溫 杰 太原供水集團(tuán)有限公司

1 前言

給水工程的施工質(zhì)量和高層建筑施工質(zhì)量之間有著密切聯(lián)系，因此建筑施工單位對(duì)此也十分重視，但高層建筑給水工程本身的施工難度就比較大，在設(shè)計(jì)階段和施工階段需要面臨的影響因素也比較多，因此必須進(jìn)行仔細(xì)分析，這樣才能真正做好高層建筑的給水工程施工。

2 高層建筑給水工程特點(diǎn)

在高層建筑的給水工程中需要重點(diǎn)考慮的是在保證給水壓力的同時(shí)要處理好系統(tǒng)中的各種雜質(zhì)，避免影響水的順暢流通。給水工程中的重要環(huán)節(jié)是安裝和調(diào)試，在安裝環(huán)節(jié)中通常會(huì)使用PP-R 管和UPVC 管，兩種管材的相似度比較高，不同的是安裝過程中使用的技術(shù)手段。在調(diào)試過程中重點(diǎn)針對(duì)管道壓力，具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，給水工程中需要對(duì)給水壓力予以密切關(guān)注，要做到科學(xué)合理的選擇管徑，選擇管徑過程中通常都會(huì)使用最小管徑法和臨界流量法，前者指的是在用水高峰期測(cè)試管徑壓力，后者指的是通過臨界流量測(cè)管徑壓力，最后結(jié)合具體壓力值對(duì)給水管道的管徑進(jìn)行確定[1]。管徑確定以后需要做好連接以及垂直處理，同時(shí)考慮到環(huán)境因素的影響，如果在北方寒冷地區(qū)需要對(duì)給水管道做好防凍處理，這樣可以保證給水系統(tǒng)的功能性得以持續(xù)發(fā)揮。

3 高層建筑給水工程中容易出現(xiàn)的問題

壓力問題是高層建筑給水系統(tǒng)中最容易出現(xiàn)的，主要原因是受層高的影響，對(duì)于樓層較高的用戶都會(huì)采用二次加壓的方式供水，同時(shí)通過市政直接供水的方式向低層的用戶供水。但在實(shí)際施工中無法準(zhǔn)確對(duì)壓力進(jìn)行控制，導(dǎo)致當(dāng)高層供水壓力滿足以后，低層供水壓力過大，很容易引發(fā)低層供水管道破裂的問題。但如果將低層管道的供水壓力控制在合理范圍內(nèi)，又很容易導(dǎo)致高層供水壓力難以滿足需求，進(jìn)而出現(xiàn)水壓下降甚至是無水的情況。因此一般在設(shè)計(jì)過程中需要分別設(shè)計(jì)高層用戶和低層用戶的供水系統(tǒng)，從而最大限度地控制高層建筑水壓，令整個(gè)建筑的用水需求都能夠得到充分滿足。

除了壓力問題，施工人員的專業(yè)性也會(huì)對(duì)高層建筑給水工程造成一定影響。當(dāng)前我國(guó)的建筑技術(shù)水平已經(jīng)步入了世界前列，各種先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)都已得到了廣泛應(yīng)用，但施工人員整體素質(zhì)還不能充分滿足高層建筑的建筑施工要求。尤其在給水工程中，一些人員的專業(yè)知識(shí)比較薄弱，甚至是沒有接受過專業(yè)化教育，但這些人員卻經(jīng)常出現(xiàn)在重要的崗位中，對(duì)工程質(zhì)量造成了一定影響。另外由于某些施工人員對(duì)高層建筑給水的工程重視度不高，沒有嚴(yán)格監(jiān)督施工設(shè)計(jì)和相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，導(dǎo)致工程質(zhì)量得不到充分保障[2]。

4 保證高層建筑給水工程質(zhì)量的措施

4.1 控制水壓

控制水壓是高層建筑給水工程中非常重要的內(nèi)容，對(duì)供水質(zhì)量具有直接影響。工程進(jìn)行中要以高度為基礎(chǔ)合理設(shè)置供水壓力，然后建設(shè)給水系統(tǒng)，并且要根據(jù)不同高度對(duì)給水壓力進(jìn)行區(qū)分。可以將建筑外部水管網(wǎng)的直接供水壓力作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，而不是將高層用戶和低層用戶等作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，然后再進(jìn)行供水壓力測(cè)試，如果水壓和水量不能滿足使用要求，或者在用水高峰期壓力明顯下降，可以根據(jù)具體情況為基礎(chǔ)調(diào)節(jié)給水壓力。

