高层建筑给水排水工程设计

李春颖

摘要：高层建筑给排水设计对于人们的正常生活和建筑的使用有着很重要的意义，为了确保人们能够安心居住，对建筑给排水设计和施工过程需要加强重视。在整个工程中，设计人员作为整体施工的指导工作，其科学合理地对给排水的实际应用有重要的意义。基于此，本文对高层建筑给水排水工程设计进行分析,并且提出了几点相关性浅见。

关键词：高层建筑；给水排水；工程设计；分析

引言

由于高层建筑对工程技术提出了更高的要求并且其所需的给水排水设计规模也较大，因此在实际的设计与规划阶段更需要严格遵守相关标准与规范，以免在工程过程中产生技术上的问题。同时，在这一过程中也需要注意提升系统的质量与性能，以确保能够满足高层建筑用户的使用要求。

1高层建筑给水排水工程的特点分析

高层建筑独特的特点，使其给排水工程在设计、施工、材料、管理等方面都有很高的要求。结合实际分析，与低层建筑给排水工程相比，高层建筑给排水工程的特殊性主要体现在以下几个方面：①静水压力过大，这是高层建筑给水系统、热水系统及消防系统的特点。因此，为了保证供水系统的稳定运行，有必要进行合理的垂直分区，降低其静水压力。这一环节的设计可以减少建筑使用阶段供水系统维护中许多不必要的麻烦，需要我们给予足够的重视[1]。②高层建筑给排水系统承受着大量的水。由于给排水设备用户多，且总体居住密度过大，高层建筑给排水系统瞬时给排水量很大，一旦发生给排水管道堵塞事故，它会有一系列的影响。因此，在工程设计过程中，必须以满足给排水需求为出发点，着力提高整个系统的可靠性。③排水量大，排水管道长。与低层建筑相比，高层建筑的排水管道要大得多，且总长较长。因此，为了使管道的压力波稳定，必须尽可能提高管道的排水能力。为了释放排水管内的压力，应合理设置排气管。应强调的是，管道和管件的选用必须符合国家标准，才能保证施工质量。

2给水排水系统设计具体内容

2.1排水设计

在高层建筑排水管道的设计中，重点应放在将所有废水排放到特定区域。与此同时，为了充分利用水资源，排水系统设置了各种设施，方便废水循环再用。在给排水工程的排水系统设计中，首先要根据民用建筑设计的一般原则，设计出最佳的排水形式，然后确定污水和废水的排放路径和方向，明确排水管道安装的方向，最后规划排水系统和外部连接，卫生洁具的发展趋势。当上述三大设计工作完成后，要做好雨水收集、空气调节、排水等高级工程规划，确保高层建筑排水回收利用的效率。

2.2消防设计

在高层建筑给排水工程系统中，室内消防设计也是一个关键环节，主要体现在增压供水、自动注水、消火栓施工等工程中。自动喷水灭火系统可分为封闭式、雨帘式和水帘式三种。因此，对于高层建筑，有必要结合室内消防的具体情况，选择最佳的室内消防设计形式。

2.3给水设计

对于高层建筑给水工程，设计难度很大，因为必须保证各层的用水量，必须准确计算用水量，这也是实施给水方法的基础。此时，施工单位必须参照高层建筑的具体情况，科学设置供水小区，并在此基础上实施小区供水系统设计[2]。当然，在这个过程中，准确计算供水管道中的水流参数也是一个不可忽视的步骤。通过这种方式，可以帮助施工人员获得供水管道的相关数据和信息，具体涉及管径、类型等。此外，在给水工程设计中，还有必要对给排水系统地质、高层建筑施工标准等因素进行综合分析。在规划供水工程施工图的基础上，保证各施工环节的质量。

3高层建筑给水排水工程设计前准备工作

通常，在建筑给排水设计中，高层建筑比一般建筑更加复杂。不但需要综合思考用水和排水需求，还需要使排水系统能够正常运行。在进行高层建筑给排水设计时，需要掌握建筑的特点，按照建筑实际情况实施针对性的设计。制定相应的给排水设施安装位置，便于给排水管道的顺利工作。同时，在设计中，还需要掌握建筑的给水和排水高峰期，将设计的合理性增强，使得高层建筑给排水系统能够安全可靠。在对于高层建筑给排水设计中，设计人员需要做好前期的调研和设计需求工作，在这当中，主要就是依据业主和建筑图纸规划以及当地的水文因素等状况。在给水角度出发，需要对当地的用水需求和高层建筑用水量等做好调查。为了确保排水效果，就需要对建筑周边污水排放点进行明确，对排水管径和路径进行合理设置[3]。另外，在高层建筑给排水设计中，做好施工场地勘查，以此来对给排水管道合理分配等，确保高层建筑给排水合理设计，对人们的正常生活不会造成影响。

