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摘要：高层住宅的给排水设计，将直接影响整栋高层建筑的质量和住户的生活质量。高层住宅建筑给水排水工程，比低层、多层建筑更为复杂。随着人们生活水平和安全意识的提高，高层建筑对消防系统也提出了更高的要求。
关键词：高层给排水消防
我国随着房地产经济的高速发展，高层住宅建筑给排水工程设计、施工技术日趋完善，设计、施工的质量和水平日益提高，有效的满足了高层住宅用户对给排水系统的功能要求。尽管高层住宅建筑给水排水工程在整个建筑工程中所占的比例不大，但是它却与住宅居民的生活紧密相连。因此，高层住宅建筑给排水设计是否合理、安全，都直接影响整栋高层建筑的质量和住户的生活质量。然而，在目前的高层住宅建筑给排水设计中，总有一些人为或客观因素的影响，使得一些突出问题亟需解决。为此，我们必须在实践中不断总结经验，不断发展技术，努力为给排水工程的不断发展提供支持和帮助。
一
高层建筑给排水包括：卫生设备系统、管道系统、加压系统、配水系统、引入系统、调控系统、加热系统、储水池系统、水箱系统、计量系统构成的给水系统和污水管理系统、雨水系统、通气管系统、水封系统、处理系统构成的排水系统。
（一） 高层住宅建筑给水排水工程与多层建筑和低层建筑给水排水工程相比，基本的理论和计算方法是一致的，但因高层建筑层数多，高度大，结构复杂。近年来建筑给水工程设计方法得到改进。
比如：给一个高层建筑为18层的楼房设计给排水：住宅楼为框架结构，共18层，层高2.8米，室外给水管网位于建筑物的北侧，距离外墙为10米，接管点埋深1.6米，管径400毫米，管材为球墨给水铸铁管，常年提供0.3MPa的水头；室内粪便污水需要经过化粪池处理方可排人市政管网，室外排水管网位于建筑物的南侧，埋深2米，管径600毫米，管材为聚乙烯双壁波纹排水塑料管。管道采用钢塑复合管(内衬塑外镀锌)螺纹连接，进行干管安装、立管安装、支管安装，管道安装完毕需进行水压试验，压力设在1.0MPa，并对安装好的管道做好防腐和保温工作，冲洗管道对其进行管道通水试验。根据《建筑给排水设计手册》上卫生器具的最大静水压力不得超过0.35 MPa，因此高层建筑给水系统必须分区。设计任务书给定了市政给水管网提供常年的水压为0.3 MPa。根据给水最小所需压力估算方法：第1层0.10Mpa，第2层0.20Mpa，2层以上增加1层，压力需增加0.04Mpa，因此0.30MPa的压力能直接供到第6层还多0.02MPa。所以1层-6层为一个区，上面7层～18层为一个区。1层～6层用市政管网直接供水，其中1层、2一6层单独设立管。
考虑到此设计对象是18层的高层建筑，市政管网提供的压力不能全部直接供水，所以必须对生活用水进行提升或加压。高层建筑设计一般都使用高位水箱供水，供水压力比较稳定，此设计也使用高位水箱；又因此设计面向高层民用住宅楼，通过查看平面图纸，根据建筑物的布置情况和楼层的承载力情况及水箱本身占用大量的建筑面积，即在楼层中间没有建筑面积可允许安置水箱，串联供水不可实现，因此高区的供水应在地面用泵抽升到高区水箱。
（二） 室内排水系统为污水、废水合流系统，地上部分直接排出室外，地下部分分段设置集水坑把地下室污水、废水汇集于坑内，利用潜水泵由集水坑自动控制将其提升至室外。为了保护存水弯水封性能，保持排水系统内的空气压力与大气压取得平衡，使排水管内排水畅通，向排水管内通入新鲜的空气，保持管内的换气，防范因室外管道系统积聚起来的有害气体而伤害到养护人员、引发火灾和腐蚀管道等隐患，还应减少排水系统的噪声。在排水系统中设置通气管。
