張學(xué)智

（北京方州基業(yè)建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司甘肅分公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

在城市規(guī)?；l(fā)展中，大量的高層建筑相繼涌現(xiàn)。眾所周知，高層建筑除了高，還具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、用途廣泛、功能繁多、設(shè)備密集等特點。其空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅平面形狀多樣，立面體形也是多變；此外，高層建筑往往體量龐大，通道復(fù)雜，人員過度集中或煙霧彌漫時，復(fù)雜的通道容易使人迷失方向。在這樣復(fù)雜的高層建筑里，生活用水的給與排、消防用水和雨水收集系統(tǒng)等都關(guān)系到人們的正常生活和生命財產(chǎn)安全，十分重要。其給排水系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計備受重視?；诖?，本文就高層建筑給排水設(shè)計要點進行論述[1]。

1 高層建筑對給排水系統(tǒng)的功能需求

1.1 生活給排水功能

日常供水、排水是高層建筑給排水系統(tǒng)的基本功能。高層建筑的用途差異對供水、排水系統(tǒng)的功能有著不同的要求。設(shè)計者必須根據(jù)高層建筑的不同用途先收集原始資料，再開展針對性設(shè)計。

對于那些用途繁雜的高層建筑，必然存在不同性質(zhì)的用水區(qū)域。不同性質(zhì)的用水區(qū)域必須配套相應(yīng)的給水加壓系統(tǒng)。不同性質(zhì)的用水，計費規(guī)則也會不同，給水系統(tǒng)也就不同，需要獨立設(shè)置。一般情況下，高層建筑當(dāng)中的用水類別會包括：業(yè)主日常用水、行政事業(yè)用水、經(jīng)營服務(wù)用水以及特種行業(yè)用水。在對不同供水系統(tǒng)進行建設(shè)的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)及時到當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門對用水收費范圍以及標(biāo)準(zhǔn)進行了解，確保相關(guān)給水系統(tǒng)可以滿足高層建筑各類業(yè)主的實際需求。

除了給水功能以外，暢通的排水功能也是高層建筑給排水系統(tǒng)所必備的。為了確保系統(tǒng)排水性能可以滿足高層建筑日常運行實際需求，相關(guān)工作人員在對其進行設(shè)計的過程中會采用污廢合流制，在地上采用重力流排水方式，在地下采用壓力流排水方式。建筑內(nèi)日常產(chǎn)生的生活污水會經(jīng)化糞池有效處理之后流入室外污水排水系統(tǒng)。對于高層建筑內(nèi)產(chǎn)生的含油廢水，需要經(jīng)過隔油池處理后再排入室外污水排水系統(tǒng)。在開展建筑排水系統(tǒng)室外豎向分區(qū)建設(shè)工作的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)有效結(jié)合高層建筑主體功能分區(qū)，進一步提升高層建筑排水系統(tǒng)建設(shè)的合理性。通常高層建筑排水系統(tǒng)功能分區(qū)會采用單獨建設(shè)的形式，保證各系統(tǒng)運行互不干擾[2]。

1.2 消防功能

高層建筑給排水系統(tǒng)的消防功能是業(yè)主或用戶人身安全的基本保障，應(yīng)該得到設(shè)計單位、建設(shè)單位的高度重視。通常情況下，高層建筑消防系統(tǒng)需要采用臨時高壓給水系統(tǒng)供水，但是《建筑給排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50015-2019）中明確指出“消火栓刷口靜壓力不應(yīng)大于1.0MPa，當(dāng)大于1.0MPa時，應(yīng)采用分區(qū)給水系統(tǒng)。”因此，為保證高層建筑消防功能可以充分發(fā)揮作用，建設(shè)過程中應(yīng)遵守該規(guī)則，設(shè)計人員一般會使用水泵、減壓閥或者減壓水箱進行分區(qū)，甚至?xí)紤]自動噴水滅火功能的設(shè)計。在對該功能進行完善的過程中，應(yīng)當(dāng)以每個報警閥所控制的樓層進行分區(qū)，并盡可能地將消防分區(qū)與生活用水分區(qū)相匹配，使得火災(zāi)發(fā)生之后，消防工作可以第一時間開展。

2 高層建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計要點

2.1 工程案例及設(shè)計依據(jù)

