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【摘 要】高层建筑给排水系统设计具有普通建筑所不具备的特点，设计也更加复杂。如何保证高层建筑给排水的有效供应，满足居民的日常用水是高层建筑给排水设计的目标。本文从高层建筑给水与排水两方面探讨了设计要点。
【关键词】高层建筑；给水；排水；设计
一、高层建筑给水设计
（一）确定各个给水系统的供水方式
“建规”第3.3.6条：“建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式。”本条是对供水方式的原则性规定，对不同功能或多功能组合的超高层建筑，设计上要视具体情况具体分析，选择最合理的供水方式或组合供水方式。例1：某住宅区含3栋42层超高层纯住宅楼，层高为3m，建筑高度为126m。生活给水分区如下：1区为-2～2层，由市政给水管网直接供水；2区为3～12层，由2区变频泵组供水；3区为13～22层，由3区变频泵组供水；4区为23～32层，由4区变频泵组供水；5区为33～42层，由5区定速水泵加压至屋顶水箱供水。选择此种供水方式是考虑了以下几个因素：（1）变频供水较屋顶水箱的供水方式卫生条件好，有条件的情况下应优先采用，本工程在住宅100m以下的部分均采用变频供水。（2）对变频供水泵组而言，高峰流量与低谷流量之差越小，水泵在高效区运行的时段就越长，对节能就越有利。在住宅项目中，供水泵组所负担的户数越多，流量就越趋于均匀，高峰流量与低谷流量之差就越小。（3）供水泵组所负担的住宅层数受给水器具的承压能力的限制。“建规”第3.3.4条规定：“卫生器具给水配件所承受的最大工作压力不得大于0.6MPa”。一个给水分区的最大层数n=（0.6-P）/h。式中：P为户内支管最小接入水压，P根据户内支管的布置计算确定，一般为0.1～0.3MPa；h为建筑层高。本工程n为10层。（4）超过100m的楼层由于管道较长，压力较大，保证供水的安全性和稳定性显得尤为重要。采用高位水箱的供水方式在这方面无疑是占有优势的。且定速水泵可以一直在高效区运行，如果供水区域不大，则在能耗方面与变频方式供水差别很小。
（二）高层生活热水供应系统
高层建筑的热水供应系统是存在问题较多的一个环节，其系统的设计原则上应与给水系统的行走方式及分区方式对应统一。局部热水供应系统和集中热水供应系统是高层建筑热水供应系统的两大组成部分，设计时可以根据用户业主的需求来选择适宜的生活热水供应系统。以下是生活热水供应系统中所在的一些问题：
1.水垢处理问题
热水供应系统中，结垢是目前较为严峻的问题，工程实例中基本上都是采用软化、控制热水温度以及应用磁水器等措施来加以控制。据笔者了解，我国绝大多数的高层建筑都是通过软化法来处理水垢的，然而该处理方法需要大量的盐，实施起来不仅费用消耗大，而且日后运行管理中也容易产生很多问题。磁水器在运用时，热水的温度须控制在四十摄氏度到六十摄氏度之间。这是运用物理方法将水垢打散后进行处理的一种方式，较软化法有一定的优势。
2.排气问题
高层建筑中，负责给水加热的设备一般设置在底层，因此设备在向上供水时，溶于热水中的气体会随着压力的变小而逐步析出或分离，整体水压呈现为下底上高的状态，这样的状况对于供热管道的质量考验很大，因此在高层建筑的热水供给系统中，排气方面的问题需要及时解决。一般在各分区热水供水管道的顶端设置排气阀以解决这一问题。
3.热水循环水泵承压问题
热水循环水泵承压问题是设计时比较容易忽略的一个问题，处于建筑底层的循环水泵需要承受的静压力十分巨大，所以一般水泵的密封性能和泵壳强度都不能满足高层建筑的供水要求，需要联系专门的厂商订货。
二、高层建筑排水设计
（一）管道消能