1、卫生间与厨房。 污水管一般设置在外墙，高层住宅粪便污水立管应设置专用通气立管，厨房与洗衣机排水立管在满足排水流量要求下，可以不设专用通气立管。为了检修时不影响下一住户，住宅卫生间一般做降板，降板净空高度至少应有350毫米，在建筑的外墙梁上预埋150普通钢套管(非防水套管)。厨房可以不设置地漏，更没有必要做降板，洗涤池废水从楼板面上200mm 处接入厨房污水立管，有些厨房没有靠外墙，立管就布置在室内。
2、化粪池。常用的国标三级化粪池很多人都很熟悉，知道如何设计，但在一些地区要求设置无动力微型生活污水处理装置来替代传统国标三级化粪池，该装置占地面积比较大，一定要考虑足够的空地位置。
3、阳台雨水。高层住宅建筑阳台应单独设置雨水管，且不能直接排放，但相关规定没有规范如何处理那么多雨水管的间接排放，笔者归纳了如下几种常用的处理措施：
第一，有架空层的高层住宅，阳台雨水直接落到地面地漏或雨水沟内；
第二，无架空层的高层住宅，阳台雨水经局部统一收集后，排入附近雨水口，不需要设置水封井；
第三，有地下室的高层住宅，如果地下室顶板上有覆土做园林，阳台雨水应排入地下室顶板上雨水沟内，如果局部地方不能排入雨水沟，雨水立管进入地下室后，不能直接排至地下室排水沟内，应悬吊排出至室外，最后进入室外雨水口。
4、空调冷凝水。目前国内虽然相关规范未作规定，但空调冷凝水也应采取间接排水， 否则同样存在臭气进入室内的问题。如果室外空调机旁有雨水地漏，应将冷凝水直接排入地漏内；如果附近没有地漏，需要设置DN32的专用空调冷凝水排水立管，管材采用给水塑料管。
二
随着人们生活水平和安全意识的提高，高层建筑对消防系统也提出了更高的要求。当外部的消防力量无法对高层建筑本身提供保护时，立足自救就成为高层住宅建筑消防系统的主要目的。
根據规范的规定，大多数的住宅小区、单体建筑及高层建筑等，均应设足够的消防水池 及加压泵房，来满足区域消防供水的要求。另外，在高层住宅建筑的消火栓系统设计中，室外消防用水量应按建筑总体积计算，避免把各幢楼体分开，按各幢体的体积计算室外消防用水量，未按整个住宅建筑群总体积计算。设计人员要根据房子的体积选择室外消火栓用水量设计参数。并严格按照规范的规定："室外消火栓用水量应按消防需水量最大的一座建筑物或一个防火分区计算"，依此条文进行计算。按规范设定建筑防火设计类别，确定室外和室内消火栓用水量，尽量防止消火栓用水量计算错误，这可能会影响室外消防水池贮水量或室外消防管道管径不足。在室内消火栓系统设计中，高层建筑可共用消防水池、消防泵及消防水箱。目前常发现的问题是，乙幢消火栓环状管网由区域内设有消防水源的甲幢供给，乙幢在两根引入管上均设有阀门，每根竖管上下亦设阀，但底部环状管上中间未设一个分段检修阀，若底部环状管某段损坏要进行检修时，就必须关闭二路进水，造成整栋楼无消防水源，存在着极大的安全隐患，违反了规范的规定。消防水泵房向环状管供水的加压管不应少于两条。环状管上应分段设阀门，即在两根出水管之间要设阀门，环状管上至少还要再设一只检修阀，保证管路分段，检修时才能向管网供应全部的消防用水。
管网安装完毕后。应进行强度试验和严密性试验。如果因为设计人员的失误，仅在管网出现故障需维修，就无法保证消防用水的需要。另外，消火栓给水系统中应按照设计要求和规范规定在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，引起消火栓拴润容易损坏。消火栓栓口的静水压力超过0.8Mpa时，采取分区给水系统，大于0.5Mpa时，则设置减压孔板等减压装置。