4.2 提升施工技術(shù)水平

若想以更專業(yè)化的方式開展高層建筑給水工程，施工相關(guān)人員的技術(shù)水平必須滿足要求，因此正式開始施工之前應(yīng)對(duì)所有施工人員進(jìn)行一次系統(tǒng)化培訓(xùn)和評(píng)估[3]。重點(diǎn)評(píng)價(jià)其是否具備高層建筑給水工程的施工資質(zhì)，更要讓其認(rèn)識(shí)到給水工程對(duì)于高層建筑的關(guān)鍵影響。除了施工人員，在給水工程的施工中必須要具備經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員，這樣才能保證順利完成施工和工程質(zhì)量。

5 高層建筑建設(shè)工程設(shè)計(jì)和施工技術(shù)

5.1 高層建筑的給水工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在工程開始之初，應(yīng)合理評(píng)估用水量以及給水方式，準(zhǔn)確劃分給水區(qū)域，劃分給水區(qū)域時(shí)可以參考實(shí)際的用水需求，接下來計(jì)算給水管道中的水流量和流速，最后依據(jù)計(jì)算結(jié)果并結(jié)合相關(guān)要求設(shè)計(jì)和繪制給水工程的施工圖紙，為了保證施工圖紙的規(guī)范性，在設(shè)計(jì)過程中還要充分考慮周圍環(huán)境因素的影響。在給水設(shè)計(jì)中具體形式主要有兩種，分別為常規(guī)用水需求和高峰時(shí)期的用水需求，這兩種方式都需要通過實(shí)際測(cè)試得到具體數(shù)據(jù)才能開展具體工作。施工過程中要注意，建筑中的給水管道應(yīng)對(duì)彎道數(shù)量進(jìn)行控制，以此保障給水管道的通暢性，但在實(shí)際施工中不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種彎道和連接，因此可在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出更加順暢的聯(lián)系方式，比如可以使用45°或者順?biāo)绞竭B接，這樣能夠有效避免給水管道發(fā)生淤堵的情況，不僅可以使給水管道的通暢性得到充分保障，而且也不容易發(fā)生管道泄漏[4]。

5.2 高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

第一，需要準(zhǔn)確定位建筑給水引入點(diǎn)，一般應(yīng)從兩點(diǎn)引入，并且明確控制方式，一般情況下有兩種閥門，即閘閥和止回閥。

第二，依照市政給水資料在采用市政給水時(shí)，要分析和確定余壓供水區(qū)間，通常情況下應(yīng)該是高層建筑的地下部分再延伸到上方建筑的三、四層。

第三，依照建筑功能區(qū)域的不同和用水點(diǎn)的相關(guān)資料來精準(zhǔn)定位建筑上方部分的生活給水系統(tǒng)并進(jìn)行分區(qū)，主要原則是根據(jù)建筑高度，以35m～60m作為分區(qū)劃分的標(biāo)準(zhǔn)，建筑對(duì)供水要求的等級(jí)越高，其分區(qū)建筑劃分的高度相對(duì)會(huì)降低；同時(shí)還要對(duì)具有建筑功能一致的空間加以衡量，盡可能使其保持在相同的供水分區(qū)內(nèi)。

第四，準(zhǔn)確定位屋面，包括各個(gè)分區(qū)的生活或消防水箱所在的位置情況，水箱的具體容積、形狀還有規(guī)格參數(shù)等需要依照計(jì)算結(jié)果來確定。

第五，依據(jù)各個(gè)水分區(qū)，加以優(yōu)化各用水點(diǎn)，做好給排水平面布置，各分區(qū)的給水立管可以將其安裝在同一個(gè)管道井內(nèi)，這樣更加便于檢修維護(hù)；分層給水計(jì)量除非有特殊的說明、要求，一般情況下不會(huì)多加考慮；分層給水控制則不同，如果沒有明確要求，需要進(jìn)行考量；給水管線在布置上應(yīng)確保水力條件保持在良好狀態(tài)；明確給水管線材質(zhì)，這樣有利于水力計(jì)算，并且核查相應(yīng)水力計(jì)算表。

