高層建筑給水排水設(shè)計方案3篇
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（一）
一、關(guān)于高層建筑給水系統(tǒng)的設(shè)計
1.變頻泵無水箱給水方式
變頻泵無水箱的給水方式就是采用變頻技術(shù)取代高位水箱技術(shù)，該方式主要是利用變頻器改變電壓和頻率，從而達(dá)到調(diào)制水壓與流量的目的。這種方式是從節(jié)能的角度設(shè)計的，它的調(diào)制功能不僅可以保證供水系統(tǒng)正常運行，還能延長相關(guān)設(shè)備的使用期限。并且該設(shè)備的占地面積極小，既節(jié)省空間又方便安裝。另外，在使用方面也非常的便捷，采用的是全自化的設(shè)計。但是此方式并適用于所有的建筑，其造價比較高，并且對環(huán)境的要求很嚴(yán)格，設(shè)計者們應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況來考慮。筆者曾經(jīng)的一個設(shè)計項目，位于惠州市仲愷高新區(qū)，該項目裙樓為6層商場，上部5棟塔樓，還有兩層地下室。筆者的設(shè)計思路是：在裙樓采用3個生活水池，但由于商業(yè)用水的功能不同，在綜合考慮各方面的因素影響之后，筆者分別采用了3套變頻供水設(shè)備，以保證其供水系統(tǒng)的正常運行。
2.減壓給水方式
高層建筑的給水問題主要是通過減壓的方式來解決的，所謂減壓給水方式就是利用水泵將水引到最高層，再利用分區(qū)的方式由上到下進(jìn)行供水，并通過在其中設(shè)置相關(guān)的減壓閥來進(jìn)行減壓。一般來說，消防用水采用比例式減壓閥，而可調(diào)式的減壓閥更適用于生活供水系統(tǒng)。減壓給水方式的特點就是投資少、設(shè)計簡單并且供水比較穩(wěn)定，但下區(qū)水泵的損耗會比較大。
3.高位水箱給水方式
高位水箱給水方式是運用水箱和水泵進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)等方式進(jìn)行給水。由離心水泵提供水到水箱，再根據(jù)需要從水箱分流到各區(qū)，高位水箱主要是起到一個減壓、穩(wěn)壓的作用。其主要特點：首先，用水箱儲備水以備不時之需，從而保證正常給水；其次，相關(guān)設(shè)備的利用率較高，使用壽命較長；最后，該方式投資較小，節(jié)省了一部分開支。但是其缺點也很明顯，水箱占地面積比較大，并且容易受污染。另外，水箱運行時會產(chǎn)生較大的噪音?？偠灾?，上述各種方法都有自己的優(yōu)缺點。在實際的設(shè)計過程中，我們應(yīng)該根據(jù)工程條件以及需要來選定相應(yīng)的給水方式。并且上述幾種方法可以配合使用。例如，在萬科紅郡四五期的項目設(shè)計中，筆者根據(jù)需要采用了綜合設(shè)計的方法。該項目位于番禺南村南大干線以南，其中A6～A12棟，B1～B4棟為筆者獨立設(shè)計。A7、A8棟建筑層數(shù)為42層，建筑高度超過100m的超高層住宅。給水分區(qū)分為3個區(qū)，3層及3層以下由市政水直供；4～19層為中區(qū)。采用1套變頻供水設(shè)備，采用支管減壓的方式，控制用水點處供水壓力不大于0.20MPa，減壓閥采用能減靜壓的可調(diào)先導(dǎo)式減壓閥。19至天面層為高區(qū)，采用1套變頻供水設(shè)備，采用支管減壓的方式，保證每戶入戶水壓不大于0.20MPa。
二、太陽能熱水供給系統(tǒng)
現(xiàn)代社會提倡節(jié)能環(huán)保的用水模式在熱水的提供方面，我們都更傾向于采用無污染、低耗能的太陽能熱水器，而這一熱水供給方式在高層建筑中可以得到更好的利用。例如筆者設(shè)計的南寧·五象新區(qū)項目，該工程給排水方面設(shè)計的最大特點是每棟住宅均設(shè)置了太陽能熱水系統(tǒng)。每棟天面設(shè)有平板式太陽能集熱器、貯熱水箱、恒溫水箱、太陽能循環(huán)泵、熱水回水泵、空氣源熱水泵組等。自來水立管供水給貯熱水箱，由太陽能循環(huán)泵供水給太陽能集熱器，加熱后水循環(huán)至貯熱水箱，貯熱水箱與恒溫水箱連通。在太陽能不能保證恒溫水箱水溫的情況下，由空氣源熱泵維持熱水水溫。
三、關(guān)于高層建筑排水系統(tǒng)的設(shè)計