4高层建筑给水排水的设计要点

4.1高位消防水箱设置和消防系统设计

在针对高层建筑给排水设计时，设计人员需要重视高位水箱位置的设置。通常，高位消防水箱需要在建筑屋顶进行设置，因为一些地形的因素，高层建筑屋顶没有在该区域的最高位置，如果没有将其设置在最高位，在产生火灾之后，尽管前期能够将火势很好的控制，然而若是火势太大，对于后期的扑救工作就会带来很大的影响。因此，设计人员在高位消防水箱的设置时，需要和建筑规划人员做好沟通，将消防水箱设置在最高处，保证建筑的消防安全。对于建筑消防系统的设计中，需要对生活用水和消防用水进行分开设置，在现实当中，一些设计人员通常将这两者混合在一起设置，这样就会减少居民用水容积，通常，生活用水占比小于合用水箱的一般，同时在对消防管网试水时，如果阀门没有紧闭，就会对生活用水产生污染。并且，消防水箱当中水的更新周期较长以及频率低，其中很容易产生细菌，从而对居民的用水安全和身体健康带来很大的危害

[4]。另外，设计人员需要对自动喷水灭火系统进行重视，在对高层建筑给排水设计过程中，需要和喷水灭火系统有效结合起来，在这当中需要重视的因素有以下相关方面：第一，在对自动喷水灭火系统配水管入口减压设计当中，需要掌握喷水系统有关参数，将水泵扬程和配水管入口压力进行明确，将其合理设计，并且还需要对高层建筑当中水力损失率进行重视，做好减压设计。第二，在对走道喷头设计中，需要对喷头的数量加强重视，通常，喷头数量不能大于8个，对其在配水支管位置合理安装，需要重视的就是，配水管的直径过大的情况。第三，对自动喷水灭火系统末端的试水装置的设计，在设计前，需要对装置的型号和规格做好明确化，按照实际的型号要求来采用间接排放的方式进行排水管的设置，防止装置当中的气体流入房间，从而影响人们的身体健康。第四，主要是对自动供水报警阀的设计，该设计相对于高层建筑非常重要，在产生火灾时可以自动报警同时采用自动喷水泵进行灭火，从而对高层建筑的安全性能提升。第五，信号阀的设计，该设计作为自动灭火系统的主要构成部分，在对自动喷淋系统阀门中需要应用到该设计，防止阀门误关造成给排水系统整体受到很大的影响。

4.2加强雨水系统设计

在雨水系统的设计中，通常出现的问题主要有两点：第一，高层建筑屋面和阳台的排水问题，通常，建筑屋面和阳台排水都是共用同一个排水管，若是遇到暴雨，屋面雨水就会导致雨水管满流，并且还有阳台的雨水排水，使得屋面雨水从阳台流出，所以，在对给排水系统的设计中，雨水系统设计尽可能分别设计为阳台雨水和屋面雨水，以此来避免产生反水的情况。若是应用组合方式设计，在这当中就需要重视，在设计中，增大拐弯中以后的雨水管道型号，以此来避免因为雨水斗设计面积超过实际面积，使得雨水管当中产生相应的压力流，造成阳台出现反水情况。第二，雨水排水管材的选择问题。通常，雨水管配水管的材料都是塑料管和金属管，还有一些采用的是钢塑复合管等承载能力比较好的管材。在对室内雨水管道选取中禁止选用排污系统的管道[5]。

4.3合理设计建筑给排水管道

在针对高层建筑给排水管道设计中，通常可以从以下相关角度进行入手：首先，对高层建筑结构特点进行掌握，并且在此基础上，按照用户的要求，对既有给排水设计方案实施优化处理，以此可以满足用户的相关需求。在设计的设计中，给排水设计人员需要对高层建筑给水和排水量准确的计算出来，对给排水管道间的距离合理控制，同时和建筑内部结构特点结合起来，将卫厨之间的距离缩短，从而节省水资源。第二，为了能够提升高层建筑的给排水管道设计实施效果，在设计中就需要将工程量做好核对。例如，在高层建筑进户管道的设计中，需要和管道的实际运行情况结合起来，采用直径比较大的管道，同时对管材合理控制，这主要是由于进户管道的水是直接供用户饮用，如果管材的质量不符合要求，对人们的生命财产安全有着很大的威胁。如果采用塑料管道，就会出现一定的噪音，因此，在塑料管材的设置中，对给排水管道和建筑结构保持一定的空间，这样就可以降低噪音，避免给人们的正常生活带来影响。

5实例工程的应用

某小区有16栋楼，其中，27层的高层商品住宅楼共有6栋，20层的高层商品住宅楼共有5栋，其余建筑都是33层的高层商品住宅楼。其中，20层的楼高达69m，底部建有地下室两层，主要用于物业管理、商业、停车等方面。