自动喷水系统的进化。自动喷水灭火系统是在发生火灾时，喷头动作向消防中心显示着火区域位置，此时湿式报警阀处的压力开关动作自动启动喷水泵并向消防中心报警。消防水泵启动前，首先要满足灭火系统的水压要求。增压水泵的出水量应达到一个自动喷水灭火系统喷头的用水量，并把增压水泵设置在屋顶，尽量轻载启动，启动的速度能满足火灾扑救的需要。再次，将自动喷水灭火系统与消火栓给水系统增压水泵的出水量都统一定为5 L／s。它将大大增加二个系统共用一套增压装置的可能性。也就是说，它可能增加的投资不多，甚至不增加投资。但却大大加强系统的可靠性。这在实际工作中对降低工程的造价也是有益的。报警阀前环状供水管道应能保证每个报警阀双向供水《自动喷水灭火系统设计规范》规定："当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。"喷头应布置在顶板或吊顶易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。当喷头附近有不可避免的障碍物时，应按《自动喷水灭火系统设计规范》。喷头与障碍物的距离的要求布置喷头或增设喷头，补偿因喷头的洒水受阻不能到位灭火的水量。增压装置出水管上安装两个电接点压力表，增压泵的启停和消防泵的启动可根据压力值来控制，并设压力开关等辅助报警装置，当管网压力持续下降至启动压力下限点的0.05 MPa时，马上启动自动报警。相反，压力升至这个临界点时，自动接触报警功能。水压试验便安装水流指示器，而水流指示器必须在水压试验、系统冲洗合格后方可进行安装。自动喷水灭火系统报警阀门安装前要进行渗漏性试验。造成一旦发生渗漏，火灾报警不准确，如果是湿式自动喷水灭火系统，还要按设计要求安装自动排气阀。
另外，自动喷水系统正由原来的大水量水喷淋系统向小水量的细水雾系统过渡，而且已经有公司开发出更先进的绿色环保产品，可以完全避免水对电器设备造成的损害。高层建筑采用细水雾系统可以减少水量的储备，大幅度地减少设备面积，并增强对火灾的探测能力。火灾探测器部分将逐步由红外控制取代烟感、温感元件，经电脑逻辑判断是照明还是火焰，并对喷水系统实施开关，使火灾在萌芽状态中即被扑灭，以尽可能减少损失，提高灭火效率。在设计中，可以参考专业公司的相关资料，采用合理的设计，保证灭火系统的效果。随着科学技术的发展，高层建筑给排水的发展趋势也将更加迅速地向人性化、智能化、环保化的方向发展。
三
高层住宅建筑给排水设计与普通多层住宅在消防、生活给水、雨污水排放等方面有很大的不同，设计时仅仅满足规范要求是不够的。设计者应对用户的需要充分了解，否则可能给用户的使用带来很大的不便。高层建筑对给排水设计施工的质量要求高，设计时考虑周全一些，会给工程的整体质量的提高打下良好的基础。在进行高层建筑给排水设计时，设计者应对现场的情况、管道材料、卫生设备等充分了解，这样才能较好的处理设计过程中的一些细节问题。
参考文献：
[1] 袁文蔚.高层住宅给排水及消防系统的设计[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2004(4).
[2] 韩永庆.高层建筑给排水中的几点新趋势[J].山西科技,2009(5).
[3] 刘维禄,刘益鑫.高层建筑给排水消防设计探讨[J].江西化工2011(3).
[4] 汪佳,高层建筑给排水消防设计刍议[J].中国高新技术企业,2007(6).
[5] 缪永刚,辛峰. 高层建筑给排水系统设计[J].中国新技术新产品,2009(8).
[6] 邱冠文.高层建筑给排水系统安装及施工技术[J].山西建筑,2004(4).
[7] 张东,高层建筑给排水施工技术[J].山西建筑,2009(24).
[8] 杜亚民,高层建筑给排水施工方法[J].黑龙江科技信息,2007(3).
