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摘要： 无数工程实践表明，高层住宅中的给排水设计一直是整个建筑工程中的精髓之一。随着城市建设的快速发展，我国城市中高层建筑在不断的涌现,这给高层建筑给水排水工程设计也提出了更高的要求。本文就建筑给排水的相关问题展开论述。主要论述了高层建筑给排水工程特点、给水方式、排水设计 、节能设计。
关键词：高层建筑；给水方式；排水设计；节能设计
Abstract: show numerous engineering practice, high-rise residential water supply and drainage design is one of the kernel in the construction engineering. With the rapid development of city construction, city of our country high-rise buildings are constantly emerging, the high-rise building water supply and drainage engineering design is also put forward higher requirements. The buildings to the drainage related issues discussed. This paper discusses the high-rise building water supply and drainage engineering characteristics, water supply, drainage design and energy-saving design.
Key words: high-rise building; water supply; water supply and drainage design; energy-saving design
中图分类号：TU99
一、高层建筑给排水工程特点
1.1高层建筑给排水设备的使用人数较多,水量也较大。如果发生停水或是管道堵塞等事故,则影响人群较多,范围较大。因此,高层建筑必须采用有效的措施,以保证供水安全和排水通畅,经济合理以及维护管理方便。
1.2高层建筑中给排水系统中静水压力较大。如果只有一个供水区,不光是会影响使用,而且也容易损坏管道和配件。因此,可以对给排水系统进行合理的竖向分区,从而降低静水压力,使系统做到安全运行。
1.3高层建筑的各种动力设备繁多,管道较长,比较容易产生振动和噪音。因此在给排水设计中,应该考虑到管道的防震、防噪、防管道的变位或是伸缩等措施。
1.4高层建筑的功能复杂,引发火灾的因素也比较多,一旦失火,火势蔓延迅速,并且在人员的疏散和扑救方面都存着一定的困难。要提高高层建筑的消防系统的安全可靠性,必须设立安全可靠的室内消防给水系统。
1.5高层建筑的给排水量大,管道长,管道中存在着较大的压力波动。为了使管道的压力稳定,提高系统的给排水能力,采用新型的单立管道系统或是设置通气管系统是很有必要的。此外,排水管道的材料最好采用机械强度较高的,并用柔性接口。
二、高层建筑给排水系统问题
2.1给水系统问题。高层建筑根据供水的高度不同可以分为高供水区和低供水区，以一栋100米高的，28层的建筑为例。在分层时可以把1—14层划为低供水区，15—28为高供水区，这主要是因为低供水区和高供水区所用的供水设备的不同，一般情况下，低供水区采用的是带气压罐或带稳压装置的变频供水系，虽然也有采用高位水箱供水的，但是它更适合于高供水区；高供水区所采用的是高位水箱或者屋顶水箱供水，这样可以保证水的压力。但是还会存在的问题就是最低处静水压的问题，低供水区的供水范围为1—14层，供水高度约为50米左右，它的水箱设在第15层，经过测量，最低卫生器具配水点处的静水压达到了520KPa，远远超过了国家《建筑给排水设计规范》(GB50015—2006)中所建议的最低处的静水压，应该在(350—450kPa)；而且高供水区的水箱设在楼顶，它的供水高度可以达到105米，最低點的静水压达到了800KPa，已经超过了该规范中的限定值600KPa。水压过高可能会导致在用户用水时出现水花四溅，输水管道破裂或者使用寿命不长等问题，给居民带来很多麻烦，影响居民对整个住房的评价。
2.2排水系统问题。高层小区的排水系统包括阳台及屋顶雨水的排泄，还有生活用水（污水、废水）的排放。随季节的不同高层屋顶积水量也会随之变化。在夏季降水量比较大，在冬季降水量相比而言比较小，对屋顶排水管道的设计安就大不就小的原则，因以需参考当地夏季最大量为标准。屋顶排水管道经常会因为用的时间太长后出现淤积现象，给正常排水带来了影响。
三、高层建筑给排水系统设计
3.1竖向分区设计。高层建筑由于建筑高度很大，在进行给水系他设计时，首先要考虑的就是竖向分区问题。如果不分区面采用一个系统供水，则建筑底层的配水点所受的压力过大，会产生很多弊端。如水龙头开启时，水流易喷溅，易产生水锤，给水道管及配件易损坏以及产生噪声等。另外分区压力值也要也要选择合理，分区压力值过高，仍会产生以上弊端；分区压力值过低，又会使分区数量增多，增加给水设备，管道的工程造价及维修管理工作等。因此，高层建筑给水系统竖向分区应根据使用要求，管材质量，卫生器具配件所能承受的工作压力，结合建筑层数合理划分。