目前多数超高层建筑直接采用传统的排水方式和排水管材，经常忽略因建筑高度产生的底部排水压能过大的问题，室外排水检查井也未设置任何消能措施，经常会导致底层水封破坏、管道受损或是检查井喷溅等问题的发生。要保证立管水流破坏性最小，第一、要保证排水立管不形成柱塞流，这需要严格的水力计算，控制立管的流量负荷极限值在等速水膜流状态下达到终限流速的流量；第二、通过试验表明每隔6层设置一个消能乙字弯，能够减小约50%的流速；第三、设置专用通气立管，及时释放立管内部正压，排出有害气体，防止破坏器具水封。第四、采用抗冲击能力强的排水铸铁管道，避免管道破裂。第五。室外接超高层排水出户井采用消能井，避免检查井喷溅。
（二）排水通气技术
通气技术的主要目的是提供排水中气体的散逸，达到透气的作用，防止排水系统中出现水封的负压虹吸及正压喷溅现象，确保空气的循环，保持排水通畅、安静。我国对不同建筑采用的通气方式有：伸顶通气管、不伸顶通气管、专业通气立管、环行通气管和器具通气管等。在通气系统基础上开发的是通气阀和特制配件单立管排水系统。通气阀是一种减少伸顶通气、替代专用通气管通气功能的阀件，采用优质塑料和橡胶制作。单路进气阀可安装在室内立管顶部或横支管上，既可补气又可防止管道内部气体进入室内；双路通气阀可安装在室外立管顶部代替通气帽，使用时以单路进气阀为主。特制配件单立管排水系统已出台了设计规程，其立管的通水能力增大了1/3，减少了立管的数量。
（三）集水井的设计
一般来说，消防电梯旁要设一个独立的消防集水井。但是某工程地下室没有人防工程，如果在消防电梯旁设集水井，结构上必然要降低电梯筒的大承台，从而增加一定的造价。可以考虑将该井移到车库内与车库集水井共用。虽然电梯前室与周围的车库同属一个大防火分区，但由于电梯前室与车库连通的门为甲级防火门，为了不因管道的连通而破坏两区域的防火安全性，也就是当车库的汽油发生火灾时经管道传入电梯筒，此工程将消防电梯底坑至集水井的排水管伸到集水井的潜水泵吸水高度以下，也就是水面以下，并在短立管的顶端设置管堵以便清扫。
（四）雨水系统及空调冷凝水系统
高层住宅楼的屋面雨水及阳台雨水通常单独设置立管排放，空调冷凝水及空调机隔板雨水也由专门管道收集后一起排放。一些户型专门为空调机设计凸窗，将空调放置在凸窗下，而空调机的隔板即为下一层的凸窗，在这情况下，设计时应考虑空调机隔板的雨水排放孔设在侧面，即从侧面接一管子接入立管，使得空调机隔板的雨水顺利排放而不会流至楼下。
三、消防系统设计
（一）消火栓
对于高层建筑中的住宅部分，消火栓在消防电梯前室设置，而电梯前室一般空间比较狭小，对于规范中每一层有两股水柱同时到达室内任何部位的要求，则需设两根立管，每个立管带一个消火栓箱。这样做的目的：第一、如果一个消火栓立管检修或损坏不能使用时，可以由另一根立管带的消火栓箱来扑救火灾；第二、如果一个消火栓箱被火围困不能使用时，可以由另一个消火栓箱进行扑救。
（二）自动喷洒灭火系统
对于高层建筑，按《高层民用建筑设计防火规范》[GB50045-95（2005年版）]的规定，自动喷洒系统仅在地下室、商场部分设置，那么自动喷洒系统中的自动喷洒泵的扬程一般在50m左右。如果高层建筑为28层建筑的话，那么建筑总高度大约90m。公共建筑部位火灾发生时，首先由屋顶消防储水箱供应火灾初期10分钟的消防供水。消防水泵要求在火警后30s内启动，并且要在高位消防水箱内的消防储水用完之前，消防泵能及时启动供水。但是高位消防储水箱的供水压力要远远大于自动喷洒泵的出水压力，所以待消防水箱储水用尽后，自动喷洒泵方可供应自动喷洒系统，这对自动喷洒泵及时启动是不利的，所以必须在水箱供应自动喷洒系统的供水管上设置比例式减压阀，其设置位置宜在三层，减压阀阀后压力比自动喷洒系统中的自动喷洒泵在此点的压力稍小即可。
参考文献；
[1]樊星，李德超.试析高层建筑中给排水设计及消防设计探析[J].城市建设理论研究，2014年11期.
