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【摘 要】本文探讨了高层建筑给排水工程的特点，分析了高层建筑给排水设计中的常见问题，对给水系统，排水系统及消防设计对其组成和布置、系统设计方案运行进行了分析，并结合工程工作实践，对高层建筑给排水及消防设计中的一些问题进行分析。
【关键词】高层建筑；给排水系统设计；消防栓设计
近年来，虽然建筑给排水技术已日趋成熟，但也存在着许多亟待解决的问题，如节水、节能的给排水设备及附件的开发与运用； 高层建筑消防技术与自动控制技术等。本文笔者结合工作实践，探讨了给排水设计中的一些经验，以期给大家在设计、施工中提供参考。
1.消防设计
1.1消防设计参数
根据建筑定性确定消防设计参数，一般高层住宅包含三种情况： 落地住宅、带商业网点的住宅、带车库的住宅。落地住宅仅在设备用房设局部应用系统，局部应用系统的喷水强度规范中没有明确规定，可通过当地消防部门协商解决，对带商业网点的住宅，不同地方有不同的规定，商业网点是否设喷淋系统需经当地消防部门认可。带车库的住宅应比较车库和住宅的消防用水量，选择水量大的作为设计参数。
1.2设备用房
设计参数确定后就可以确定设备用房的大小和位置，设备用房主要包括高位水箱间、消防泵房和消防水池。落地住宅的高位水箱为 12m3，设有喷淋系統的住宅高位水箱为 18m3。需设稳压设备以满足消火栓的充实水柱。有喷淋泵的消防泵房的位置最好设在高位水箱正面投影附近，因为高位水箱和稳压系统的出水管要接到喷淋环管上，而湿式报警阀一般集中设置，所以喷淋环管只在泵房附近敷设。在附近设置可节省一段水平管道。由于消火栓环管布置方位相对较广，不设喷淋系统的住宅泵房的位置相对灵活一些。
1.3消火栓系统分区
消火栓栓口的静水压力应不大于 1.0MPa，当大于1.0MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施。按规范要求住宅可供25层（按3m层高计算）按消火栓出口压力要求可供8层，其余都要减压，因此消火栓分区除了满足规范要求外，还要考虑减压消火栓的数量。如果确定了分区，分区位置应保证使减压消火栓设置的最少。
1.4室内消火栓箱的设置
对于单元式住宅来说，由于平面位置限制，消火栓一般只能明设于楼梯休息平台，安装于此处的弊病显而易见：休息平台变小，住户通行不便，特别是搬运大件家具时，消火栓箱棱角突出，对住户特别是小孩的人身安全构成极大的隐患。为解决以上问题，可考虑采取栓箱分设，即消火栓栓口明设，而将附属的龙带、水枪及箱体暗装于休息平台侧墙处，以留出休息平台空间。箱体尺寸建议采用450×600×200。
1.5屋顶十分钟火灾初期消防用水量储存问题
住宅设计中通常的做法是将消防前期10min用水与生活用水并存于屋顶生活消防共用水箱中，生活出水管上设虹吸破坏口，以保证消防用水不被挪作他用。这样可以防止消防用水因长期不用而变成死水。《建筑给水排水设计规范》（GBJ12—2000）第3.2.8条规定，生活饮用水池（箱）应与其他用水的水池（箱）分开，专门设置。因此，应将消防用水单独设置消防水箱，并设专用补水泵（由于水表管理方式的改变，不应由生活水泵向消防专用水箱中补水，这一点容易被设计人员所忽略），补水泵应从消防水池而非生活水中取水。为了防止消防水箱中的水长期不用水质恶化，可在消防水箱另设出水管，供住宅绿化、道路用水。
2.给水系统
2.1水源
应充分利用市政管道的压力，能直接供给的都应直接供给。压力不够的可采用二次加压。