3.2给水系统设计。根据市政水压和建筑特点，底层及夹层由市政自来水直接供水：其它楼层采用二次供水，系统分为四区。各分区分别设置变频供水装置，变频机组采用“变频主泵(1台)+工频辆泵(3台)+小型气压”。泵房设不锈钢生活转输水箱一座，池内设不锈钢导流槽和电子水处理仪。系统分区按最低点静水压力值不大于035MPa设计，但是每个分区的下面几层水压仍然会偏高，这时，用水洁具的出水必然大于其额定出水量。这类超压出流一定程度 系统流量的正常分配。同时水压过大，水龙头启闭时易产生噪音、水及管道震动，影响系统各部件使用寿命。因此每个分区的下面三层设管减压阀，阀后压力设定在020MPa。
3.3排水系统设计。高层建筑排水系统与多层建筑排水系统相比并无太大差别。对于十二层以下的高层可以同多层一样，对于十二层及以上的高层除了排水立管外，尚需增设专用通气立管。一般来说，通气立管应靠墙设置，排水立管靠外设置以便设置检查口，二者之间采用H管连接以节省空间。排水管材问题：对于排水要求非常高或者建筑高度超过100m的建筑，排水管宜采用机制排水柔性接口铸铁管，不推荐采用UPVC管。（1）生活排水。生活扫冰包括卫生间排水、厨房排水和洗衣机排水。每户阳台设洗衣机专用地漏，其排水接入小区化粪池之后的生活排水管网，纳入市政污水系统，避免设置在阳台的洗衣机排水混城市雨水系统而污染水体的现象发生。设计采用侧排式地漏、后排式坐便器等排水方式，将排水管道布置在本层，避免上下层厨卫管道占用空间及检修的麻烦。（2）空调水排放。空调机位统一考虑，统一布置冷凝水排水管，避免冷凝水无序排放以及因冷凝水不制顷利排出而积水，以致蚊蝇滋生。空调冷凝水间接排水接入雨水系统。（3）消防电梯排水。消防电梯排水集水坑设在消防电梯基坑下，有很多不利因素：电梯并过于潮湿(易引起电气系统受潮而发生故障)，排水管道、阀门及潜污泵安装维修困难，结构专业难于处理且造价增加。所以本设计将此集水坑设于电梯井外，消防排水通过管道排至集水坑。敷设在地下室底板内的排水管采用球墨铸铁管，水泥砂浆连接。
四、高层建筑给排水中的节能设计
4.1建立中水利用系统。高层建筑使用后的某些生活排水、冷却水和雨水等,经过再处理后可以达到一定的水质指标,满足某些使用要求,成为可以进行有益使用的中水。在那些高层建筑比较集中的区域,生活废水具有水量较大,使用时间比较集中,水质和处理效果也相对的较理想,为中水系统的建立提供了水源。
4.2利用变频水泵。变频水泵有着显著的节能效果,调速方式方便、调速的范围较广、保护功能完善、以及安全可靠的运行。传统的高层建筑通常采用水箱和水泵结合的方式,水泵将水提供给高位水箱,再向下供水。为了防止水压过大,还需安装减压装置,造成大量的电能消耗。而采用变频水泵,则不需要水箱水罐等装置,节约了成本。而且采用调节速度的方式来调节流量,避免了电机的频繁启动,减少了电力资源的浪费。目前,变频水泵的技术已经日臻成熟,大量推广变频水泵在高层建筑给排水系统中的使用,在节能中意义重大。大力推广和使用节水设备。一套节水性能较好的设备,能对节约水资源产生非常重大的作用。例如阀门的质量与类型直接关系着用水质量,我们应该选择能节水的阀门。在水压等客观条件相同的情况下,节水龙头比普通的龙头节水30%到50%,所以在高层建筑中,在水压超标的地使用节水龙头,可以减少浪费。
五、结语
高层住宅的给排水工程设计一直都是一个非常关键的技术。给排水设计的好坏不但直接影响到整个给排水以后施工的质量，而且影响到住宅整体的质量和安全。总之，对于高层建筑给水排水的设计,要在满足水量、水质和水压的前提下进行优化设计，以提高其经济合理性，提高用水安全性，最大限度节省建设和运行费用。
关键词：高层建筑；给水方式；排水设计；节能设计
Abstract: show numerous engineering practice, high-rise residential water supply and drainage design is one of the kernel in the construction engineering. With the rapid development of city construction, city of our country high-rise buildings are constantly emerging, the high-rise building water supply and drainage engineering design is also put forward higher requirements. The buildings to the drainage related issues discussed. This paper discusses the high-rise building water supply and drainage engineering characteristics, water supply, drainage design and energy-saving design.
