建筑住宅楼给排水工程特点与给排水系统设计的探讨

摘要：建筑住宅楼给排水系统看似简单,但它与我们的日常生活息息相关。作为工程设计技术人员,应本着技术、安全、经济性原则,在工作实践中努力创新,寻求最佳的给排水系统设计方案,适应住宅设计发展的新要求,满足人民群众不断提高的物质文化要求。

关键词：高层建筑；给排水系统；消防给水系统；给排水设计；水泵选择

1高层建筑给排水系统工程的特点

1.1高层建筑给水热水消防系统静水压力大，如果只采用一个区供水，不仅影响使用，而且管道及配件容易被破坏。因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。

1.2高层建筑引发火灾的因素多

高层建筑的使用功能复杂，失火可能性较大，失火后也容易迅速蔓延，人员疏散困难。所以，必须设置安全可靠的室内消防给水系统，满足各类消防的需要，而且消防给水的设计应“立足自防自救”，方可保证及时扑灭火灾，防止重大事故发生。

1.3高层建筑的给排水量大

高层建筑给水排水设备的使用人数较多，瞬时的给水量和排水量较大，若发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围较大，所以必须具备安全可靠的水源，以及经济合理的给水排水系统形式，并妥善处理排水管道的通气问题，以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。

1.4高层建筑对防噪声、防震等要求较高，但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、防噪声、防水锤、防管道伸缩变位、防压力过高等措施。以保证管道不漏水，不损坏建筑结构及装饰，不影响周围环境，使系统安全运行。

2设计前期的准备

设计的前期准备工作很重要，这是设计的基础工作，只有做好设计准备工作，才能使设计与全局相适应。

2.1资料收集

建筑给水排水设计一般必须有以下资料：甲方要求、建设局、国土规划局、消防局、环保部门等上级主管部门的批示、地形图、地质情况、室外给水、污水、雨水等资料。其中给水资料包括：市政管网接管点的位里、管径、标高、水压、附近道路上的市政室外消火栓等。

污水资料包括：市政管网接管点的位置、管径、标高、排向、是否要设化粪池和隔油池、合流制还是分流制。雨水资料和污水资料类似，如排向河道，要注意洪水水位问题。

另外，对各工种要求、红线范围、建筑平剖面也要有一个全面的了解.对外部管网资料还要了解是实际资料还是只是规划的，是否为竣工资料，这对下一步的设计有重要的指导作用，同时也为开发商的决策起到了重要的参考作用。

3建筑给排水系统设计

①高位水箱给水方式；高位水箱供水方式包括水泵和水箱。该方式又可分并联供水式、串联供水式、减压水箱供水式、减压阀供水式；

②气压罐给水方式；气压罐的设备包括离心水泵和气压罐。其中气压罐为一钢制密闭容器，供水时利用容器内空气的可压缩性存储和调节水量，并将罐内储水压送到一定的几何高度，达到节能的目的；二是水泵机组采用软启动和循序启动，从而实现无塔供水；

③变频泵无水箱给水方式；变频调速水泵，是一种将单片机技术变频技术和水泵机组相结合，通过变频器电源改变频率和电压，以控制交流电动机的转速.进而实现水压与流量可调的给水设备。

3.1生活给水系统

由于高层建筑物总高度较大，仅靠室外管网的供水压力，通常无法满足较高楼层用水点的水压要求。因此，对高层建筑应实行分区供水，保证给水系统的顺利运行。在给水方式上，各个地方应该根据自己地区的实际情况和不同要求选择适合的给水方式，通常包括高位水箱给水、气压罐给水、变频泵无箱给水、减压分区给水等几种方式。

3.2生活热水系统

热水供应技术是建筑给水排水技术的薄弱环节，但是近年来热水供应技术也有极其明显的发展。高层建筑的热水供应系统主要有局部热水供应系统和集中热水供应系统，根据建筑标准要求的高低选择适合自己的生活热水供应系统。在生活热水供应系统设计中我们还应该注意以下问题:

3.2.1水垢问题

热水供应系统结垢是个严重问题，一般常用措施是软化、控制热水温度和用磁水器。国内很多建筑采用软化法，但水的软化处理中，再生需要大量的盐，运行费用高，管理也比较麻烦，热水温度一般控制在40℃～60℃之间为宜。用磁水器，属物理处理法，主要是使水垢松软，容易打散。

3.2.2热水循环水泵的承压问题

当热交换器设置在高层建筑物底层，使循环水泵承受的静压很大，因此一般水泵的泵壳强度和密封性能常常不能满足要求，需要专门订货。

3.2.3排气问题

高层建筑中当热水加热设备设置在底层，向上供水时，下部压力高，向上逐步减弱。因而溶于水中的气体也随着压力变小而逐步的分离、析出，因此高层建筑的热水系统排气很重要。

3.2.4体积膨胀问题

冷水加热体积膨胀，为了保证系统内压力正常，必须要设置膨胀管或释压安全阀，通常高层建筑热水系统中设置膨胀管，以保证系统压力平衡方面可使热水系统安全运转，一方面起排气作用。

3.3雨水系统

裙楼屋顶或底层雨水斗与屋顶下来的雨水立管合并时，应参照污水立管设计，满足高差或水平距离要求，以防雨水出现反冒。在计算管径时，若有窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出人口坡道、高层建筑裙房，还铸附加高层侧墙面积的0.5折算的屋面汇水面积计算其雨水量。