[9] 赵峰斌,高层建筑给排水设计探讨[J].科技风, 2009(16).
关键词：高层给排水消防
我国随着房地产经济的高速发展，高层住宅建筑给排水工程设计、施工技术日趋完善，设计、施工的质量和水平日益提高，有效的满足了高层住宅用户对给排水系统的功能要求。尽管高层住宅建筑给水排水工程在整个建筑工程中所占的比例不大，但是它却与住宅居民的生活紧密相连。因此，高层住宅建筑给排水设计是否合理、安全，都直接影响整栋高层建筑的质量和住户的生活质量。然而，在目前的高层住宅建筑给排水设计中，总有一些人为或客观因素的影响，使得一些突出问题亟需解决。为此，我们必须在实践中不断总结经验，不断发展技术，努力为给排水工程的不断发展提供支持和帮助。
一
高层建筑给排水包括：卫生设备系统、管道系统、加压系统、配水系统、引入系统、调控系统、加热系统、储水池系统、水箱系统、计量系统构成的给水系统和污水管理系统、雨水系统、通气管系统、水封系统、处理系统构成的排水系统。
（一） 高层住宅建筑给水排水工程与多层建筑和低层建筑给水排水工程相比，基本的理论和计算方法是一致的，但因高层建筑层数多，高度大，结构复杂。近年来建筑给水工程设计方法得到改进。
比如：给一个高层建筑为18层的楼房设计给排水：住宅楼为框架结构，共18层，层高2.8米，室外给水管网位于建筑物的北侧，距离外墙为10米，接管点埋深1.6米，管径400毫米，管材为球墨给水铸铁管，常年提供0.3MPa的水头；室内粪便污水需要经过化粪池处理方可排人市政管网，室外排水管网位于建筑物的南侧，埋深2米，管径600毫米，管材为聚乙烯双壁波纹排水塑料管。管道采用钢塑复合管(内衬塑外镀锌)螺纹连接，进行干管安装、立管安装、支管安装，管道安装完毕需进行水压试验，压力设在1.0MPa，并对安装好的管道做好防腐和保温工作，冲洗管道对其进行管道通水试验。根据《建筑给排水设计手册》上卫生器具的最大静水压力不得超过0.35 MPa，因此高层建筑给水系统必须分区。设计任务书给定了市政给水管网提供常年的水压为0.3 MPa。根据给水最小所需压力估算方法：第1层0.10Mpa，第2层0.20Mpa，2层以上增加1层，压力需增加0.04Mpa，因此0.30MPa的压力能直接供到第6层还多0.02MPa。所以1层-6层为一个区，上面7层～18层为一个区。1层～6层用市政管网直接供水，其中1层、2一6层单独设立管。
考虑到此设计对象是18层的高层建筑，市政管网提供的压力不能全部直接供水，所以必须对生活用水进行提升或加压。高层建筑设计一般都使用高位水箱供水，供水压力比较稳定，此设计也使用高位水箱；又因此设计面向高层民用住宅楼，通过查看平面图纸，根据建筑物的布置情况和楼层的承载力情况及水箱本身占用大量的建筑面积，即在楼层中间没有建筑面积可允许安置水箱，串联供水不可实现，因此高区的供水应在地面用泵抽升到高区水箱。
（二） 室内排水系统为污水、废水合流系统，地上部分直接排出室外，地下部分分段设置集水坑把地下室污水、废水汇集于坑内，利用潜水泵由集水坑自动控制将其提升至室外。为了保护存水弯水封性能，保持排水系统内的空气压力与大气压取得平衡，使排水管内排水畅通，向排水管内通入新鲜的空气，保持管内的换气，防范因室外管道系统积聚起来的有害气体而伤害到养护人员、引发火灾和腐蚀管道等隐患，还应减少排水系统的噪声。在排水系统中设置通气管。
1、卫生间与厨房。 污水管一般设置在外墙，高层住宅粪便污水立管应设置专用通气立管，厨房与洗衣机排水立管在满足排水流量要求下，可以不设专用通气立管。为了检修时不影响下一住户，住宅卫生间一般做降板，降板净空高度至少应有350毫米，在建筑的外墙梁上预埋150普通钢套管(非防水套管)。厨房可以不设置地漏，更没有必要做降板，洗涤池废水从楼板面上200mm 处接入厨房污水立管，有些厨房没有靠外墙，立管就布置在室内。