第六，給水立管需要明確標(biāo)注編號(hào)，同時(shí)將管道井的大樣圖繪制出來，分層給水支干管需要和相應(yīng)分區(qū)給水立干管結(jié)合連接在一起。

第七，依據(jù)給水管線平面設(shè)計(jì)情況，將給水軸測(cè)圖的各個(gè)要素繪制出來，給水水力計(jì)算表要完成編制，在編制過程中關(guān)注到是否會(huì)進(jìn)行集中熱水供應(yīng)；通常情況只要求對(duì)具備代表性的給水管線進(jìn)行明確的水力計(jì)算，其他部分只需要依照計(jì)算結(jié)果作為參考，從而對(duì)流量、管徑還有水頭損失等參數(shù)進(jìn)行確定。

第八，依照水力計(jì)算得出的數(shù)值結(jié)果，對(duì)整個(gè)建筑給水系統(tǒng)的管徑進(jìn)行確定，但是為了消除片面化的結(jié)果影響，需要依照計(jì)算結(jié)果對(duì)管徑進(jìn)行頻繁的更換；建筑給水需要依照水頭損失來計(jì)算，設(shè)備所需要的設(shè)計(jì)揚(yáng)程，針對(duì)最上區(qū)域，應(yīng)該關(guān)注到屋面消防水箱采用生活水泵供水；同時(shí)從流量計(jì)算資料中分析和確定建筑給水設(shè)備設(shè)計(jì)流量的具體參數(shù)。

第九，如果整體建筑當(dāng)中所設(shè)置的中水系統(tǒng)要求有明確規(guī)定，那么其系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以參考以上步驟來進(jìn)行；最后，做好圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、完善還有相關(guān)資料整理歸納等后續(xù)工作。

5.3 給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工

設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)時(shí)要注意，為了讓水流量的顯示更加準(zhǔn)確和方便，必須做好水表的設(shè)置。水表的位置必須科學(xué)合理，比如在某高層建筑中由于高層水表不便于安裝，因此采用了如圖1所示的電子遠(yuǎn)傳水表和IC卡水表，同時(shí)在水表附近預(yù)留了足夠空間，保證了后期維護(hù)維修以及讀表的便利性。另外由于高層建筑有著比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，以至于輸水網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性也會(huì)比較大，為了保證順暢輸水的同時(shí)，在維護(hù)維修中不對(duì)管線造成任何影響，可以在輸水管線的底部設(shè)置水表?？紤]到節(jié)能環(huán)保方面的要求，設(shè)計(jì)熱水管線時(shí)應(yīng)充分利用太陽能，應(yīng)在分析當(dāng)?shù)毓庹找蛩匾约敖ㄖ牟季种蠛侠砜刂茻崴到y(tǒng)的安裝、維護(hù)以及運(yùn)行。