2.2分区
高层住宅的给水分区除了要满足设计规范要求外，还应综合考虑住宅具体情况。如果分区太多，管井太大公用面积太大，另外管井的大小还受建筑户型的影响。分区太少对供水安全和环境产生影响，比如压力过高容易引起渗漏、噪声。根据住宅建筑规范8.2.4条规定，人户管给水压力不应大于0.35MPa，通常此压力能满足6层住宅的供水。文中以30层住宅为例说明给水分区常用的两种形式。采用变频供水设备分区，即每个分区都单独采用供水设备，在每个分区内超过6层设减压阀。采用减压阀分区，即高中区采用一套变频供水设备，用减压阀将高中区分开。第一种供水方式安全可靠，第二种方式节省一套供水设备，节省一次性投资。供水方式的选择应根据具体工程情况而定。
3.排水系统
3.1通气管的设计
建筑标准要求较高的多层住宅和公共建筑、10层及l0层以上的高层建筑的生活污水立管宜设专用通气立管。对于高层住宅卫生间面积、空间都比较小，建设单位一般要求不设通气立管。
3.2排水立管与横管连接
排水立管仅设伸顶通气管时，最低排水横支管与立管连接处距排水立管管底的垂直距离按照如下规定，7-12层不得小于1.2m，13-19层不得小于3m，20层以上不得小于6m。对于19层以下的高层住宅一层单排就可以满足设计要求； 对于20层以上的落地住宅一层单排，立管底部或与立管底部相连的横干管管径放大一号； 带2层商业网点的住宅应在方案期间就调整卫生间的排水立管，使其尽可能的沿剪力墙敷设，这样排水立管就能直接落到地面以下，不需放大管径直接排出。带一层商业网点（层高小于6m）的住宅，商业网点单排，立管底部或与立管底部相连的横干管管径放大一号； 带车库的住宅同商业网点的设计。
3.3附件和管材
排水附件应按规范要求设置，在寒冷地区应特别注意以下三点： （1）通气管高出屋面不得小于0.30m 且不能小于最小积雪厚度；（2）在最冷月平均气温低于-13℃的地区，应在室内平顶或吊顶以下0.30m 处将管径放大一级；（3）在最冷月平均气温低于-13℃的地区，立管尚应在最高层离室内顶棚0.5m处设检查口。管材： 排水立管管材需用规范要求的管材即可，对于超过20层的高层住宅排水横干管最好选用离心铸铁管，以保证管道的强度。
3.4排水噪声的解决方法
目前，排水管大都采用硬聚氯乙烯（UPVC）排水管，其优点是排水条件好，施工方便，造价低，外形美观，但噪声比铸铁排水管大。可将 UPVC管设在室外或采用UPVC内螺旋管，螺旋管因为内壁上凸起的螺旋形导流线，起了改善水利条件的作用，降低了流水噪声。高层住宅建筑可采用柔性接口铸铁排水管或卡箍式铸铁排水管。柔性接口铸铁排水管与铸铁排水管相比具有承压高、水流噪声低、接口不易漏水、施工简便等优点，接口采用橡胶圈密封，螺柱紧固，在内水压下具有良好的曲挠性、伸缩性，能适应较大的轴向位移和横向曲挠变形，密封性能良好。卡箍式铸铁排水管运用水平旋转离心力铸造技术生产的长3m，口径50～200mm 的铸铁管，壁厚仅为3.5～7.5mm，管材结合部分使用合成橡胶套环及铬钢制成的紧定套筒连接，具有伸缩性低、噪声低、柔性抗震耐受力强、安装简便等优点。坐便器的噪声同样不能忽视，在卫生间内布置洁具时，尽量把坐便器布置在与卧室不相邻的墙壁一侧。坐便器的噪声大小，取决于其水路设计的合理性。良好的水路设计可以最大限度的降低冲水时的噪声，而且冲洗后不留痕迹，没有臭味溢出。
4.结束语
