劉麗紅

摘要：現(xiàn)代建筑排水設(shè)計(jì)發(fā)展已相當(dāng)完善，但高層建筑具有的功能復(fù)雜、用水要求高、排水量大等特點(diǎn)，使得高層建筑對(duì)給水排水工程及消防工程的設(shè)計(jì)提出了一定的要求。須采取相應(yīng)的技術(shù)措施，才能確保給排水系統(tǒng)的良好工況，滿足各類高層建筑的功能要求。另外，建筑活動(dòng)是人類對(duì)自然資源、環(huán)境影響最大的活動(dòng)之一。因此發(fā)展綠色建筑，貫徹執(zhí)行節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境已成為國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。本文以近些年工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，具體分析了某高層建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；排水工程；設(shè)計(jì)

0引言

近年來(lái)，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及新材料和新技術(shù)持續(xù)應(yīng)用的刺激下，全國(guó)不同地區(qū)高層建筑接連涌現(xiàn)，很多高層建筑以其獨(dú)特的造型成為當(dāng)?shù)卮硇越ㄖ?。而伴隨建筑高度不斷增加，對(duì)建筑給排水設(shè)計(jì)提出了更高要求，并且設(shè)計(jì)本身也出現(xiàn)很多難點(diǎn)，需要注意的問(wèn)題隨之增多。因此，有必要對(duì)高層建筑給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和分析，從而為解決實(shí)際問(wèn)題提供參考和依據(jù)。

1高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

從實(shí)際和設(shè)計(jì)工作去看，高層的供水防火設(shè)計(jì)工作中，存在一些問(wèn)題，這對(duì)正常使用高層建筑產(chǎn)生了一定的影響，總結(jié)問(wèn)題所在，針對(duì)問(wèn)題開(kāi)展設(shè)計(jì)非常有必要，下面內(nèi)容簡(jiǎn)要總結(jié)出幾點(diǎn)問(wèn)題。

1.1給排水消防設(shè)計(jì)合理性不足

高層建筑給排水設(shè)計(jì)中，經(jīng)常出現(xiàn)由于各種主客觀因素，導(dǎo)致消防設(shè)計(jì)不是非常理想的問(wèn)題。比如說(shuō)，設(shè)計(jì)的消防水池，沒(méi)能達(dá)到具體的要求，突出表現(xiàn)在水泵適配器上，其在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，達(dá)不到相應(yīng)要求；消防供水系統(tǒng)不夠完善，消防供水基礎(chǔ)設(shè)施配置不合理，各類要求的滿足程度較低。消防整體設(shè)計(jì)表現(xiàn)出了使用的資源量增加，導(dǎo)致高層建筑服務(wù)功能受到影響。

1.2排水管布置合理性較低

高層建筑中的排水設(shè)計(jì)是非常重要的消防設(shè)計(jì)任務(wù)，但是部分高層建筑的排水管設(shè)計(jì)存在不合理的問(wèn)題，影響到消防泵和與之相關(guān)聯(lián)的區(qū)域，會(huì)有一定數(shù)量的存水。消防排水設(shè)計(jì)沒(méi)能同生活排水設(shè)計(jì)，有效地結(jié)合在一起，這導(dǎo)致消防排水設(shè)計(jì)受到一定影響。

1.3消防栓位置與數(shù)量設(shè)計(jì)不合理

設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于消防栓數(shù)量和位置的確定過(guò)程中，因?yàn)榭陀^因素或者主觀因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)了一定的不合理性，這就影響到了消防設(shè)計(jì)的合理性，消防栓使用功能受到影響，這在很大程度上導(dǎo)致了其使用效率的下降。

1.4受到成本控制的影響

部分建筑工程受到成本資金的影響比較大，給排水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣會(huì)受到成本資金控制的影響，所設(shè)計(jì)出來(lái)的自動(dòng)滅火統(tǒng)，完善性不高，導(dǎo)致在實(shí)際使用時(shí)，部分功能要求不能實(shí)現(xiàn)，這在很大程度上影響到高層建筑使用的安全性。另外，消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)還要考慮到后期的維護(hù)工作，但是卻很少有人注意，也就會(huì)影響到消防系統(tǒng)的使用壽命，也在很大程度上導(dǎo)致高層建筑使用性降低。

2高層建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

由于市政供水管網(wǎng)的水壓無(wú)法滿足城市高層建筑的用水需要，所以在給水系統(tǒng)中一般采用分區(qū)給水這一原則。即較低樓層的用戶用市政管網(wǎng)直接供水，較高樓層的用戶用增壓水泵的方式進(jìn)行供水。 高層建筑的給水方式有很多，一般有高位水箱給水方式、氣壓水箱給水方式、減壓分區(qū)給水方式和變頻泵給水方式。不同地區(qū)可根據(jù)不同的特點(diǎn)采取不同的給水形式，有的工程設(shè)計(jì)中也會(huì)把幾種形式相結(jié)合來(lái)使用。

2.1高位水箱給水方式

這種給水系統(tǒng)主要就是水箱和增壓泵組成。通常有并聯(lián)和串聯(lián)兩種方式，并聯(lián)方式的增壓泵放置在地下室或車庫(kù)，水箱分別放置在各個(gè)分區(qū)，這種方式的優(yōu)點(diǎn)就是各個(gè)系統(tǒng)互相獨(dú)立，若某區(qū)故障停止供水，則其他區(qū)域不受影響。而且水泵集中安裝，便于維護(hù)管理。缺點(diǎn)是要求水泵的功率較大，數(shù)量較多，且分區(qū)水箱占有了樓層的面積，影響整體的經(jīng)濟(jì)效益；串聯(lián)方式的增壓泵和水箱分設(shè)在各區(qū)，低區(qū)的水箱兼做高區(qū)的水池使用，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)勿需設(shè)置高壓管線和高壓水泵，但高區(qū)供水的安全性較差。兩者共同特點(diǎn)是高位水箱長(zhǎng)期擱置會(huì)產(chǎn)生二次污染。目前高位水箱給水方式采用率越來(lái)越少。