2、化粪池。常用的国标三级化粪池很多人都很熟悉，知道如何设计，但在一些地区要求设置无动力微型生活污水处理装置来替代传统国标三级化粪池，该装置占地面积比较大，一定要考虑足够的空地位置。
3、阳台雨水。高层住宅建筑阳台应单独设置雨水管，且不能直接排放，但相关规定没有规范如何处理那么多雨水管的间接排放，笔者归纳了如下几种常用的处理措施：
第一，有架空层的高层住宅，阳台雨水直接落到地面地漏或雨水沟内；
第二，无架空层的高层住宅，阳台雨水经局部统一收集后，排入附近雨水口，不需要设置水封井；
第三，有地下室的高层住宅，如果地下室顶板上有覆土做园林，阳台雨水应排入地下室顶板上雨水沟内，如果局部地方不能排入雨水沟，雨水立管进入地下室后，不能直接排至地下室排水沟内，应悬吊排出至室外，最后进入室外雨水口。
4、空调冷凝水。目前国内虽然相关规范未作规定，但空调冷凝水也应采取间接排水， 否则同样存在臭气进入室内的问题。如果室外空调机旁有雨水地漏，应将冷凝水直接排入地漏内；如果附近没有地漏，需要设置DN32的专用空调冷凝水排水立管，管材采用给水塑料管。
二
随着人们生活水平和安全意识的提高，高层建筑对消防系统也提出了更高的要求。当外部的消防力量无法对高层建筑本身提供保护时，立足自救就成为高层住宅建筑消防系统的主要目的。
根據规范的规定，大多数的住宅小区、单体建筑及高层建筑等，均应设足够的消防水池 及加压泵房，来满足区域消防供水的要求。另外，在高层住宅建筑的消火栓系统设计中，室外消防用水量应按建筑总体积计算，避免把各幢楼体分开，按各幢体的体积计算室外消防用水量，未按整个住宅建筑群总体积计算。设计人员要根据房子的体积选择室外消火栓用水量设计参数。并严格按照规范的规定："室外消火栓用水量应按消防需水量最大的一座建筑物或一个防火分区计算"，依此条文进行计算。按规范设定建筑防火设计类别，确定室外和室内消火栓用水量，尽量防止消火栓用水量计算错误，这可能会影响室外消防水池贮水量或室外消防管道管径不足。在室内消火栓系统设计中，高层建筑可共用消防水池、消防泵及消防水箱。目前常发现的问题是，乙幢消火栓环状管网由区域内设有消防水源的甲幢供给，乙幢在两根引入管上均设有阀门，每根竖管上下亦设阀，但底部环状管上中间未设一个分段检修阀，若底部环状管某段损坏要进行检修时，就必须关闭二路进水，造成整栋楼无消防水源，存在着极大的安全隐患，违反了规范的规定。消防水泵房向环状管供水的加压管不应少于两条。环状管上应分段设阀门，即在两根出水管之间要设阀门，环状管上至少还要再设一只检修阀，保证管路分段，检修时才能向管网供应全部的消防用水。
管网安装完毕后。应进行强度试验和严密性试验。如果因为设计人员的失误，仅在管网出现故障需维修，就无法保证消防用水的需要。另外，消火栓给水系统中应按照设计要求和规范规定在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，引起消火栓拴润容易损坏。消火栓栓口的静水压力超过0.8Mpa时，采取分区给水系统，大于0.5Mpa时，则设置减压孔板等减压装置。