Key words: high-rise building; water supply; water supply and drainage design; energy-saving design
中图分类号：TU99
一、高层建筑给排水工程特点
1.1高层建筑给排水设备的使用人数较多,水量也较大。如果发生停水或是管道堵塞等事故,则影响人群较多,范围较大。因此,高层建筑必须采用有效的措施,以保证供水安全和排水通畅,经济合理以及维护管理方便。
1.2高层建筑中给排水系统中静水压力较大。如果只有一个供水区,不光是会影响使用,而且也容易损坏管道和配件。因此,可以对给排水系统进行合理的竖向分区,从而降低静水压力,使系统做到安全运行。
1.3高层建筑的各种动力设备繁多,管道较长,比较容易产生振动和噪音。因此在给排水设计中,应该考虑到管道的防震、防噪、防管道的变位或是伸缩等措施。
1.4高层建筑的功能复杂,引发火灾的因素也比较多,一旦失火,火势蔓延迅速,并且在人员的疏散和扑救方面都存着一定的困难。要提高高层建筑的消防系统的安全可靠性,必须设立安全可靠的室内消防给水系统。
1.5高层建筑的给排水量大,管道长,管道中存在着较大的压力波动。为了使管道的压力稳定,提高系统的给排水能力,采用新型的单立管道系统或是设置通气管系统是很有必要的。此外,排水管道的材料最好采用机械强度较高的,并用柔性接口。
二、高层建筑给排水系统问题
2.1给水系统问题。高层建筑根据供水的高度不同可以分为高供水区和低供水区，以一栋100米高的，28层的建筑为例。在分层时可以把1—14层划为低供水区，15—28为高供水区，这主要是因为低供水区和高供水区所用的供水设备的不同，一般情况下，低供水区采用的是带气压罐或带稳压装置的变频供水系，虽然也有采用高位水箱供水的，但是它更适合于高供水区；高供水区所采用的是高位水箱或者屋顶水箱供水，这样可以保证水的压力。但是还会存在的问题就是最低处静水压的问题，低供水区的供水范围为1—14层，供水高度约为50米左右，它的水箱设在第15层，经过测量，最低卫生器具配水点处的静水压达到了520KPa，远远超过了国家《建筑给排水设计规范》(GB50015—2006)中所建议的最低处的静水压，应该在(350—450kPa)；而且高供水区的水箱设在楼顶，它的供水高度可以达到105米，最低點的静水压达到了800KPa，已经超过了该规范中的限定值600KPa。水压过高可能会导致在用户用水时出现水花四溅，输水管道破裂或者使用寿命不长等问题，给居民带来很多麻烦，影响居民对整个住房的评价。
2.2排水系统问题。高层小区的排水系统包括阳台及屋顶雨水的排泄，还有生活用水（污水、废水）的排放。随季节的不同高层屋顶积水量也会随之变化。在夏季降水量比较大，在冬季降水量相比而言比较小，对屋顶排水管道的设计安就大不就小的原则，因以需参考当地夏季最大量为标准。屋顶排水管道经常会因为用的时间太长后出现淤积现象，给正常排水带来了影响。
三、高层建筑给排水系统设计
3.1竖向分区设计。高层建筑由于建筑高度很大，在进行给水系他设计时，首先要考虑的就是竖向分区问题。如果不分区面采用一个系统供水，则建筑底层的配水点所受的压力过大，会产生很多弊端。如水龙头开启时，水流易喷溅，易产生水锤，给水道管及配件易损坏以及产生噪声等。另外分区压力值也要也要选择合理，分区压力值过高，仍会产生以上弊端；分区压力值过低，又会使分区数量增多，增加给水设备，管道的工程造价及维修管理工作等。因此，高层建筑给水系统竖向分区应根据使用要求，管材质量，卫生器具配件所能承受的工作压力，结合建筑层数合理划分。