3.4消火栓给水系统

常采用临时高压制,室内10min消防水量贮于屋顶水箱，最大不超过18m3;火灾延续时间为2～3h,其水量贮于地下消防水池内，按静水压不超过1.0MPa作竖向分区，一般分高、低二区，常用以下两种方式供水：

3.4.1增设屋顶水箱，低区超压部分由比例式减压阀减压；

3.4.2增设低区水箱，该水箱可贮10min消防用水，也可做成小水箱，由屋顶水箱间接供水.在地下消防泵房内分别设高、低区消防泵，为确保火灾发生时的消防用水可靠性，采用两路接入各区低位环管，各区均设二套消防水泵接合器，在水箱消防出水管上设止回阀。

考虑供水安全，设计还要注意复核：其一，消防泵开启前最高点静水压是否足够，最低点静水压是否太高；其二、消防泵开启后最低点水压是否超过500kPa。如超过则加减压孔板，最高点水压(充实水柱)是否足够.与生活给水系统不同，消防泵只有消防时才启动，不涉及到节能问题，因此目前多采用前一种方式供水。

高层建筑室外消防用水量一般由其室外给水环管供水，要满足两路进水条件，且水压、管径应符合要求，否则需在室内地下消防水池贮备室外消防用水量，设吸水口，且吸水高程小于6m。

4其他问题

4.1小区供水方式

小区内如有数十栋以上多层及高层公用和民用建筑，其中有自动喷淋系统、消火栓系统、生活给水系统等，当市政水压无法完全得到满足，此时宜在小区集中采用常高压系统，可不设屋顶水箱方法有以下几种：

①采用大水池、变频调速设备供水方式；②采用水池、泵房、水塔供水方式.采用①方法要注意供电的可命性，这涉及到自动喷淋、消防的可靠，且设备管理复杂，随着科技进步，现阶段采用这种方式逐渐增多；采用②方法影响小区外观，但自动喷淋、消防贮水能确保，设备管理简单。如小区内有一栋为高层，其他为低层则可利用高层屋顶水箱作水塔用。

4.2高层地下消防水池

消防水池超过500m2 时，要分成2个，此时自动喷淋消防泵为单泵单吸管时，每组泵必须分别从两个池内吸水，如此作法有困难，可采用吸水母管法，即从各池引一吸水母管，并分别设检修阀，每根母管按总流t选取管径，此方法对泵的布里较方便和合理。另外，要注意化粪池和地下水池的距离不能小于10m，否则应作特别处理。

4.3高层建筑两路进水问题

一般情况下，宜从两条相对独立的市政给水干管上引入，该两管之间最好连通，并设阀门井，如只能从一条市政给水千管上引出两管，则从两端引入。中间设阀门井，这可以确保高层室外消防水量由市政供水。如不能满足，则地下水池要贮备室外消防水量，这会加大建设水池造价，占用地下室用地，且消防吸水口吸水高度不能超过6m也难以解决。

4.4室内消防的问题

4.4.1屋顶水箱消防出水管上要装止回阀，通常用的旋启式或升降式止回阀，装在水向下流的竖管上。

4.4.2当高层顶部两层消火栓静水压不够而需要设增压泵时，要注意因使用水泵接合器及管道压力偏高而对整个系统产生的影响。

4.4.3假设有自动喷水系统的建筑物的消防电梯前室要布置喷头，其消火栓仅为该前室用。

4.4.4多层住宅设有多个屋顶水箱(等高)时，有条件时宜设连通管，可使水位控制简单化，该连通管上要设检修阀和放空阀。

5水泵的选择

5.1 流量和扬程是选定水泵的2个重要参数在水泵水箱联动的给水方式中，由于水箱起到调节流量的作用，水泵的出水流量可按该区给水系统最大小时流量确定.在无水箱供水方式中，由于无流量调节设备，水泵出水流量应按该区给水系统的设计秒流量确定.

5.2水泵的扬程按下述方法计算

5.2.1对于用提升泵直供的系统

H=0.01H1+0.001H2+H3

式中H―泵的扬程(MPa)

H1―最不利点与引入管式贮水池最低水位的高程差(m)；

H2―管路的全部水头损失(KPa)；

H3―建筑物内最不利用水点的最低工程压力（MPa)；

5.2.2对于水泵―水箱的供水系统

H≥0.01H1+0.001H2+0.01V2筑2g

式中H―水泵扬程(MPa) ；

H1―贮水池最低水位与高位水箱入口处的高程差(m)；

H2―管路(吸水管口至高位水箱入口处)的全部水头损失(KPa) ；

V―水管入口流速如（m/s）

5.2.3高层建筑给水设计的每个系统对水泵都有不同的技术使用要求。要使各系统都能正常、安全高效地投入运行，给水设计中水泵的选择应综合考虑水泵特性、参数、运用范围、水泵生产厂家的生产技术力量及水泵的价格等方面因素。

这样给水系统投入使用才能稳定、安全、经济。由于建筑物情况各不相同，所以在工程中设计者要根据实际情况进行综合评价，在符合有关规定的前提下确定供水方案。力求以最简便的管路、经济、合理、安全地达到供水要求。

6结论

高层住宅建筑给排水设计不仅要满足设计规范，而且要求设计者在满足甲方的要求同时还要符合当地职能部门设计规定；更要对用户的需求充分了解，真正做到以人为本，在设备选择与空间布置上更好地满足人们对居住环境的要求。

参考文献

[1]上海市建设和管理委员会.建筑给水排水设计规范[S].中国计划出版社, 2003.08.

[2] 胡斌东.关于高层建筑给排水设计的思考[J] .甘肃科技，2008 (11) .

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。