自动喷水系统的进化。自动喷水灭火系统是在发生火灾时，喷头动作向消防中心显示着火区域位置，此时湿式报警阀处的压力开关动作自动启动喷水泵并向消防中心报警。消防水泵启动前，首先要满足灭火系统的水压要求。增压水泵的出水量应达到一个自动喷水灭火系统喷头的用水量，并把增压水泵设置在屋顶，尽量轻载启动，启动的速度能满足火灾扑救的需要。再次，将自动喷水灭火系统与消火栓给水系统增压水泵的出水量都统一定为5 L／s。它将大大增加二个系统共用一套增压装置的可能性。也就是说，它可能增加的投资不多，甚至不增加投资。但却大大加强系统的可靠性。这在实际工作中对降低工程的造价也是有益的。报警阀前环状供水管道应能保证每个报警阀双向供水《自动喷水灭火系统设计规范》规定："当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。"喷头应布置在顶板或吊顶易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。当喷头附近有不可避免的障碍物时，应按《自动喷水灭火系统设计规范》。喷头与障碍物的距离的要求布置喷头或增设喷头，补偿因喷头的洒水受阻不能到位灭火的水量。增压装置出水管上安装两个电接点压力表，增压泵的启停和消防泵的启动可根据压力值来控制，并设压力开关等辅助报警装置，当管网压力持续下降至启动压力下限点的0.05 MPa时，马上启动自动报警。相反，压力升至这个临界点时，自动接触报警功能。水压试验便安装水流指示器，而水流指示器必须在水压试验、系统冲洗合格后方可进行安装。自动喷水灭火系统报警阀门安装前要进行渗漏性试验。造成一旦发生渗漏，火灾报警不准确，如果是湿式自动喷水灭火系统，还要按设计要求安装自动排气阀。
另外，自动喷水系统正由原来的大水量水喷淋系统向小水量的细水雾系统过渡，而且已经有公司开发出更先进的绿色环保产品，可以完全避免水对电器设备造成的损害。高层建筑采用细水雾系统可以减少水量的储备，大幅度地减少设备面积，并增强对火灾的探测能力。火灾探测器部分将逐步由红外控制取代烟感、温感元件，经电脑逻辑判断是照明还是火焰，并对喷水系统实施开关，使火灾在萌芽状态中即被扑灭，以尽可能减少损失，提高灭火效率。在设计中，可以参考专业公司的相关资料，采用合理的设计，保证灭火系统的效果。随着科学技术的发展，高层建筑给排水的发展趋势也将更加迅速地向人性化、智能化、环保化的方向发展。
三
高层住宅建筑给排水设计与普通多层住宅在消防、生活给水、雨污水排放等方面有很大的不同，设计时仅仅满足规范要求是不够的。设计者应对用户的需要充分了解，否则可能给用户的使用带来很大的不便。高层建筑对给排水设计施工的质量要求高，设计时考虑周全一些，会给工程的整体质量的提高打下良好的基础。在进行高层建筑给排水设计时，设计者应对现场的情况、管道材料、卫生设备等充分了解，这样才能较好的处理设计过程中的一些细节问题。
参考文献：
[1] 袁文蔚.高层住宅给排水及消防系统的设计[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2004(4).
[2] 韩永庆.高层建筑给排水中的几点新趋势[J].山西科技,2009(5).
[3] 刘维禄,刘益鑫.高层建筑给排水消防设计探讨[J].江西化工2011(3).
[4] 汪佳,高层建筑给排水消防设计刍议[J].中国高新技术企业,2007(6).
[5] 缪永刚,辛峰. 高层建筑给排水系统设计[J].中国新技术新产品,2009(8).
[6] 邱冠文.高层建筑给排水系统安装及施工技术[J].山西建筑,2004(4).
[7] 张东,高层建筑给排水施工技术[J].山西建筑,2009(24).
[8] 杜亚民,高层建筑给排水施工方法[J].黑龙江科技信息,2007(3).
[9] 赵峰斌,高层建筑给排水设计探讨[J].科技风, 2009(16).