排水系統(tǒng)的組成成分除了排水管道外，還有相關(guān)的通氣管道、抽升設(shè)備、衛(wèi)生器具等等。近年來，我國提倡綠化建設(shè)。所以在污水的排放問題上，我們應(yīng)該更注重污染及回收利用的問題。在排水系統(tǒng)的設(shè)置方面，應(yīng)該將不同性質(zhì)的污水進(jìn)行分類處理。例如生活污水或其他較嚴(yán)重的污水應(yīng)該單獨處理排放，雨水或污染程度較輕的污水可以合流處理。在排水管道布置方面，應(yīng)該遵循距離最短、維修清理方便等原則。在排水管道的敷設(shè)方面，管道的設(shè)計應(yīng)該留有一定的變動空間，不宜靠得太緊密，還應(yīng)該在穿墻、穿樓板時留有后備洞口。另外，采用45°或90°的彎頭來連接排水立管和排出管端部。
四、結(jié)語
排水系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該主要從環(huán)境污染及回收利用兩個方面考慮，在做好基本技術(shù)的基礎(chǔ)上提倡綠化建設(shè)，例如筆者上述舉例所說的萬科紅郡項目。因為該項目為申報綠色節(jié)能的三星項目，故該工程給水排水系統(tǒng)的設(shè)計充滿新意。尤其是再排水系統(tǒng)的設(shè)計方面，充分體現(xiàn)了綠色節(jié)能的要求。該項目的首層雨水排水采用2套管網(wǎng)，陽臺雨水及路面雨水收集后排入市政雨水管網(wǎng)。天面雨水經(jīng)管網(wǎng)收集后進(jìn)行過濾、消毒等處理程序后的雨水進(jìn)行回用，回用水可供給道路澆灑、景觀用水、清洗地下車庫等。
作者：何輝 單位：廣州智海建筑設(shè)計有限公司第五設(shè)計所
（二）
一、高層建筑給排水豎向分區(qū)設(shè)計
1.1進(jìn)行豎向分區(qū)設(shè)計的必要性研究
高層建筑與多層建筑相比體積更大、高度更高，如果只采用室外供水路線的設(shè)計，一定會由于壓力不足，而不能使整個建筑中的各個用水環(huán)節(jié)的供水質(zhì)量得到充分的滿足，所以在高層建筑的供水系統(tǒng)中，都需要進(jìn)行增壓設(shè)施的設(shè)計，來彌補自然壓力的不足。在這樣的條件下，如果不采用豎向分區(qū)的設(shè)計，就會使高層建筑中的底層用水點靜水壓力過大，就會因此而造成一些弊病，如（1）較低樓層的出水器具的流量過大，在高壓作用下，就會形成噴射狀的水流，使用戶的使用造成不便，并且也會形成極大的浪費。（2）上層的出水器具的流量不足，在物理學(xué)的作用下，往往會形成負(fù)壓抽吸的現(xiàn)象，水的反向流動很容易出現(xiàn)污染的情況。（3）高層建筑的底部管線需要承受極大的水壓，因此當(dāng)水門關(guān)閉時會難免發(fā)生水錘，在水錘的作用下，形成明顯的振動現(xiàn)象并且伴有嚴(yán)重的噪聲，問題嚴(yán)重時還會對管線構(gòu)成嚴(yán)重的破壞。（4）高層建筑的最底層用水設(shè)施如閥門等，磨損的情況相對嚴(yán)重，同時在強(qiáng)大的水壓作用下，更加容易發(fā)生泄露，并且在高壓的作用下，也使設(shè)備的維修與更換增加了更大的難度。更為嚴(yán)重的是，如果在長期的供水運行中，持續(xù)過大的超出供水設(shè)備和管線承壓界限的壓力，就一定會造成供水設(shè)施的配件及管路系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p壞，給高層建筑供水造成不阻礙和不可預(yù)測的經(jīng)濟(jì)損失。因此，基于以上諸多原因的考慮，高層建筑的給排水系統(tǒng)，采用分區(qū)的運行方式，是使以上問題得到良好解決的重要手段。
1.2高層建筑給排水豎向分區(qū)的方式研究
通過以上的分析已經(jīng)得出結(jié)論，高層建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計，必須要采用豎向分區(qū)的方式來進(jìn)行。大體說來，進(jìn)行高層建筑給排水系統(tǒng)豎向分區(qū)要堅持以下一些原則：進(jìn)行分區(qū)設(shè)計時，要科學(xué)合理進(jìn)行壓力值的選取，如果選取的壓力值過高，還是會出現(xiàn)不進(jìn)行分區(qū)供水的一些弊端。而如果選取的分區(qū)壓力值過低，又會造成由于分區(qū)部分過多，使給排水所需要的設(shè)備、配件及管線等額外增加。不但會造成經(jīng)濟(jì)上的不必要損失，也同時會使高層建筑在今后的使用中，出現(xiàn)維護(hù)、維修工作量過大的情況。