5.1高层建筑给水系统设计

高层建筑给水系统主要是在竖直方向分区，高层建筑达到一定高度后要采取合适的分区方向。合理明确给水系统分区就成为方案设计的前提条件。在实际操作时，假如分区时压力过高，就会使得低层压力过大，甚至产生噪声大和用水设备损坏等不良后果。反之，假如压力过小，也会增加造价。所以，必须按照高层建筑实际要求，确定给水系统的竖向分区、管道质量以及其他配件所能承受的工作压力。在明确高层建筑分区方向后，人们应该合理选择建筑给水方式。一般来说，高层建筑可选择无水箱式给水、高位式箱以及气压罐式等给水方式，遵循经济、技术可靠、安全为原则。设计时，设计者要综合考虑居民每日最高用水量。很多住宅小区综合性能比较强，首先应该统计不同住宅楼的用水量，然后将它们在同一时间的用水量进行叠加，最后选取最大用水量作为整个小区的用水量。该小区的设计总用水量分为：最高小时量为20m3/d，最高每日用量为200m3/d。按照市政约0.30Pa的给水压力，此小区可分为3个竖向区。其中，低分水区为1～4层，中分水区为5～15层，高区为16～27层。另外，商业楼由市政直接供水，专门设有商业用水表，但不影响其他用水。考虑消防安全需要，小区住宅楼内配有区域式消防栓，这种消防栓可以达到临时高压消防的预期效果[6]。同时，还安装了起加压作用的消防安全系统。这样一来，该小区就能够更好地预防消防事故。

5.2高层建筑排水系统设计

高层建筑排水系统设计要采用合理的通气管道，以达到最佳的排水效果。因此，高层建筑要配备排水、通气系统。为了解决快速排出污水的问题，设计者必须优化管道布局，确保管道气压稳定，预防堵塞。同时，选择防震且稳固的材料来安装管道，保证不影响居民的生活质量。进入排水管道的污水流速比同一时间排出去的污水要快很多，小区应该配备优质的通气管道，使得压力自主产生，并在排水管道下面汇聚，以免对卫生器具造成破坏。如果设置独立的通风透气管，就可以使管道内部空气流量达到平衡，以免卫生器具使用时产生气泡。为了保证卫生器具使用的舒适化，设计者要合理设计其排水口位置。例如，坐便器大小相同，因此安装位置必须合理设计，以更好地满足居民生活要求。高层建筑必须合理设计和安装地漏，以便快速排出污水。通常，住宅都将地漏设置在卫生间和厨房。如果地漏设置在卫生间，底板应该向下沉

400mm左右。同一层可以布置横向排水管，其下层要设置一层专门的防水层，解决漏水问题。

5.3高层建筑给排水设计的节水措施

5.3.1运用优质管材与阀门

为了使竖向排水的噪声减小，高层建筑要使用螺旋消声管材，使用铸铁管道系统。相较于传统塑钢产品，其具有抗腐蚀、防火、低噪声和耐高温的特征。在建筑室外排水系统中，聚乙烯塑钢缠绕排水管要比传统排水管道更有优势。通常而言，给排水管道最好选用直径不小于30cm的复合型管材。

5.3.2变频调速水泵供水

高层建筑一般会使用变频调速水泵水箱联合供水，借助水泵确保高位水箱能够实现从上向下供水，但是为了避免用水点超压，需要安装减压装置。在给水系统中，要运用变频调速水泵进行供水，对水流量进行调节。水泵转速要根据水量需求进行自主调节。如果水量需求较大，应提高电机转速；如果水量需求较小，应适当地调慢电机转速。如此，不仅能减少水罐与水箱等诸多设施的安装量，又能大大减少设备投资支出，防止电机启动频繁而出现电能浪费问题。

5.3.3利用高层建筑的位差

为了提高建筑给排水系统设计的合理性，人们需要结合高层建筑给排水的结构特征，进行设计与优化创新。施工单位要充分利用高层建筑位差显著的特征，减少水资源的消耗量。在日常生活中，居民应高效利用沐浴废水、洗漱废水等杂水，可以将其存储于特定水箱内，采取过滤、沉淀等诸多方式，将杂质清除，用于冲刷马桶。为有效保证底层建筑用水的连续性，应将浮球阀安装于水箱内，有效控制水位。如果水箱内的水位比最低水位低，就要补充常规用水，有效保证用水足量，减少电能和水资源的消耗量。

5.3.4节水型卫生器具

随着科学技术的迅猛发展，卫生器具愈来愈重视节水型设计。研究发现，节水型卫生器具消耗的水资源要比传统卫生器具少30%左右。因此，高层建筑要提高节水型卫生器具的利用率，有效减小加压能耗和水资源消耗量。目前，节水型卫生器具在现代高层建筑给排水系统设计中得到了广泛运用。

结束语

总之，在高层建筑给水排水工程设计当中，需要对设计要点加强合理分析，合理提升给排水系统的科学，对高位消防水箱和消防系统的设计工作加强重视，合理设计雨水系统和给水排水管道，有序提升高层建筑给水排水的安全性，使得建筑给水排水设计工作更好的发展。

参考文献

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[2]杨洪海.高层建筑给排水专业设计及施工要点[J].中华建设,2019(01):140-141.

[3]庄韦戍.对高层建筑消防给水排水系统给水方式的设计选择探讨[J].消防界(电子版),2018,4(17):62+64.

[4]肖亚磊.高层建筑给水排水工程设计及施工技术分析[J].建材与装饰,2018(20):132.

[5]赵秀芳.高层建筑给水排水工程设计及施工技术论述[J].居舍,2017(36):31.

[6]郑建秋.高层建筑给水排水的优化方案设计的探讨[J].住宅与房地产,2017(36):96.