為了探究高層建筑給排水設(shè)計要點，本文主要以某國際大廈為例，該超高層智能型綜合寫字樓總投資約3.8億元人民幣，樓高206m，總建筑面積154053m2（其中包括地下面積30905m2，地上面積123148m2），并且樓層功能劃分為辦公大廳、機動車車庫、會議室、餐廳等。在本次給排水設(shè)計中運用到了多種新技術(shù)，并且針對高層給排水復(fù)雜性特點，給出合理的解決方案，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）為了盡量避免下層管道凈水壓力過大，本次施工采用多種給水系統(tǒng)，使得市政管網(wǎng)余壓得到充分利用，避免引起震動和泄漏等問題；（2）利用雨水回收利用系統(tǒng)，有效利用可再生資源，既經(jīng)濟又環(huán)保；（3）系統(tǒng)在火災(zāi)突發(fā)時，可以提高高層建筑滅火系統(tǒng)可靠性。

2.2 設(shè)計要點

2.2.1 生活給水的設(shè)計

在生活給水設(shè)計之前，應(yīng)該根據(jù)建筑物使用功能對該高層建筑日常生活用水量進行分析，估計高頻段用水期間最大用量[3]。估計結(jié)果如表1所示。

表1 高層建筑生活用水預(yù)估

設(shè)置給水系統(tǒng)分區(qū)，其中負樓層和1樓層由市政水直供，從2~17層，18~35層均由變頻加壓供水；管道布設(shè)形式主要有兩種，分別是上行下給和下行上給；在市政給水管網(wǎng)中將給水水池和泵房設(shè)置在負樓層，引入一根DN200的管道進入地下室，在地下泵房設(shè)置28層水箱給水泵組，每個區(qū)最低壓力0.35MPa。管網(wǎng)干流流速為1.2~2.0m/s，支流流速為0.75~1.2m/s，轉(zhuǎn)輸水泵容積為5~10min[4]。

2.2.2 熱水給水的設(shè)計

在設(shè)計熱水給水系統(tǒng)時，主要對給水系統(tǒng)進行分區(qū)，負樓層和一樓層無熱水，從2樓開始一直到頂層35層，都采用上行下給的管道布置形式。設(shè)置洗臉盆熱水溫度為35℃，淋浴器熱水溫度為40℃，同時用水概率分別以90%和70%計算，熱水盆每小時消耗量為80L，淋浴器每小時消耗熱水量為200L。在供水系統(tǒng)中，冷熱水均由同一供水變頻泵組構(gòu)成，每個區(qū)冷熱水泵供用水點使用，水壓恒定，便于調(diào)節(jié)溫度，熱水循環(huán)主管在總閥之后不循環(huán)，每個系統(tǒng)末端熱水經(jīng)過循環(huán)水泵再次加熱，每層的給水總閥前設(shè)置電伴熱系統(tǒng)，保證用戶在開啟水龍頭后，水溫恒定。

2.2.3 消防給水的設(shè)計

該高層建筑屬于大型多功能建筑設(shè)施,因此消防系統(tǒng)較為復(fù)雜,共涉及到汽車庫自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓滅火系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、智能型主動噴水滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等多個消防設(shè)施，室外消防水池的容積為332m3，消防用水主要接市政管網(wǎng)，室內(nèi)消防水箱的容積為572m3，并且消防供水流程主要為市政供水管網(wǎng)→室外消防水池→泵組加壓給水管網(wǎng)→室外消火栓。如果是室內(nèi)消防系統(tǒng)，其供水流程為：地下生活水池→加壓生活泵組→重力供水→室內(nèi)消火栓。在確定消防用水量時，防火按照一類執(zhí)行，在本次給水設(shè)計中，如果設(shè)定火災(zāi)次數(shù)為一次，那么需要室外供水30L/s，室內(nèi)消火栓消防用水為40L/s，自動噴水滅火系統(tǒng)需要用水25L/s，如果火災(zāi)延續(xù)時間為3h，那么室外每小時用水量為108m3，室內(nèi)每小時用水量為144m3，滅火系統(tǒng)每小時用水90m3。在室外消火栓給水系統(tǒng)中，從市政給水管接入DN100補水管，然后進入地下室，直到室外消防水池，泵組設(shè)置在地下負四層，每個給水網(wǎng)上設(shè)置一個室外消火栓，間距為100m，水池容積為332m3，并且利用分區(qū)給水方式，對管材要求較低，設(shè)備布置較為集中，不會增加整體建筑物的造價，可以節(jié)約土建成本，可靠性高，并且該種常高壓系統(tǒng)不受消防供電影響，可以保證消防用水安全性和可靠性，保證利用管網(wǎng)水壓系統(tǒng)在供水時每級壓力≤2.5MPa，設(shè)置增壓穩(wěn)壓裝置，降低系統(tǒng)工作壓力。