所以，在進(jìn)行高層建筑給排水系統(tǒng)的分區(qū)時，一定要根據(jù)具體的使用要求、材料質(zhì)量和各個配件的額定工作壓力等因素相結(jié)合來進(jìn)行科學(xué)合理的壓力值的確定。通常來說，我國目前在進(jìn)行高層建筑給排水系統(tǒng)的分區(qū)時，所選取的壓力值，都是以各處分區(qū)最底部用水點的靜水壓力低于配件的額定工作壓力的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行確定的。在我國2009年頒發(fā)的《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》中有明確的規(guī)定，高層建筑給排水系統(tǒng)分區(qū)，每部分分區(qū)的最底部用水點位置的靜水壓力必須控制在0.45MPA以下，而如果靜水壓力超出0.35MPA的用水節(jié)點處，必須要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p壓及壓力調(diào)整設(shè)施。在各個分區(qū)中，處于最為不利用水點處的水壓，必須要達(dá)到正常供水壓力標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)采用高位水箱的方式進(jìn)行供水時明確規(guī)定，高位水箱放置位置確定后的最底部，與供水最為不利的用水點位置的供水配件的垂直距離必須要達(dá)到或超過此供水不利位置的流出水頭同水流流經(jīng)高位水箱的最底部供水管線與水表的水頭損失的總和。在實際的操作中，一般都會把以上運算過程得出的數(shù)值叫做該供水分區(qū)的最低靜水壓力值。結(jié)合以往的經(jīng)驗可以得出結(jié)論，通常高層建筑的供水分區(qū)的最低靜水壓力值大約為0.1MPA。所以，用以上數(shù)據(jù)做為參考，高層建筑的每一個供水分區(qū)頂部入戶管線的進(jìn)管壓力值一定要保證在0.1MPA以上，通常生活中的居民用水的最理想水壓應(yīng)該為0.20MPA至0.30MPA之間。因此，當(dāng)有些用水位置的壓力值超過0.35MPA時，就應(yīng)該適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行降壓設(shè)備的放置，從而，最大程度的避免用水壓力過大及過小而造成的用水障礙。
二、高層建筑給排水方式的設(shè)計研究
2.1氣壓罐供水設(shè)計
高層建筑氣壓罐供水系統(tǒng)中，主要包括離心泵和氣壓罐兩個主要部分。在此系統(tǒng)中的氣壓罐是一種鋼材料制造的全封閉的存水容器，當(dāng)給水操作進(jìn)行時，在此氣壓罐內(nèi)所存儲的空氣的作用下，產(chǎn)生對貯水量的調(diào)整作用，同時在氣壓的作用下，把此容器內(nèi)的水壓提升至所需的幾何高程，從而產(chǎn)生節(jié)約水量的效果。采用氣壓罐供水設(shè)計主要有以下一些優(yōu)勢：（1）存留在此密封裝置中的水不會受到污染，而容易保持潔凈。（2）建設(shè)資金的投入較小，有利節(jié)約成本。（3）由于不需要進(jìn)行高位水箱的使用，而使整體荷載降低。（4）方便管理，自動管理容易實行。同時也具有以下一些缺點：（1）此密封容器的存水量通常不大，因此水量調(diào)節(jié)能力也有所降低，供水可靠性不高。（2）供水壓力變化較大，容易形成一定的起伏。（3）單位時間內(nèi)的水量存貯能力不高，因此導(dǎo)致水泵的運行次數(shù)較多，并且經(jīng)常處于變壓狀態(tài)下運行，使水泵的效能和使用壽命縮短。
2.2減壓分區(qū)供水設(shè)計
此方式的工作原理，是通過對減壓水箱及減壓閥進(jìn)行減壓處理，由水泵將水供入建筑最頂層的貯水裝置，每個分區(qū)都進(jìn)行貯水裝置的設(shè)計，進(jìn)行由上一級貯水裝置向下一級貯水裝置進(jìn)行供水的動作?；蛘邔p壓閥設(shè)置在高低兩個相鄰的分區(qū)之間，減壓閥門替代了水箱的作用。上區(qū)向下區(qū)進(jìn)行送水時，經(jīng)由主管線的減壓閥門，再流入下一層的給水管網(wǎng)。采用此方式進(jìn)行給水較為可靠，并且整體結(jié)構(gòu)相對簡單，減少成本、便于維護(hù)。由于不需要在每個供水分區(qū)進(jìn)行水箱的設(shè)置，從而使建筑面積可以更加有效的利用。缺點是底部分區(qū)的水壓損失過大，水泵的能量損失過大。