2.2氣壓水箱給水方式

氣壓水箱給水方式在設(shè)計(jì)過(guò)程中一般配合減壓閥一起使用。氣壓水箱擱置在地下室或車庫(kù)中，通過(guò)氣壓水箱的壓力配合通過(guò)各分區(qū)的減壓閥分別供給不同分區(qū)的用水。這種給水方式的優(yōu)點(diǎn)是只需要一個(gè)氣壓水箱就可以了，不僅節(jié)省了成本還節(jié)約了樓層面積。而系統(tǒng)管網(wǎng)也相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是氣壓水箱儲(chǔ)水量小，水泵起停頻繁，水壓不穩(wěn)定。運(yùn)行費(fèi)用較高。這種給水形式一般不適用于高層建筑生活給水方式，消防系統(tǒng)多有采用。

2.3減壓分區(qū)給水方式

減壓分區(qū)給水方式和高位水箱的結(jié)構(gòu)類似，區(qū)別在于，減壓分區(qū)給水方式是由一個(gè)水泵把整個(gè)建筑的全部用水量送到樓頂?shù)母呶凰洌儆筛呶凰浞炙椭粮髯缘臏p壓水箱或減壓閥。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是水泵用量少，設(shè)備費(fèi)用較低。缺點(diǎn)是需要水泵的功率較大，運(yùn)行成本高，且加壓閥的穩(wěn)定性較差，供水安全性低。樓頂?shù)乃淙莘e較大，對(duì)于建筑的抗震和結(jié)構(gòu)不利。

3排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高層建筑排水設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于消除由高度引起的重力勢(shì)能，因?yàn)樗髯?00-300m的高處落下，會(huì)產(chǎn)生極大的勢(shì)能，破壞管系。而解決這一問(wèn)題的突破口是分析水流狀態(tài)。在排水立管當(dāng)中，水流中有空氣，是不均勻的，在下落過(guò)程中流量不穩(wěn)定，且滿流與不滿流相互交替。當(dāng)立管當(dāng)中的水流處于柱塞流狀態(tài)，且氣流不會(huì)對(duì)水塞造成破壞時(shí)，會(huì)形成沖擊流，前端為正壓，比大氣壓強(qiáng)大，后端為負(fù)壓，比大氣壓強(qiáng)小，伴隨水塞不斷下落，管內(nèi)氣壓變化，產(chǎn)生噴濺或者是抽吸，影響水封層，致使排水系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

為了確保排水管系的可靠性與安全性，并使設(shè)計(jì)做到經(jīng)濟(jì)合理，第一步應(yīng)防止柱塞流的產(chǎn)生，使水流保持在理想狀態(tài)，即等速水膜流，此時(shí)要通過(guò)水力計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)立管負(fù)荷極限進(jìn)行控制，使其在等速水膜流狀態(tài)下達(dá)到終限流速時(shí)的流量。除此之外，還應(yīng)采用有效的消能措施，減慢水流速度，防止管系受到水流沖擊。通過(guò)試驗(yàn)得知，在立管上按一定間距布置“乙”字形彎能減慢近50%的水流速度，在實(shí)際工程中通常從頂層開(kāi)始按照6層的間隔設(shè)置立管消能裝置；另外一個(gè)能確保管系安全的方法是通過(guò)對(duì)通氣立管的布置實(shí)現(xiàn)與大氣相通，以此釋放正壓為負(fù)壓提供補(bǔ)給，促使管內(nèi)氣壓和大氣壓力相通，使空氣能在立管中流通，并有效排除管內(nèi)有毒有害氣體，避免水封遭到破壞。實(shí)踐表明，通過(guò)對(duì)通氣立管的合理設(shè)置能提高近一倍排水性能。上述方法能在設(shè)計(jì)中有效消除由高度產(chǎn)生的水流勢(shì)能，從而提高系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性[3]。

結(jié)束語(yǔ)

因?yàn)楦邔咏ㄖ枰獫M足人們對(duì)水、電、氣的基本需求，所以給排水系統(tǒng)的施工有一定的難度，如果設(shè)計(jì)師能夠加強(qiáng)對(duì)高層建筑給排水專業(yè)設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)的研究，這樣能有利于我國(guó)高層建筑的裝修工作的開(kāi)展。設(shè)計(jì)師需要通過(guò)高層建筑的總體情況對(duì)管道的位置及管道的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能保障給排水系統(tǒng)的正常安裝和使用，保障人們的基礎(chǔ)生活需求。隨著人們對(duì)生活品質(zhì)的追求，高層建筑的施工質(zhì)量需要得到保障和提高，我國(guó)對(duì)于高層建筑給排水專業(yè)設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)的研究必定更加嚴(yán)格，我國(guó)能通過(guò)解決施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題提高給排水系統(tǒng)的總體運(yùn)用效果，提升高層建筑的舒適程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]路嘉遠(yuǎn)，張祁.淺談高層建筑給水排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2017（15）：220.

[2]劉振中.高層建筑給水排水工程設(shè)計(jì)及施工技術(shù)分析[J].建材與裝飾，2017（05）：12-13.

[3]韓曉冬.高層建筑給水排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].科技展望，2015，25（35）：19-20.

[4]何英.高層建筑給水排水設(shè)計(jì)方案分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（18）：36.

[5]余忠興，余紅健.高層建筑排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的弊病[J].給水排水，2008（05）：85-86.