2.2.4 生活排水的設(shè)計

在本次高層建筑給排水設(shè)計中，室內(nèi)衛(wèi)生間均采用同層排水技術(shù)，支水管和排污橫管不穿越樓板，而是在平面施工敷設(shè)時，利用主排污管在同樓層內(nèi)排放廢棄物，管道維修時不會干擾到下層用戶，并且衛(wèi)生間器具布置靈活，管道不會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，安裝方便，避免衛(wèi)生死角。同時，該種施工方式排水噪聲較小，節(jié)省通氣立管，在高層生活排水設(shè)計中應(yīng)用廣泛。墻內(nèi)設(shè)置隱蔽型支架，支架內(nèi)包含排水和給水管道，安裝完畢后，整個洗手間只有配水龍頭和衛(wèi)生器具顯露出來，降低衛(wèi)生間漏水率和下滲率，在地下室排水中，利用自動控制裝置，將污水引至地下負四層的集水井，集水井設(shè)置防爆排水地漏，排水管道位于天花板下300mm處，消防電梯采用重力排水閥，排水量不小于10L/s。

2.2.5 室外排水的設(shè)計

在室外排水設(shè)計中，主要應(yīng)用雨水排水系統(tǒng)，由于該國際大廈位于季風(fēng)性氣候區(qū)，夏季降雨量較為集中，因此在屋面仍然采用傳統(tǒng)雨水排水方法，構(gòu)造較為簡單，重力流雨水系統(tǒng)為87型雨水斗，系統(tǒng)工作時過水?dāng)嗝媸湛s，形成漩渦，使整個排水系統(tǒng)呈氣液兩相流狀態(tài)，當(dāng)雨水進入到排水系統(tǒng)時，空氣大約占據(jù)1/3空間，斗內(nèi)出現(xiàn)負壓狀態(tài)，泄水量增加。同時，技術(shù)人員還應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)叵募窘涤昵闆r，計算出暴雨強度，隨著城市化建設(shè)的不斷推進，大量的雨水徑流未加以利用，就直接下滲到地下管道中，不透水面積日益增多，但是也造成了水資源的大量浪費，因此在本次排水設(shè)計中，在綠色循環(huán)可持續(xù)發(fā)展理念下，為了減輕該城市排水設(shè)施負擔(dān)，節(jié)約水資源，設(shè)定天面雨水回收系統(tǒng)。流程為：天面雨水+地面雨水→檢查井+雨水口→棄流池→沉淀地+雨水滲濾系統(tǒng)→儲水池→消毒處理→回收利用[5]。在儲水池內(nèi)設(shè)置兩臺潛水泵，同時設(shè)置攪拌、沖洗裝置，供綠化和道路灑水使用，為了保證儲水池內(nèi)水質(zhì)不變，或者降低徑流受到的污染，可以向水池內(nèi)投加氯片。在必要時也可以設(shè)置雨水綜合利用系統(tǒng)，以降低廢水處理成本，簡化處理工藝，分擔(dān)市政雨水管排水壓力，通過屋面雨水回收利用和地面雨水下滲，降低排水管道負荷。

3 高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計注意事項

（1）做好給排水管道防腐工作。在給排水系統(tǒng)設(shè)計工作開展的過程中，為防止給排水管道遭受腐蝕影響，相關(guān)工作人員可以采用“四油三布”的形式開展防腐工作，即刷瀝青油以及纏纖布，兩項工作交叉進行，優(yōu)先進行刷油。

（2）排水立管不能設(shè)置消能彎頭。如果通過該種方式開展設(shè)計工作，將導(dǎo)致管道轉(zhuǎn)折處易形成水躍，進而導(dǎo)致排水能力下降，甚至?xí)霈F(xiàn)管道堵塞問題。

（3）進行防脫加固處理。在對排水管道進行設(shè)計的過程中，由于管道接口抗拉拔能力相對較弱，所以設(shè)計時就應(yīng)提出要求，工作人員應(yīng)當(dāng)及時進行防脫加固處理，進一步提升管道抗水流沖擊能力。

4 結(jié)束語

綜上所述，高層建筑給排水設(shè)計主要包含給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和雨水收集系統(tǒng)等多種項目的設(shè)計。不同用途的高層建筑對供水、排水、消防系統(tǒng)的功能有著不同的要求。設(shè)計者必須根據(jù)高層建筑的不同用途先收集原始資料，再開展針對性設(shè)計。根據(jù)用水性質(zhì)和特點，分區(qū)進行給排水和消防設(shè)計。重點把握生活給水、熱水給水、消防給水、生活排水和室外排水系統(tǒng)的設(shè)計要點，注重系統(tǒng)的防腐、穩(wěn)定和安全。