流量大,水力条件良好,不容易产生管道淤积,对低层管道的冲击比较剧烈.同时,卫生器具水封容易被破坏,造成室内环境严重污染,影响正常生活.专用通气管的使用有效的解决了这个问题,使排水管气体由通气管排出室外,不会造成水封破坏.

通过比较两种方案的优缺点,方案2比方案1在建筑绿色节能等方面更有优势.选择方案2污废合流设计为该高层建筑的排水系统,结合通气立管的合理连接和底部管段的有效抗压设施,使污废合流排水系统更优化.

4.消防系统设计

4.1基本参数

本工程属于一类高层民用建筑,根据规范要求,室外消防用水量15L/s,室内消防用水量20L/s,火灾延续时间为2h,自动喷水灭火系统按照中危险I级,采用湿式枝状供水系统.

4.2消防系统

建筑高度较高,一旦发生火灾,火势猛烈,向高处蔓延迅速.消防系统的选择是重中之重.

4.2.1自动喷水灭火系统和灭火器系统

高层消防系统分为消火栓系统、自动喷水灭火系统.该高层建筑内,自动喷水灭火系统布设在地下车库、一层和二层商业网点.以上系统变化比较单一,通过计算即可合理布置管线和分配消防给水流量,在此不做详细介绍.

4.2.2消火栓系统的选择

该工程消防给水系统共分两个区：17层及以下为低区,18层及以上为高区.由本建筑两侧引入两条进水管,进水管与地下室环状管网连接,并在室内形成环状.目前,工程上高低两区消防给水方案基本有两种：方案1,每个分区各设一套消火栓加压泵（并列型）；方案2,每个分区各设一套消火栓加压泵（串联型）.方案1、方案2消火栓供水系统如图5、图6所示.

从消防安全与节能等方面比较两种方案,方案1从供水角度分析,优缺点见表1中方案2.除此之外,每个分区相互独立,极大提高了消防安全性.方案2的水泵扬程低,功率小,可以减少电力等能源的消耗,管线较方案1短,使用一般管线就可以满足压力要求,最大限度地节省了建材.但是串联方式将两个分区供水系统相联系,一旦某个分区供水系统出现问题,另一个分区不能正常供水,可能会造成严重的后果.本高层建筑不设避难层,为了建筑空间有效利用,无法在中间层设高位水箱和水泵间,不能满足方案2的配置条件.在高层建筑消防系统应用中,方案1以供水安全性好,管理方便等特点受到设计师广泛的青睐.在满足供水安全的前提下,可以从消火栓的合理布置、优化管线敷设等方面考虑节能等问题.该高层建筑选择方案1（并列型）作为消火栓系统供水方式.

5.结论

1）高层建筑生活给水系统建议采用不设水箱并列供水方式,排水系统建议采用污废水合流排水方式,消火栓系统建议采用并列型供水方式.

2）在高层建筑给排水系统设计中,以相关规范为前提,以《绿色建筑评价标准》为指导思想,将绿色环保节能与建筑内部设计相结合.这是未来建筑业的发展方向.