2.3高位水箱供水設(shè)計
在高位水箱給水方式中的主要組成部分為水箱和水泵。同時高位水箱供水方式又可以細(xì)分做串聯(lián)式給水設(shè)計、并聯(lián)式給水設(shè)計及減壓水箱供水設(shè)計和減壓閥門供水設(shè)計等四種。高位水箱供水設(shè)計的主要工作原理為：由設(shè)置于建筑頂部的高位水箱負(fù)擔(dān)起存貯水量和對本分區(qū)內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)壓力及用水量的功能。而由安置于單獨建筑設(shè)施內(nèi)的水泵進(jìn)行向此高位水箱的供水。采用高位水箱供水設(shè)計有以下一些優(yōu)勢：（1）此設(shè)計方案的水壓基本能夠保持平穩(wěn)。（2）高位水箱內(nèi)存貯相對更大的水量，因此可以保證供水的持續(xù)性和可靠性。（3）因為高位水箱內(nèi)可以存貯相對較多的水量，所以水泵可以不作過多次數(shù)的運轉(zhuǎn)，大大的提高的運行效率。（4）系統(tǒng)安裝簡單，不必投入太大的資金。同時也具有以下一些缺點：（1）使高層建筑結(jié)構(gòu)在原有的基礎(chǔ)上，增添了一定的復(fù)雜性，主體結(jié)構(gòu)建筑投資有一定程度的提高。（2）高位水箱存貯的水，經(jīng)過過長時間的存貯后，不容易保持衛(wèi)生。（3）當(dāng)水泵向水箱進(jìn)行供水時，管路系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)容易產(chǎn)生一定程度的振動和噪音。（4）高位水箱的體積較大，會相對增加對建筑面積的過多占用。
三、結(jié)論
伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高層建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)備和材料一定會出現(xiàn)多樣化的發(fā)展方向，技術(shù)能力也一定會相對更加完善，并且向程序化發(fā)展。但同時也必然會對高層建筑給排水設(shè)計工作者提出了更高的要求。作為設(shè)計工作者，只有時刻努力進(jìn)行對新材料新技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究，才能更好的適應(yīng)不斷發(fā)展變化的市場環(huán)境，才能創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益。
作者：陳洪升 單位：臺州學(xué)院
（三）
一、高層建筑對于給水排水系統(tǒng)的發(fā)展需求
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國的建筑也隨著科技的發(fā)展，逐步向功能更完善、設(shè)備更齊全、技術(shù)更先進(jìn)、層數(shù)目更多等方向發(fā)展，這也是當(dāng)今世界建筑的發(fā)展趨勢，雖然高層建筑有著諸多現(xiàn)代化優(yōu)勢，但較以往建筑來說，其高度過大、樓層多、振源多、排水量多等方面都導(dǎo)致現(xiàn)代高層建筑需要有更為先進(jìn)的技術(shù)要求。因此隨著高層建筑的樓層不斷增多，必須也要保證有先進(jìn)的技術(shù)措施，最終確保高層建筑用水及排水功能的良好使用，從而滿足現(xiàn)代社會對高層建筑的要求。
二、高層建筑劃分
當(dāng)今國際上對于高層建筑并沒有統(tǒng)一明確的劃分標(biāo)準(zhǔn)，每個國家根據(jù)其不同條件，對各自國家的高層建筑有著自己的劃分，我國當(dāng)前規(guī)定十層以上（含十層）的住宅或者建筑高度在二十四米以上的兩層以上（含兩層）廠房均為高層建筑的范圍。高層建筑由于其高度大，樓層多，給建筑的水系統(tǒng)工作帶來了一定的工作難度，因此高建筑需要有更加先進(jìn)的技術(shù)，才能保證水系統(tǒng)包括供水以及排水功能的良好運行，從而滿足當(dāng)今高層建筑的功用需求。
三、高層建筑水系統(tǒng)工程的特點