[2]刘海涛.浅谈高层建筑给排水设计[J].科技创新与应用，2014年6期.
【关键词】高层建筑；给水；排水；设计
一、高层建筑给水设计
（一）确定各个给水系统的供水方式
“建规”第3.3.6条：“建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式。”本条是对供水方式的原则性规定，对不同功能或多功能组合的超高层建筑，设计上要视具体情况具体分析，选择最合理的供水方式或组合供水方式。例1：某住宅区含3栋42层超高层纯住宅楼，层高为3m，建筑高度为126m。生活给水分区如下：1区为-2～2层，由市政给水管网直接供水；2区为3～12层，由2区变频泵组供水；3区为13～22层，由3区变频泵组供水；4区为23～32层，由4区变频泵组供水；5区为33～42层，由5区定速水泵加压至屋顶水箱供水。选择此种供水方式是考虑了以下几个因素：（1）变频供水较屋顶水箱的供水方式卫生条件好，有条件的情况下应优先采用，本工程在住宅100m以下的部分均采用变频供水。（2）对变频供水泵组而言，高峰流量与低谷流量之差越小，水泵在高效区运行的时段就越长，对节能就越有利。在住宅项目中，供水泵组所负担的户数越多，流量就越趋于均匀，高峰流量与低谷流量之差就越小。（3）供水泵组所负担的住宅层数受给水器具的承压能力的限制。“建规”第3.3.4条规定：“卫生器具给水配件所承受的最大工作压力不得大于0.6MPa”。一个给水分区的最大层数n=（0.6-P）/h。式中：P为户内支管最小接入水压，P根据户内支管的布置计算确定，一般为0.1～0.3MPa；h为建筑层高。本工程n为10层。（4）超过100m的楼层由于管道较长，压力较大，保证供水的安全性和稳定性显得尤为重要。采用高位水箱的供水方式在这方面无疑是占有优势的。且定速水泵可以一直在高效区运行，如果供水区域不大，则在能耗方面与变频方式供水差别很小。
（二）高层生活热水供应系统
高层建筑的热水供应系统是存在问题较多的一个环节，其系统的设计原则上应与给水系统的行走方式及分区方式对应统一。局部热水供应系统和集中热水供应系统是高层建筑热水供应系统的两大组成部分，设计时可以根据用户业主的需求来选择适宜的生活热水供应系统。以下是生活热水供应系统中所在的一些问题：
1.水垢处理问题
热水供应系统中，结垢是目前较为严峻的问题，工程实例中基本上都是采用软化、控制热水温度以及应用磁水器等措施来加以控制。据笔者了解，我国绝大多数的高层建筑都是通过软化法来处理水垢的，然而该处理方法需要大量的盐，实施起来不仅费用消耗大，而且日后运行管理中也容易产生很多问题。磁水器在运用时，热水的温度须控制在四十摄氏度到六十摄氏度之间。这是运用物理方法将水垢打散后进行处理的一种方式，较软化法有一定的优势。
2.排气问题
高层建筑中，负责给水加热的设备一般设置在底层，因此设备在向上供水时，溶于热水中的气体会随着压力的变小而逐步析出或分离，整体水压呈现为下底上高的状态，这样的状况对于供热管道的质量考验很大，因此在高层建筑的热水供给系统中，排气方面的问题需要及时解决。一般在各分区热水供水管道的顶端设置排气阀以解决这一问题。
3.热水循环水泵承压问题
热水循环水泵承压问题是设计时比较容易忽略的一个问题，处于建筑底层的循环水泵需要承受的静压力十分巨大，所以一般水泵的密封性能和泵壳强度都不能满足高层建筑的供水要求，需要联系专门的厂商订货。
二、高层建筑排水设计
（一）管道消能
