周曉波

摘 要：從設(shè)計的角度對高層建筑的給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)及消防水系統(tǒng)的設(shè)計問題進(jìn)行了分析，并針對目前高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計出現(xiàn)的有關(guān)問題，提出了一些優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：高層建筑;給排水設(shè)計;存在問題;優(yōu)化策略

引 言

我國現(xiàn)行規(guī)范對高層建筑是這樣定義的：建筑高度>27米的住宅、建筑高度>24米的非單層公共建筑及建筑高度>24米的非單層工業(yè)建筑屬高層建筑[1]，建筑高度>100米的建筑為超高層建筑[2]。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高層建筑大量涌現(xiàn)，相比于單層及多層建筑，高層建筑的設(shè)計要求更為嚴(yán)格，尤其是給水排水系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量的高低，直接影響到人們的生活質(zhì)量及身體健康！

一、高層建筑給排水設(shè)計的特點(diǎn)

高層建筑給排水設(shè)計與一般單、多層建筑相比，計算方法、設(shè)計步驟及基本理論是基本相同的。高層建筑具有層數(shù)較多、建筑高度較大、建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建筑功能較廣等特性，使其給排水設(shè)計具有如下特點(diǎn)：①必須有可靠的水源，合理的管網(wǎng)布置;②必須進(jìn)行合理的豎向分區(qū);③應(yīng)力于消防自救;④必須有可靠的排水系統(tǒng);⑤必須嚴(yán)格采取防震、防噪音、防水錘、防沉降等措施;⑥設(shè)計工作量大，施工難度也大。

二、高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題及優(yōu)化策略

2.1存在問題。高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計比較復(fù)雜，比較突出的是水錘問題。水錘是由于管道壓力突然變化（例如突然關(guān)閉閥門），由水的壓縮性引起的供水系統(tǒng)中的沖擊波壓力。水錘破壞力較大，及容易造成爆管事故。

2.2優(yōu)化策略。水錘，是供水管道中經(jīng)常遇見的物理情況，影響供水管道及閥門使用壽命，嚴(yán)重時可能引發(fā)爆管。因此，在高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)預(yù)防水錘的破壞。推薦以下幾種方法：

（1）給水加壓系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置水錘消除裝置[3]，水泵的出水管上裝設(shè)水錘消除器，該設(shè)備主要防止停泵水錘，安裝在水泵出口管附近，利用管道本身的壓力為動力來實現(xiàn)低壓自動動作，防止水錘對設(shè)備和管道的沖擊。

（2）采用控制流速技術(shù)

在建筑給水設(shè)計中，為防止或減少管道水錘的發(fā)生，管道流速宜采用現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的下限值：DN≥80mm時，采用v≤1.8m/s為宜;25≤DN<80mm時，采用v=1.2～1.5m/s為宜;DN≤20mm時，采用v=1.0m/s為宜[3]。

（3）采用恒壓控制技術(shù)

采用變頻控制水泵機(jī)組，采用PLC自動控制系統(tǒng)對變頻泵實行自動控制，檢測管網(wǎng)壓力，反饋控制水泵的啟、停并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)流量，使壓力維持在設(shè)定值范圍內(nèi)，避免壓力波動，使產(chǎn)生水錘的概率減小。

三、高層建筑排水系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題及優(yōu)化策略

3.1存在問題。排水系統(tǒng)含污（廢）水系統(tǒng)及雨水系統(tǒng)，其中污（廢）水系統(tǒng)中的地漏設(shè)置不當(dāng)、水封破壞嚴(yán)重、異味反入室內(nèi)的問題較為常見。雨水系統(tǒng)中尤其要屬陽臺返水問題較為突出，在超過設(shè)計重現(xiàn)期的暴雨發(fā)生時，雨水管道內(nèi)部將形成滿管壓力流，此時陽臺地漏會出現(xiàn)反水問題，最終導(dǎo)致陽臺位置積存的雨水無法快速排出。

3.2優(yōu)化策略。污（廢）水系統(tǒng)地漏的設(shè)置應(yīng)符合《建筑給水排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50015-2019）第4.3.5條規(guī)定“地漏應(yīng)設(shè)置在有設(shè)備和地面排水場所，如：衛(wèi)生間、盥洗室、淋浴間、開水間;洗衣機(jī)、直飲水設(shè)備、開水器等設(shè)備的附近;食堂、餐飲業(yè)廚房間”[3]。