因為高層建筑的層數(shù)多、建筑高度高，使用人群多，用水量與排水量也自然較大，這些方面的綜合原因?qū)Ω邔咏ㄖo水排水系統(tǒng)的設(shè)計上帶來了更多挑戰(zhàn)，包括工程的設(shè)計方面以及其施工和材料的選擇等多個方面，總之高層建筑的給水排水工程具有很多特點，因此本文對高層建筑水系統(tǒng)的一些特點，做了如下的分析：由于高層建筑的高等特點，其給水系統(tǒng)要求的靜水壓力比較大，假若只通過一個區(qū)進(jìn)行供水，那么不但會影響使用，還會導(dǎo)致管道以及其配件的破裂，因此高層建筑給水系統(tǒng)必須采取科學(xué)合理地縱向分區(qū)，盡量降低靜水壓力，確保給水系統(tǒng)的安全使用。此外高層建筑的由于電氣設(shè)備多的原因，容易出現(xiàn)火情，并且蔓延速度快，高層建筑的火災(zāi)事故往往會導(dǎo)致大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)損害，并造成嚴(yán)重的人身傷亡，因此高層建筑的必須多個配備熱感應(yīng)滅火系統(tǒng)，這樣就會加大給水管道工程的復(fù)雜性和難度。高層建筑由于樓層多、空間大等因素，人員勢必會比較密集，因此其日常排水量也自然很多，基于這種因素，管道會有著較大的壓力波動，所以為了使排水系統(tǒng)的性能穩(wěn)定，使排水性能得以最優(yōu)化，可以采取對管道內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)壓的方式，在排水系統(tǒng)中設(shè)立通氣管道來調(diào)解壓力，或者采取最新式單立管的排水系統(tǒng)，另外管道必須采用高機(jī)械強(qiáng)度的材料，進(jìn)行柔性接口。高層建筑有著很高的建筑標(biāo)準(zhǔn)，同一時段用水與排水量較多，因此一旦發(fā)生水系統(tǒng)的故障，將會有大范圍的影響，只有必須采取科學(xué)高效的技術(shù)手段，才能保證供水與排水的正常使用。給水與排水管線多，容易產(chǎn)生震動噪音，在進(jìn)行給水排水方案設(shè)計時，必須將隔絕噪音與防震的技術(shù)加入其中。
四、高層建筑水系統(tǒng)建設(shè)
高層建筑由于其樓層多，高度大，所以需要高壓強(qiáng)進(jìn)行給水，這種給水方式主要包括并聯(lián)和中聯(lián)供水式以及通過減壓等方式的高位水箱技術(shù)，隨著科技發(fā)展，當(dāng)今高層建筑已經(jīng)開始通過泵房中的離心水泵和氣壓罐共同作用來供給本區(qū)的用水，氣壓罐是通過密閉容器內(nèi)的空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)壓強(qiáng)，從而可以實現(xiàn)將水供給到需要的高度，氣壓罐供水在高層建筑供水系統(tǒng)中具有以下幾個優(yōu)點：由于氣壓罐裝置，一般無需建立水塔，可以使建筑的負(fù)載大幅減小，并節(jié)省建筑成本，而且氣壓罐內(nèi)的水不容易被污染，更具安全衛(wèi)生性，除此之外，還利于集中管理，可以進(jìn)行自動化控制。在高層建筑給水排水的設(shè)計方案中，還可以充分利用地下室空間，這樣不但可以使造價成本降低，還可以通過地下空間單獨構(gòu)建出消防用儲水池和生活用儲水池等，可以由此防止對生活用水的污染，分建時要防止消防用儲水池占用停車空間等情況，因此只需選取面積較小的空間來建消防用儲水池。
五、結(jié)束語
高層建筑在今天城市建設(shè)中已經(jīng)越來越普遍，這也是現(xiàn)代城市建設(shè)的未來發(fā)展趨勢。隨著高層建筑工程日漸活躍頻繁，高層建筑的給水排水工程設(shè)計也會越來越廣泛，因此將高層建筑的水系統(tǒng)進(jìn)行完善優(yōu)化，是當(dāng)今城建事業(yè)發(fā)展的大勢所趨。高層建筑的水系統(tǒng)設(shè)計不僅僅是單純的理論專業(yè)，而是與現(xiàn)實緊密結(jié)合的實際操作型理論，要通過理論來指導(dǎo)實際操作，并在實際操作中鞏固與完善理論?？偠灾?，本篇文章闡述的高層建筑給水排水相關(guān)方案設(shè)計領(lǐng)域，僅僅是較為膚淺的探討，要想在實踐中進(jìn)一步加強(qiáng)完善相關(guān)工作，還需要與更多專業(yè)人士在實踐操作中不斷探索，共同推動高層建筑水系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)完善前進(jìn)，從而為我國城市化建設(shè)提供最大的貢獻(xiàn)。
作者：楊俊霞 單位：中冶建工集團(tuán)有限公司甘肅勘察設(shè)計院