浅析高层建筑工程给排水系统

浅析高层建筑工程给排水系统

练志铭

（广东省阳江市，529500）

摘要：文章结合阳江市某高层建筑给排水设计实例，详细地探讨了高层建筑工程给排水系统，并分别探析其优缺点。

关键词：高层建筑；给排水系统；自然循环；机械循环方式

随着科学技术的发展,生产工艺的不断改进和提高,给排水工程日趋向大系统、高参数的方向迅猛发展,因此,对给排水工程的设计、施工、维修和运行管理的要求也就越来越高。下面，结合某高层建筑给排水设计实例，详细地探讨了建筑工程给排水设计中可采用的设计方式，分别探析其优缺点，同时结合工程实例来加以进一步探析，有效地指导工程实践应用情况，为同类工程提供参考。

1．工程概况

阳江市某16层大厦，地下为二层，总建筑高度为79.05m，总建筑面积为25294.5m2。其中地下二层设有水池、泵房等设备用房，地下一层为洗浴中心，一、二层为餐厅、宴会厅，三、四层为办公用房，五~十六层为客房。城市给排水管管道现状：市政给排水管道位于大厦的南侧和西侧，给水管管径DN200，用水高峰时可供水压为0.3MPa。市政下水道管径DN600，埋深2m。

2．给水方式的比较和选择

给水方式包括直接给水方式，设水箱的给水方式，设水泵的给水方式，设水箱水泵的给水方式，气压给水方式，分区给水方式等等。

结合本建筑物的高度（79.05m）确定本建筑采用竖向分区供水。因此本建筑拟采用分区加压供水，当高层建筑竖向分压之后，最重要的问题就是采取何种加压方式，从而确定经济合理、技术先进、供水安全可靠的给水系统。由于当建筑物的高度很大时，如果给水只采用一个区供水，则下层的给水压力过大，会产生水锤，由于压力波动会使管道产生震动和噪音，甚至会引起管道松动漏水，损坏水嘴、阀门等配件，缩短其使用年限，且不经济容易浪费。

为了消除或减小上述弊端，高层建筑的高度达到一定程度时，就需要对其给水系统进行竖向分区。竖向分区的高度一般以给水系统中最低卫生洁具处最大静水压力值为依据。关于这个压力值，目前国内外尚无统一规定，应根据使用要求、管材质量、卫生洁具零件水压性能、维修管理条件，综合高层建筑层数合理安排。住宅、旅馆、医院一般为300~350kpa,办公楼一般为350~450kpa。本建筑高度为79.05米，需竖向分区。

2.1减压阀供水方式

低区为-2至4层，由市政管网直接供水；中区为5至9层，由高位水箱减压阀供水；高区为10至16层，由高位水箱直接供水。高位水箱给水方式是运用较为普遍的一种给水方式。它主要由贮水池,加压水泵，配水管网和高位水箱组成。由于建筑高度有79.05米，超过静压分区的要求，考虑到冷热水的压力平衡，经过计算在第九层与第十层的立管上设比例式减压阀，减压比为3:1；该给水方式将高、中两区的用水量全部由设在低层(地下室)的水泵提升至屋顶水箱，高区由屋顶水箱直接供水，中区设减压阀减压后再分送至中区各用水点，低区由市政管网直接供水。该给水方式水泵数量最少，设置费用低，管理维护简单，水泵房面积小；但该方式水泵运行费用高，供水可靠。但该方式水泵数量减少而且设备费用少，管理维护简单，泵房面小。不设置减压水箱,不占用楼层面积,经济效益好。水池、水箱贮备一定流量，停水停电时上层可延时供水，供水性可靠，且水箱具有稳压功能。水箱设在顶层对建筑结构要求高，水箱可能会导致二次污染。水泵动力费用高，下区供水压力损耗较大，能源消耗大；减压阀的质量问题。且由于本建筑物水箱只能位于建筑物内，还需要单设增压设备。

2.2变频泵供水方式

低区为-2至4层，由市政管网直接供水；中区为5至11层，由变频调速泵1供水；高区为12至16层，由变频调速泵2供水。主要有贮水池，变频调速设备，配水管网等组成。变频调速设备能使水泵始终处于高效段运行，节省电能。各区独立的给水系统，互不影响,供水安全可靠；水泵集中布置便于管理维护；运行动力费用经济；无水箱,可以减少二次污染现象，便于结构的设计。但其缺点就是没有水箱的存贮水量，供水可靠性降低，而且稳压方面不如方案一。水泵型号、数量较多，投资较高，对电源要求高，且需要一套价格较贵的变频调速控制装置。综合考虑本建筑的用水点及其安全性的要求等因素，选择方案二，即-2至4层，由市政管网直接供水；5至11层由变频泵1供水，采用下行上给方式；12至16层由变频泵2供水，采用上行下给方式。

3．热水系统选择

由于冷水系统分区已定，因此热水系统分区为-1层为低区，由市政管网供给；5-11层为中区，由生活水泵1供水；12-16层为高区，由生活水泵2供水。热水系统的分类按配水干管的位置不同可分为上行下给和下行上给两种供水方式；按回水管网设置的方式不同可分为全循环，半循环无循环热水供水方式；按循环动力不同可分为自然循环和机械循环方式等等。现在就选两种比较合适的方案做以下方案比较：

3.1高低区分设水加热器

该系统简单耗用管材少，水头损失较小，有利于热水的自然循环，可保证各配水点的水温要求。与冷水系统分区相同，水压稳定，温度恒定。但其缺点是供水干管设在吊顶内，可能因漏水影响美观甚至损坏吊顶。

3.2高低区共用水加热器

地下一层的热水循环不变，中区与低区共用一个水加热器。通过减压阀均设在支管上，可有助于不影响立管和干管的循环。与方案一相比不需要另外采取措施就能保证循环系统正常工作。但低区每个支管均需设减压阀，减压阀数量多，要求质量可靠。通过综合考虑，本建筑物冷水系统已经选定变频调速泵的方案，热水和冷水用同样的分区与泵可使热水水压稳定，水温恒定，符合酒店的要求，因此本设计选用方案一。

4．排水系统

高层建筑的排水系统组成应满足三个要求：系统能迅速通畅地将污废水排到室外；排水管道系统气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内环境卫生；管线布置合理，简短顺直，工程造价低。通过合流制设计的优点可采取套管网系统，节省投资；但由于排水管径相应变大，化粪池占地大，处理费用高。而采用分流制则可节省化粪池容积，方便中水系统的建设；但由于本建筑的五至十六层为客房，生活废水排水量比较大，如果采用污废合流会导致化粪池的容积很大，于是采用污废分流的排水体制，并设专用通气立管。污水排出室外之后进化粪池进行处理后再流入市政排水官网；废水在排出室外之后直接排入市政排水管网。

针对目前建筑标准要求较高的多层住宅和公共建筑、10层及10层以上高层建筑的生活污水立管宜设置专用通气管，专用通气管可隔层或每层与排水立管连接。本工程通过采用专用通气管可有效地消除噪音，保护水封。很好地改善排水条件及噪音，还有一个重要的是卫生条件.最好能设。不设专用通气管最大的问题是出现在当管道中同时有几个水柱下去,中间被封了若干段空气的时候,这个时候很容易导致中间一些楼层的水封破坏。基于具体情况，本建筑设专用通气管。1-4层单设排水立管，地下一层与地下二层污水统一进入集水坑，由潜污泵抽出。

参考文献：

1.王庆龙：《浅谈建筑给排水施工的质量控制》，《安徽建筑》,2018年第1期

2.太原工业大学.室内给水排水工程.北京：中国建筑工业出版社，2019