根據(jù)使用場合的不同選擇不同類型的地漏，食堂、廚房和公共浴室等排水設(shè)置網(wǎng)筐式地漏;設(shè)備排水應(yīng)采用直通式地漏;地下車庫如有消防排水時，設(shè)置大流量專用地漏。地漏應(yīng)設(shè)置在易濺水的器具或沖洗水嘴附近，且應(yīng)在地面的最低處。

四、高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題及優(yōu)化策略

4.1存在問題

（1）消防水池容積設(shè)計不合理。消防水池的有效容積設(shè)計偏小，造成此問題的主要原因是設(shè)計人員對建筑消防用水量及火災(zāi)延續(xù)時間判斷不當(dāng)。消防水池的有效容積設(shè)計偏大，存在浪費(fèi)，造成此問題的主要原因是某些地區(qū)由于供水企業(yè)無法保證市政給水系統(tǒng)的安全性，室內(nèi)、外消防用水量均必須儲存在消防水池中，導(dǎo)致消防水池容積設(shè)計偏大。

（2）水泵接合器的數(shù)量不夠或設(shè)置位置不合理。《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974-2014）規(guī)定消防水泵接合器應(yīng)設(shè)在室外便于消防車使用的地點(diǎn)，且距室外消火栓或消防水池的距離不宜小于15m，并不宜大于40m。實際工程中有的水泵接合器設(shè)在拐彎處、地溝邊、墻角下，位置不明顯，消防車無法靠近，操作起來極為不便;水泵接合器的數(shù)量設(shè)計不夠，許多設(shè)計人在確定水泵接合器的數(shù)量時帶有很大的主觀性，沒有按要求獨(dú)立設(shè)置水泵接合器。

4.2優(yōu)化策略

（1）正確計算消防水池容積。在高層建筑設(shè)計中，市政消防給水設(shè)計流量小于建筑室內(nèi)外消防給水設(shè)計流量時，消防供水采用一路消防供水或只有一條入戶引入管時，都要求設(shè)置消防水池。計算消防水池容積時，應(yīng)將火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)室內(nèi)各種系統(tǒng)的消防用水量之和減去市政進(jìn)水管的補(bǔ)水量?？偨Y(jié)消防水池的設(shè)計步驟如下：①對建筑物進(jìn)行定性;②確定建筑物設(shè)置有哪幾種水消防系統(tǒng);③確定哪些消防系統(tǒng)的水量需要儲存在消防水池;④確定水量儲存于消防水池中的每一種水消防系統(tǒng)的設(shè)計流量及火災(zāi)延續(xù)時間;⑤判定水量儲存于消防水池的水消防系統(tǒng)中，哪些水消防系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時需要同時開啟，將這些系統(tǒng)的消防水量相疊加;⑥判定消防水池的容積計算是否需要減去火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)消防水池補(bǔ)水管的補(bǔ)水量;⑦消防水池有效容積計算公式：

（2）嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定設(shè)計水泵接合器的數(shù)量和位置

按照《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974-2014）的要求，室內(nèi)消防給水系統(tǒng)設(shè)置消防水泵接合器的目的是便于消防隊員現(xiàn)場撲救火災(zāi)能充分利用建筑物內(nèi)已經(jīng)建成的水消防設(shè)施。消防水泵接合器的設(shè)置場所：①下列場所的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置消防水泵接合器：a.高層民用建筑;b.設(shè)有消防給水的住宅、超過五層的其他多層民用建筑;c.超過2層或建筑面積大于10000平方米的地下或半地下建筑（室）、室內(nèi)消火栓設(shè)計流量大于10L/s平戰(zhàn)結(jié)合的人防工程等。②自動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)和固定消防炮滅火系統(tǒng)等水滅火系統(tǒng)，均應(yīng)設(shè)置消防水泵接合器。

五、結(jié)語

我國高層建筑在不斷的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了一些亟待解決的技術(shù)問題，需要相關(guān)技術(shù)從業(yè)者不斷探索革新。高層建筑給排水設(shè)計要滿足水壓、水質(zhì)和水量的要求，并根據(jù)這些要求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，最大程度實現(xiàn)建筑的安全性和舒適性。這就要求設(shè)計人員創(chuàng)新對給排水系統(tǒng)的設(shè)計方法，設(shè)計出先進(jìn)、安全、實用的高層建筑給排水系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能減排、安全舒適，不斷提高人們在高層建筑中的工作和生活質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 50016-2014（2018年版），建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

[2] GB 50352-2019，民用建筑設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB50015-2019，建筑給水排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].