目前多数超高层建筑直接采用传统的排水方式和排水管材，经常忽略因建筑高度产生的底部排水压能过大的问题，室外排水检查井也未设置任何消能措施，经常会导致底层水封破坏、管道受损或是检查井喷溅等问题的发生。要保证立管水流破坏性最小，第一、要保证排水立管不形成柱塞流，这需要严格的水力计算，控制立管的流量负荷极限值在等速水膜流状态下达到终限流速的流量；第二、通过试验表明每隔6层设置一个消能乙字弯，能够减小约50%的流速；第三、设置专用通气立管，及时释放立管内部正压，排出有害气体，防止破坏器具水封。第四、采用抗冲击能力强的排水铸铁管道，避免管道破裂。第五。室外接超高层排水出户井采用消能井，避免检查井喷溅。
（二）排水通气技术
通气技术的主要目的是提供排水中气体的散逸，达到透气的作用，防止排水系统中出现水封的负压虹吸及正压喷溅现象，确保空气的循环，保持排水通畅、安静。我国对不同建筑采用的通气方式有：伸顶通气管、不伸顶通气管、专业通气立管、环行通气管和器具通气管等。在通气系统基础上开发的是通气阀和特制配件单立管排水系统。通气阀是一种减少伸顶通气、替代专用通气管通气功能的阀件，采用优质塑料和橡胶制作。单路进气阀可安装在室内立管顶部或横支管上，既可补气又可防止管道内部气体进入室内；双路通气阀可安装在室外立管顶部代替通气帽，使用时以单路进气阀为主。特制配件单立管排水系统已出台了设计规程，其立管的通水能力增大了1/3，减少了立管的数量。
（三）集水井的设计
一般来说，消防电梯旁要设一个独立的消防集水井。但是某工程地下室没有人防工程，如果在消防电梯旁设集水井，结构上必然要降低电梯筒的大承台，从而增加一定的造价。可以考虑将该井移到车库内与车库集水井共用。虽然电梯前室与周围的车库同属一个大防火分区，但由于电梯前室与车库连通的门为甲级防火门，为了不因管道的连通而破坏两区域的防火安全性，也就是当车库的汽油发生火灾时经管道传入电梯筒，此工程将消防电梯底坑至集水井的排水管伸到集水井的潜水泵吸水高度以下，也就是水面以下，并在短立管的顶端设置管堵以便清扫。
（四）雨水系统及空调冷凝水系统
高层住宅楼的屋面雨水及阳台雨水通常单独设置立管排放，空调冷凝水及空调机隔板雨水也由专门管道收集后一起排放。一些户型专门为空调机设计凸窗，将空调放置在凸窗下，而空调机的隔板即为下一层的凸窗，在这情况下，设计时应考虑空调机隔板的雨水排放孔设在侧面，即从侧面接一管子接入立管，使得空调机隔板的雨水顺利排放而不会流至楼下。
三、消防系统设计
（一）消火栓
对于高层建筑中的住宅部分，消火栓在消防电梯前室设置，而电梯前室一般空间比较狭小，对于规范中每一层有两股水柱同时到达室内任何部位的要求，则需设两根立管，每个立管带一个消火栓箱。这样做的目的：第一、如果一个消火栓立管检修或损坏不能使用时，可以由另一根立管带的消火栓箱来扑救火灾；第二、如果一个消火栓箱被火围困不能使用时，可以由另一个消火栓箱进行扑救。
（二）自动喷洒灭火系统
对于高层建筑，按《高层民用建筑设计防火规范》[GB50045-95（2005年版）]的规定，自动喷洒系统仅在地下室、商场部分设置，那么自动喷洒系统中的自动喷洒泵的扬程一般在50m左右。如果高层建筑为28层建筑的话，那么建筑总高度大约90m。公共建筑部位火灾发生时，首先由屋顶消防储水箱供应火灾初期10分钟的消防供水。消防水泵要求在火警后30s内启动，并且要在高位消防水箱内的消防储水用完之前，消防泵能及时启动供水。但是高位消防储水箱的供水压力要远远大于自动喷洒泵的出水压力，所以待消防水箱储水用尽后，自动喷洒泵方可供应自动喷洒系统，这对自动喷洒泵及时启动是不利的，所以必须在水箱供应自动喷洒系统的供水管上设置比例式减压阀，其设置位置宜在三层，减压阀阀后压力比自动喷洒系统中的自动喷洒泵在此点的压力稍小即可。
参考文献；
[1]樊星，李德超.试析高层建筑中给排水设计及消防设计探析[J].城市建设理论研究，2014年11期.
[2]刘海涛.浅谈高层建筑给排水设计[J].科技创新与应用，2014年6期.