建筑给排水系统作为建筑设备的重要组成部分，与人们的日常生活息息相关，在使用功能、卫生环保等方面都有较高的要求。作为建筑给排水设计者，应严格执行现行相关规范，不断总结设计工作过程中的经验教训，在实践中不断地摸索，吸收新技术、新方法来完善设计，提高整体的专业水平，争取为社会提供更多的高标准的设计成果。
【关键词】高层建筑；给排水系统设计；消防栓设计
近年来，虽然建筑给排水技术已日趋成熟，但也存在着许多亟待解决的问题，如节水、节能的给排水设备及附件的开发与运用； 高层建筑消防技术与自动控制技术等。本文笔者结合工作实践，探讨了给排水设计中的一些经验，以期给大家在设计、施工中提供参考。
1.消防设计
1.1消防设计参数
根据建筑定性确定消防设计参数，一般高层住宅包含三种情况： 落地住宅、带商业网点的住宅、带车库的住宅。落地住宅仅在设备用房设局部应用系统，局部应用系统的喷水强度规范中没有明确规定，可通过当地消防部门协商解决，对带商业网点的住宅，不同地方有不同的规定，商业网点是否设喷淋系统需经当地消防部门认可。带车库的住宅应比较车库和住宅的消防用水量，选择水量大的作为设计参数。
1.2设备用房
设计参数确定后就可以确定设备用房的大小和位置，设备用房主要包括高位水箱间、消防泵房和消防水池。落地住宅的高位水箱为 12m3，设有喷淋系統的住宅高位水箱为 18m3。需设稳压设备以满足消火栓的充实水柱。有喷淋泵的消防泵房的位置最好设在高位水箱正面投影附近，因为高位水箱和稳压系统的出水管要接到喷淋环管上，而湿式报警阀一般集中设置，所以喷淋环管只在泵房附近敷设。在附近设置可节省一段水平管道。由于消火栓环管布置方位相对较广，不设喷淋系统的住宅泵房的位置相对灵活一些。
1.3消火栓系统分区
消火栓栓口的静水压力应不大于 1.0MPa，当大于1.0MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施。按规范要求住宅可供25层（按3m层高计算）按消火栓出口压力要求可供8层，其余都要减压，因此消火栓分区除了满足规范要求外，还要考虑减压消火栓的数量。如果确定了分区，分区位置应保证使减压消火栓设置的最少。
1.4室内消火栓箱的设置
对于单元式住宅来说，由于平面位置限制，消火栓一般只能明设于楼梯休息平台，安装于此处的弊病显而易见：休息平台变小，住户通行不便，特别是搬运大件家具时，消火栓箱棱角突出，对住户特别是小孩的人身安全构成极大的隐患。为解决以上问题，可考虑采取栓箱分设，即消火栓栓口明设，而将附属的龙带、水枪及箱体暗装于休息平台侧墙处，以留出休息平台空间。箱体尺寸建议采用450×600×200。
1.5屋顶十分钟火灾初期消防用水量储存问题
住宅设计中通常的做法是将消防前期10min用水与生活用水并存于屋顶生活消防共用水箱中，生活出水管上设虹吸破坏口，以保证消防用水不被挪作他用。这样可以防止消防用水因长期不用而变成死水。《建筑给水排水设计规范》（GBJ12—2000）第3.2.8条规定，生活饮用水池（箱）应与其他用水的水池（箱）分开，专门设置。因此，应将消防用水单独设置消防水箱，并设专用补水泵（由于水表管理方式的改变，不应由生活水泵向消防专用水箱中补水，这一点容易被设计人员所忽略），补水泵应从消防水池而非生活水中取水。为了防止消防水箱中的水长期不用水质恶化，可在消防水箱另设出水管，供住宅绿化、道路用水。
2.给水系统
2.1水源
应充分利用市政管道的压力，能直接供给的都应直接供给。压力不够的可采用二次加压。
2.2分区
