高层建筑给排水设计管理的实例

摘 要：当前,城市化进程十分迅速,随之而来的就是建筑行业的快速发展,为了满足城市人口的住房需求,高层建筑得到越来越广泛的应用,然而,高层建筑的特点也给建筑给排水设计带来新的考验.

关 键 词：高层建筑；给排水；设计管理；工程实例

1工程概况

在本文的研究中,选择某一高层建筑作为给排水设计实例进行分析.该高层建筑属于综合性建筑,总高度为90m,地下两层分别为设备用房和车库,地上共30层,建筑的1层到5层是办公楼,建筑的6层到30层是酒店住房,其中,第6层和第20层是设备层,本文主要介绍高层建筑的生活给水系统、消防给水系统和排水系统的设计,并结合实例进行说明.

2高层建筑的生活给水系统

通常情况下,高层建筑都配备裙房,从节能的角度来看,应该最大限度的利用室外给水管网的压力.可以将地下室、裙房和地上五层统一划分为高层建筑的低区,使用常规的给水系统即可满足低区的供水需求,设计时,将用水量较大的设置在低区,比如酒店厨房、洗衣间等,这样能够避免能源的浪费,并降低给水系统的运行成本.此外,还要考虑高层建筑用水设备的承压能力,借此划分高层建筑给水分区,居住性建筑的供水压力控制在0.3MPa左右,功能性建筑的供水压力控制在0.4MPa左右,以便选择用水设备、管道材料等的特性参数,制定设计和施工方案[1].

如果建筑高度超过50m,可以根据实际情况选择相应的给水系统,常用的给水系统有气压罐供水系统、并联分区给水系统、串联分区给水系统和一次提升分区减压系统等.采用一次提升分区减压系统,需要设置减压阀以满足系统的压力需求,该系统结构紧凑、容易管理、可靠性较高,但是,建筑顶层的水箱存水量比较大,建筑的结构荷载增加；使用全自动恒压变量给水设备,该设备不用设置屋顶水箱、压力工况稳定、节能效果显著,具有一定的发展潜力,然而,经济成本相对较高.

在该高层建筑的设计中,根据不同功能分区的用水定额规定,可以确定每天最大用水量为532.4m3,小时最大用水量为62m3,使用水泵加水箱的供水方式,设置高位水箱,水泵等设备集中于地下设备用房.建筑共分为三个给水分区,即低区（地下2层到地上5层）,使用室外管网供水,低区给水系统原理如图1所示；中区（7层到19层）,由水泵向20层的水箱供水,再通过水箱给中区供水,供水方式为上行下給；高区（21层到30层）,由水泵向屋顶水箱供水,再通过水箱给高区供水,也采用上行下给的供水方式.高区水箱容积为6.4m3,中区水箱容积为5.4m3,设置两台水泵,一用一备.

3高层建筑的排水系统

设计高层建筑的排水系统时,主要参考建筑的卫生要求,确保排水系统的通畅和水封完好,通常配备专用的通气系统,让底层排水直接排出,避免建筑底层的卫生设备出现冒水问题.如果高层建筑的专用通气系统比较大,需要设置多根排水通气管时,应该在高层建筑的顶层设置一根水平通气管,汇合竖直排水通气管的气体.高层建筑都会设置地下室,其污水不能通过自流的方式排出室外,需要设置一个集水池,让污水流入到集水池中,再使用污水泵将集水池中的污水排到室外检查井中,应用自动控制技术,让污水泵能够根据集水池的污水水位进行自动调节,降低污水泵的能耗[2].目前,传统的铸铁排水管已经逐渐被淘汰,取而代之的是硬聚乙烯塑料管,这种材质的管道具有防结露、耐腐蚀、不燃烧、抗老化、易安装、材质轻等特点,具有良好的应用前景.

该高层建筑将生活废水和生活污水分开处理,采用三立管的排水系统方案,以降低气压波动的幅度,提高建筑排水系统可靠性,满足安全卫生需求[3].高层建筑的6层到30层是酒店住房,顶层设置水平通气管,让排水通气管的气体沿水平方向排出,然后,在高层建筑的第6层设置水平集水管,让排水通气管的污水汇流到集水管中,最后,经过低区排水管道排到室外市政管道中.在地下室设置排水管,并配置一个集水池,让地下室的污水通过排水管自行流入到集水池中,在污水泵的作用下,排到市政管道中,污水泵一用一备,采用自动控制技术,水位控制方式如图2所示.

4高层建筑的消防给水系统

高层建筑消防给水系统设计必须符合《高层民用建筑防火设计规范》的相关规定,设计过程中,可以按照高层建筑的用途和功能来确定消防用水量,以满足消防给水系统的用水需求.消防给水系统的水箱至少要储存10min的消防用水量,受限于屋顶水箱的静水压力,可以设置气压罐和稳压泵来提高水压,通常情况下,以全自动恒压变量给水设备为首选,其占地面积小、结构紧凑,同时,设备可靠性比较高.高层建筑的消防给水系统分为两个部分,一部分是自动喷水灭火系统,一部分是消火栓给水系统,设置止回阀,以保证两个系统互不干扰[4].

自动喷水灭火系统的灭火效果非常好,在每个房间配备洒水喷头,常用的是湿式灭火系统,呈枝状分布形式,结构简单,经济成本低,当温度高出环境温度30℃时,洒水喷头自动开启[5].高层建筑消防用水的需要的水压和水量会超过室外给水系统的能力范围,这就应该设置消防水池,其储水量应该最少满足两个小时的消防用水需求,消防水池设置在地下室中,并储备室外消防用水.

该高层建筑的消防系统中,地上部分是中危险级I级,地下部分是中危险级Ⅱ级,采用湿式灭火系统,给水泵提供循环压力,设置减压阀以维持压力的稳定,末端给水设备安装试压装置.整个高层建筑分为五个自动喷水区,防火分区配备相应的水流指示器.

消火栓给水系统也是必不可少的一部分,常将消火栓设置在楼梯休息平台,高层建筑宜配备室内消火栓系统,如果条件不允许,可以设置消防竖管,并配置室内消火栓,保证立管的管径在DN65以上,采用暗装的方式,将消火栓箱布置在梁的周围,室内消火栓设置如图3所示.消火栓安装的安装高度应该以成年人可以使用的高度为准.

按照规定,室内消火栓系统的用水量为40L/s,室外消火栓系统依靠市政消火栓系统提供消防用水[6].高层建筑内部采用分区减压给水方式,消火栓系统按照静水压力的要求,分为高区和低区.高区（7层到30层）,火灾发生时,使用高区水箱提供10min的消防用水量,稳压供水,然后,再用消防水泵保证用水量；低区（地下2层到地上6层）,火灾初期,使用高区水箱提供10min的消防用水量,减压供水,再用消防水泵供水,但必须经过减压阀,以降低直接供水的压力,本工程的消火栓给水系统如图4所示.

整个消防给水系统共使用两台消防水泵,两台喷淋泵,一用一备,以保证火灾发生时,消防给水系统能够正常工作.经过计算,高层建筑的消防水池的容积为530m3,屋顶消防水箱的容积为20m3.

5结语

本文对高层建筑的给水排水系统设计进行了详细的介绍,综合考虑建筑整体结构、用水设备的安全问题、排水系统的卫生问题和给排水系统节能等方面的因素,并结合实例进行分析,希望能为高层建筑的给排水设计提供一定的参考.