圖1 電子遠(yuǎn)傳水表

5.4 消防用水系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)和施工

凈水壓力是供水管道中必然存在的，由于高層建筑的垂直距離比較大，因此如果將單獨(dú)的供水系統(tǒng)用于一個(gè)地區(qū)的供水，那么很可能會(huì)令凈水壓力超過安全值而導(dǎo)致管道崩潰的情況，將令供水系統(tǒng)無法正常工作，最終整個(gè)建筑都會(huì)因此無法正常用水。因此，為了保證高層建筑用水的安全性和可靠性，需要對(duì)凈水壓力進(jìn)行合理控制，避免壓力過大而損傷管道。對(duì)此可以通過合理設(shè)置垂直分區(qū)的方式加以解決，而且在施工過程中應(yīng)選擇強(qiáng)度更大的管道，以此更好地抵抗水壓。在高層建筑中，給水工程設(shè)計(jì)和施工還必須要關(guān)注消防問題，要保證建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防系統(tǒng)能夠正常用水，而且水的壓力必須滿足要求。通常在實(shí)際的設(shè)計(jì)和施工中都會(huì)將供水壓力控制到2.4MPa以下，如果消防管道中的供水壓力低于2.4MPa，應(yīng)添加減壓閥控制垂直部分[5]。另外還有一點(diǎn)必須要注意，層數(shù)越高發(fā)生火災(zāi)的概率越大，救援難度也更大，因此對(duì)于層數(shù)高的樓層消防管道供水必須格外重視，除了要控制電氣設(shè)備的數(shù)量，降低火災(zāi)發(fā)生率，還要合理設(shè)置消防用水，保證在火災(zāi)發(fā)生時(shí)消防系統(tǒng)能夠滿足滅火和減緩火勢(shì)的需求。這就需要設(shè)計(jì)消防供水時(shí)應(yīng)保證報(bào)警閥給水系統(tǒng)以及噴水泵的有效連接，可以使用垂直循環(huán)的方式開展設(shè)計(jì)施工，這樣消防系統(tǒng)供水就不會(huì)受到限制，可以在關(guān)鍵時(shí)刻保證用水量，具體如圖2所示。

圖2 消防用水系統(tǒng)

5.5 施工質(zhì)量的控制要點(diǎn)

安裝各種管道支架、吊架設(shè)備過程中要參考高層建筑的施工圖紙，并且安裝給水工程閥門之前需要進(jìn)行手動(dòng)試壓，保證給水管道的承壓能力在安全范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)完畢且正式開始施工之前應(yīng)清理一切雜質(zhì)和污垢，如果安裝過程中因?yàn)槠渌蛐枰獣和Ｊ┕ぃ龊梅忾]處理，避免管道內(nèi)部進(jìn)入其他的污染物，并做好給水管道的系統(tǒng)試壓和清潔工作，具體有以下三項(xiàng)。首先，在正式開始內(nèi)隱蔽工程埋管前進(jìn)行試壓[6]。其次，針對(duì)所有給水管道開展壓力測(cè)試，為了保證精度，壓力表的等級(jí)不應(yīng)低于1.5，且壓力表的最大刻度值不應(yīng)低于試驗(yàn)壓力的2 倍。試驗(yàn)過程中應(yīng)在系統(tǒng)的底部安裝壓力表，試壓用水必須清潔無任何污染物。以某次高程建筑的給水工程為例，試壓過程中給水壓力為1.0MPa，試壓時(shí)間為10min，過程中發(fā)現(xiàn)壓力下降幅度在0.02MPa以下，經(jīng)過降壓和密封檢查以后沒有發(fā)現(xiàn)管道泄露，證明順利完成了試壓工作。最后，試壓結(jié)束以后要清洗整個(gè)管道，過程中應(yīng)使用清潔水源，為了保證清洗效果，管道的水流速不應(yīng)低于每秒1.5m，而且必須要保證連貫完成，直到出水口流出達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的水之后才能結(jié)束清洗工作。

除了上述方式，還要結(jié)合以下幾點(diǎn)控制施工質(zhì)量。第一是施工人員，這一點(diǎn)前文已經(jīng)提到，相關(guān)施工人員必須滿足高層建筑給水工程施工的要求，應(yīng)在正式開始施工之前進(jìn)行全面考察，如果不滿足要求可以對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)或者重新選擇。第二，管道質(zhì)量必須得到保證，這一點(diǎn)應(yīng)在施工開始之前結(jié)合高層建筑的供水需求等選擇管道材料，務(wù)必保證管道材料質(zhì)量，避免在使用過程中發(fā)生爆管等質(zhì)量問題。第三，所有人員必須提高對(duì)給水工程的重視，尤其是監(jiān)理人員，必須重視自身責(zé)任，尤其要做好對(duì)整個(gè)工程的監(jiān)督。

6 結(jié)束語

綜上所述，明確高層建筑給水工程的特點(diǎn)、現(xiàn)有問題，然后采用相應(yīng)措施解決問題，同時(shí)開展合理設(shè)計(jì)和施工，是保證給水工程質(zhì)量的有效手段，同時(shí)也是保證整個(gè)高層建筑施工質(zhì)量和安全性的必要手段，相關(guān)人員對(duì)此需提高重視，以此才能真正做好高層建筑施工。