高层住宅的给水分区除了要满足设计规范要求外，还应综合考虑住宅具体情况。如果分区太多，管井太大公用面积太大，另外管井的大小还受建筑户型的影响。分区太少对供水安全和环境产生影响，比如压力过高容易引起渗漏、噪声。根据住宅建筑规范8.2.4条规定，人户管给水压力不应大于0.35MPa，通常此压力能满足6层住宅的供水。文中以30层住宅为例说明给水分区常用的两种形式。采用变频供水设备分区，即每个分区都单独采用供水设备，在每个分区内超过6层设减压阀。采用减压阀分区，即高中区采用一套变频供水设备，用减压阀将高中区分开。第一种供水方式安全可靠，第二种方式节省一套供水设备，节省一次性投资。供水方式的选择应根据具体工程情况而定。
3.排水系统
3.1通气管的设计
建筑标准要求较高的多层住宅和公共建筑、10层及l0层以上的高层建筑的生活污水立管宜设专用通气立管。对于高层住宅卫生间面积、空间都比较小，建设单位一般要求不设通气立管。
3.2排水立管与横管连接
排水立管仅设伸顶通气管时，最低排水横支管与立管连接处距排水立管管底的垂直距离按照如下规定，7-12层不得小于1.2m，13-19层不得小于3m，20层以上不得小于6m。对于19层以下的高层住宅一层单排就可以满足设计要求； 对于20层以上的落地住宅一层单排，立管底部或与立管底部相连的横干管管径放大一号； 带2层商业网点的住宅应在方案期间就调整卫生间的排水立管，使其尽可能的沿剪力墙敷设，这样排水立管就能直接落到地面以下，不需放大管径直接排出。带一层商业网点（层高小于6m）的住宅，商业网点单排，立管底部或与立管底部相连的横干管管径放大一号； 带车库的住宅同商业网点的设计。
3.3附件和管材
排水附件应按规范要求设置，在寒冷地区应特别注意以下三点： （1）通气管高出屋面不得小于0.30m 且不能小于最小积雪厚度；（2）在最冷月平均气温低于-13℃的地区，应在室内平顶或吊顶以下0.30m 处将管径放大一级；（3）在最冷月平均气温低于-13℃的地区，立管尚应在最高层离室内顶棚0.5m处设检查口。管材： 排水立管管材需用规范要求的管材即可，对于超过20层的高层住宅排水横干管最好选用离心铸铁管，以保证管道的强度。
3.4排水噪声的解决方法
目前，排水管大都采用硬聚氯乙烯（UPVC）排水管，其优点是排水条件好，施工方便，造价低，外形美观，但噪声比铸铁排水管大。可将 UPVC管设在室外或采用UPVC内螺旋管，螺旋管因为内壁上凸起的螺旋形导流线，起了改善水利条件的作用，降低了流水噪声。高层住宅建筑可采用柔性接口铸铁排水管或卡箍式铸铁排水管。柔性接口铸铁排水管与铸铁排水管相比具有承压高、水流噪声低、接口不易漏水、施工简便等优点，接口采用橡胶圈密封，螺柱紧固，在内水压下具有良好的曲挠性、伸缩性，能适应较大的轴向位移和横向曲挠变形，密封性能良好。卡箍式铸铁排水管运用水平旋转离心力铸造技术生产的长3m，口径50～200mm 的铸铁管，壁厚仅为3.5～7.5mm，管材结合部分使用合成橡胶套环及铬钢制成的紧定套筒连接，具有伸缩性低、噪声低、柔性抗震耐受力强、安装简便等优点。坐便器的噪声同样不能忽视，在卫生间内布置洁具时，尽量把坐便器布置在与卧室不相邻的墙壁一侧。坐便器的噪声大小，取决于其水路设计的合理性。良好的水路设计可以最大限度的降低冲水时的噪声，而且冲洗后不留痕迹，没有臭味溢出。
4.结束语
建筑给排水系统作为建筑设备的重要组成部分，与人们的日常生活息息相关，在使用功能、卫生环保等方面都有较高的要求。作为建筑给排水设计者，应严格执行现行相关规范，不断总结设计工作过程中的经验教训，在实践中不断地摸索，吸收新技术、新方法来完善设计，提高整体的专业水平，争取为社会提供更多的高标准的设计成果。