高层建筑给排水工程设计的探究
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高层建筑给排水工程设计的探究
摘要：高层建筑具有建筑高度高、、排水量大、火灾扑救难度大等特点，因此对建筑给排水工程的设计提出了更高的要求。本文首先介绍了高层建筑给排水工程的特点，探讨分析了高层建筑给水系统设计以及排水系统设计，并阐述了高层建筑给排水的发展趋势。
关键词：高层建筑 给水系统 排水系统
高层建筑给高速发展的建筑业提出更高的要求，为了适应和推动我国建筑事业的发展，必须不断总结经验，努力汲取国内外最新的技术成就，构建高层建筑给水排水技术体系，把高层建筑给水排水工程设计技术提高到一个崭新的水平。
一、高层建筑给排水工程的特点
1、高层建筑由于给水排水、消防、采暖空调、电气等各种管道设备繁多，设计时要做好各管线的综合布置，处理好各种管线的综合交叉，以便于日后维修。
2、高层建筑层数多、高度高，给水排水消防系统中的静水压很大，为保证管道及配件免受破坏，必须对给水系统进行合理的竖向分区，加设减压设备以及中间和屋顶水箱，使系统运行完好。
3、高层建筑的失火的可能性大，失火后蔓延迅速。由于目前我国消防设备能力有限，扑救高层建筑火灾的难度较大，所以高层建筑消防给水的设计应“立足自救”的方式。
4、高层建筑由于室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多，必须考虑管道的防震、防沉降、防噪音、防管道伸缩变位等措施。
二、高层建筑给水系统设计
高层建筑给水系统的确定，主要取决于建筑的性质和建筑内部的设施水平。高层建筑的给水方式主要分以下三种：高位水箱供水、气压罐供水及水泵直接供水（或无水箱供水）。
1、高位水箱给水方式。高位水箱供水方式包括水泵和水箱。高位水箱的作用是存储调节本区的水量和稳压。水箱内的水由设在水泵房内离心水泵供给。根据加压水泵与高位水箱设置方式不同，又分为并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式等四种类型。对于高层建筑采用水箱水泵分区供水方案的，一般存在下列条件：外网水压不够；流量不满足设计流量；须通过调节池用泵升压供水；建筑物允许设水箱，水压要求平稳。水泵可采用恒速泵。但各种水箱供水方式均有优缺点，设置水箱，增加了供水的可靠性，防止一旦停电，全楼立即停水的现象发生。
2、水泵直接供水方式。变频调速水泵给水是目前高层建筑中普遍采用的一种给水方式。变频调速供水装置是采用离心式水泵配以变频调速控制装置，通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速，从而使水泵的转速发生变化。调节水泵的转速，可以改变水泵的流量和功率，使出水量适应用水量的变化。变频调速供水的最大优点是：高效节能；设备占地面积小，不设高位水箱，减少了建筑负荷，有效的避免了水质的二次污染，给水系统也随之相应简化。
3、气压罐供水方式。气压罐的设备包括离心水泵和气压罐。气压罐供水方式平时由气压罐维持管网压力，当压力下降至最小工作压力时，泵启动供水，并向气压罐内冲水，至最大工作压力时停泵。气压罐供水方式可适用于不能设置高位水箱的建筑物和地震区建筑。这种供水方式具有节省基建投资；便于集中管理，较易实现自动控制；罐内水质不易受污染等优点。 三、高层建筑排水系统设计
排水系统主要排除粪便污水、生活废水和雨水。高层建筑标准较高的旅馆等尚有冷却水及特殊排水。
1、排水管道的布置，建筑物内排水管布置应符合下列要求：1）自卫生器具至排水管的距离应最短，管道转弯应最少，排水出户管应以最短距离排至室外。2）立管宜设在排水量最大、靠近最脏、杂质最多的排水点处，立管尽量不转弯。3）排水管不得穿越伸缩缝、变形缝、沉降缝、烟道和风道等。4）有利于安全和建筑物的使用、维修及清通。
2、排水管道的敷设，建筑物内排水管敷设应符合下列要求：1）管道之间、管道与墙之间要有一定的间距，管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞。2）排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45°弯头或弯曲半径小于4倍管径的90°弯头。
3、通气管系，高层建筑层数多等特点、排水立管联接的横支管多，多根橫管同时排水，由于水舌的影响和横干管起端产生强烈冲击流使水跃高度增加，会引起管道中较大的压力波动，导致水封破坏。为防止水封破坏，高层建筑必须对排水系统中气压变化幅度予以控制，通气管系即起着这种控制平衡作用。因此，高层建筑通气系统的好坏，对排水管系排水能力的充分发挥和保护系统的水封不被破坏起着重要的作用。
（1） 高层建筑排水系统通气方式，高层建筑排水系统采用的通气方式通常有三种：即，专用通气、环形通气和卫生器具通气。三种通气方式，各由不同功能的通气管组成：器具通气管系统由器具通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。 专用通气管系由专用通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。环形通气管系有两种形式：一种由环形通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成；另一种由环形通气管、副通气管和伸顶通气管组成。
（2） 各种通气管及其作用 ，器具通气管 ，对一些卫生标准与控制噪声要求较高的排水系统，应在每个器具排水管上设置器具通气管。器具通气管从卫生器具存水弯出口端接出，在高于卫生器具上边缘不小于0.15m处与通气立管连接，器具通气管通气效果最好，可以防止器具的自虹吸且有控制噪声的作用。 环形通气管 ，环形通气管是连接于排水横支管与通气立管之间的通气管道，以便对连接较多卫生器具或超过允许负荷的横支管进行通气。通气立管与排水立管可在同侧设置（称主通气立管），也可分开设置（称副通气立管）。 专用通气管 ，除设置环形通气管情况下必须设置通气立管外，在高层建筑中， 若每层联向排水立管的卫生器具不多且连接管段较短并当排水立管超过允许排水负荷时，设置专用通气立管，可以增加排水立管的排水能力并可以起到很好的保护水封的作用。结合通气管， 结合通气管是连接排水立管与专用通气立管或主通气立管的通气管路。其作用是当建筑物上部横支管排水时，排水立管内水流下落，管内水流前方的空气被压缩产生正压力，通过结合通气管将气体释放到通气立管中去，从而使排水立管水流畅通，气压平衡。
四、高层建筑给排水的发展趋势
目前高层建筑给水排水技术有待解决的问题主要有以下几个方面：（1）采用完善、舒适、便于维护管理、集中控制以及自动化的给水排水系统和设备。（2）注意采用节水、节能的给水排水系统方式和设计方法，研制此类设备。（3）新型减压、稳压设备的研制与应用。（4）安全、可靠、经济、实用、运行管理方便的供水技术与方式的研究与推广应用。（5）发展体型小、质量轻‘能耗低、效率高、无噪音的整体式设备。（6）提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施。（7）低成本、高效能的新型管道材料开发与应用。
结束语
随着国民经济的快速发展和科学水平的不断提高，高层建筑逐渐成为发展的趋势，高层建筑已成为大都市的一种标志。而高层建筑的迅猛发展也标志着我国建筑技术的日益成熟，同时，对建筑给水排水工程的设计提出了更高的要求。
参考文献：
[1 ]孔娟 浅谈高层建筑给水排水工程设计[J] 城市建设理论研究 （电子版）2012.（6）
[2] 周大霖 任洪山 建筑智能化系统和给水排水工程设计[J]中国建筑企业 2012.（7）