3.2给水系统设计。根据市政水压和建筑特点，底层及夹层由市政自来水直接供水：其它楼层采用二次供水，系统分为四区。各分区分别设置变频供水装置，变频机组采用“变频主泵(1台)+工频辆泵(3台)+小型气压”。泵房设不锈钢生活转输水箱一座，池内设不锈钢导流槽和电子水处理仪。系统分区按最低点静水压力值不大于035MPa设计，但是每个分区的下面几层水压仍然会偏高，这时，用水洁具的出水必然大于其额定出水量。这类超压出流一定程度 系统流量的正常分配。同时水压过大，水龙头启闭时易产生噪音、水及管道震动，影响系统各部件使用寿命。因此每个分区的下面三层设管减压阀，阀后压力设定在020MPa。
3.3排水系统设计。高层建筑排水系统与多层建筑排水系统相比并无太大差别。对于十二层以下的高层可以同多层一样，对于十二层及以上的高层除了排水立管外，尚需增设专用通气立管。一般来说，通气立管应靠墙设置，排水立管靠外设置以便设置检查口，二者之间采用H管连接以节省空间。排水管材问题：对于排水要求非常高或者建筑高度超过100m的建筑，排水管宜采用机制排水柔性接口铸铁管，不推荐采用UPVC管。（1）生活排水。生活扫冰包括卫生间排水、厨房排水和洗衣机排水。每户阳台设洗衣机专用地漏，其排水接入小区化粪池之后的生活排水管网，纳入市政污水系统，避免设置在阳台的洗衣机排水混城市雨水系统而污染水体的现象发生。设计采用侧排式地漏、后排式坐便器等排水方式，将排水管道布置在本层，避免上下层厨卫管道占用空间及检修的麻烦。（2）空调水排放。空调机位统一考虑，统一布置冷凝水排水管，避免冷凝水无序排放以及因冷凝水不制顷利排出而积水，以致蚊蝇滋生。空调冷凝水间接排水接入雨水系统。（3）消防电梯排水。消防电梯排水集水坑设在消防电梯基坑下，有很多不利因素：电梯并过于潮湿(易引起电气系统受潮而发生故障)，排水管道、阀门及潜污泵安装维修困难，结构专业难于处理且造价增加。所以本设计将此集水坑设于电梯井外，消防排水通过管道排至集水坑。敷设在地下室底板内的排水管采用球墨铸铁管，水泥砂浆连接。
四、高层建筑给排水中的节能设计
4.1建立中水利用系统。高层建筑使用后的某些生活排水、冷却水和雨水等,经过再处理后可以达到一定的水质指标,满足某些使用要求,成为可以进行有益使用的中水。在那些高层建筑比较集中的区域,生活废水具有水量较大,使用时间比较集中,水质和处理效果也相对的较理想,为中水系统的建立提供了水源。
4.2利用变频水泵。变频水泵有着显著的节能效果,调速方式方便、调速的范围较广、保护功能完善、以及安全可靠的运行。传统的高层建筑通常采用水箱和水泵结合的方式,水泵将水提供给高位水箱,再向下供水。为了防止水压过大,还需安装减压装置,造成大量的电能消耗。而采用变频水泵,则不需要水箱水罐等装置,节约了成本。而且采用调节速度的方式来调节流量,避免了电机的频繁启动,减少了电力资源的浪费。目前,变频水泵的技术已经日臻成熟,大量推广变频水泵在高层建筑给排水系统中的使用,在节能中意义重大。大力推广和使用节水设备。一套节水性能较好的设备,能对节约水资源产生非常重大的作用。例如阀门的质量与类型直接关系着用水质量,我们应该选择能节水的阀门。在水压等客观条件相同的情况下,节水龙头比普通的龙头节水30%到50%,所以在高层建筑中,在水压超标的地使用节水龙头,可以减少浪费。
五、结语
高层住宅的给排水工程设计一直都是一个非常关键的技术。给排水设计的好坏不但直接影响到整个给排水以后施工的质量，而且影响到住宅整体的质量和安全。总之，对于高层建筑给水排水的设计,要在满足水量、水质和水压的前提下进行优化设计，以提高其经济合理性，提高用水安全性，最大限度节省建设和运行费用。