高层建筑给排水系统设计

高层建筑给排水系统的设计

摘要:高层建筑由于其独特的高度、体积、构造给其建筑给排水也提出了特别的要求。就给水系统来说,确定竖向分区及给水方式是设计的关键,就排水来说,应当根据高层建筑的实际,选用合适的排水系统。

关键词:竖向分区给水方式双立管排水系统单立管排水系统

中图分类号:tu97 文献标识码:a 文章编

号:1674-098x(2011)07(b)-0035-01

改革开放以来,我国的高层建筑越来越多,尤其是近年来城市化进程的加快,城市建筑的高度越来越高,高层建筑取得长足发展。高层建筑的给排水设计也受到了越来越广泛的重视。由于高层建筑构造独特,高度大,涉及用户多,因此,其给排水设计不能像普通建筑那样,采取比较简单的做法,在给排水设计的时候,必须充分考虑独特的高度,众多的用户对给排水系统可能带来的影响。

1 高层建筑给排水工程的要求及目前存在的问题

高层建筑具有高度大,体积大,构造复杂,用户多等特点,这给高层建筑的给排水也提出了特别的要求,主要表现如下:

首先,高度高,一方面使得供水系统静水压力大,建筑底层的配水点承受的压力大,容易破坏给水配件,且容易造成浪费;另一方面,排水管道水压波动大,容易破坏管道,并且易产生噪音。

其次,高层建筑体积大,构造复杂,引发火灾的因素多,一旦发生火灾,扑救难度大,而从外部调来的消防设备往往有限,因此,其消

防系统必须要立足于自救,控制火灾蔓延。

再次,高层建筑标准高,给排水设备使用人数较多,水量大,因此,一旦管道发生故障,受影响的人数也比较多,因此,对给排水管道的安全性、可靠性要求更高。

由于高层建筑给排水工程要求比较高,因此,在实际工程中,往往存在如下问题:

首先,超压出流产生的水量浪费。生活给水系统按规定竖向分区后仍然存在着部分卫生器具配水点水压偏大的问题,不仅容易造成水量浪费,而且容易对卫生器具造成损坏。

其次,管道和阀门的损坏。由于质量监管不严,不少高层建筑采用的管道和阀门未有达到国家规定的标准,导致接缝、法兰或阀门因锈蚀而向外冒水,导致大量水流失。

再次,热水系统水量浪费巨大。热水系统供应是建筑供水的重要部分,但却由于设计不当,不但导致热损失,而且浪费了大量的水资源。

2 高层建筑给水系统的设计

2.1 确定竖向分区

高层建筑由于建筑高度很大,在进行给水系统设计时,首先要考虑的就是竖向分区问题,即沿着建筑物的垂直方向,依序合理地将其划分为若干个供水区,每个供水区都有完整的给水系统,这是为了防止底部配水点压力过大必须要采取的措施。如果不采取竖向分区,就会导致底层配水点压力过大,由此产生诸多问题,如底层水流

喷溅,产生水锤,损坏底层管道配件等,给给水系统的运行、使用、维修和管理等带来诸多不便。但是竖向分区必须要合理,如果分区过少,那么静水压力仍然会过高,仍然产生上述问题,但是如果分区过多,又会使得分区数量过多,增加给水设备,这样,不仅会增加工程造价,同样会给管理带来诸多不便。因此,高层建筑的竖向分区,必须综合考虑,合理分区。

就高层建筑给水系统的竖向分区压力值来说,目前国内外没有对其进行统一的规定,通常以各分区最低配水点的静水压力小于其工作压力来确定。我国《建筑积水排水设计规范》gb50015-2003规定,各分区最低卫生器具配水点处的静水压力要小于0.45mpa,对于水压在0.35~0.45之间的入户管,要增设减压或测压设备。

2.2 给水方式的确定

确定给水方式的是高层建筑给排水系统设计的核心。目前,高层建筑的给水方式主要有高位水箱给水、气压罐给水、变频泵给水、减压分区给水等多种方式,其中高位水箱给水是比较常用的,但在实际使用中,必须要根据实际高度作出相应的处理,具体如下:

建筑高度为50～110m。对于这样的高层建筑,高区部分可采用高位水箱减压给水方式或高位水箱并联给水方式。这两种方式各有优劣,减压阀方式具有系统简单,设备费用少,占地面积小等优点,但是比较耗电,运行费用高,且安全性较差。而并联高位水箱,由于各个分区相对独立,供水安全性比较高,并且运行动力费用也比较少,但水泵和水箱占用的建筑面积大,工程造价也随之加大。综合比较,

对于建筑高度为50~80m的建筑,其高区部分,采用高位水箱并联系统更为合理。

建筑高度超过110m,通常采用高位水箱串联给水方式。这种方式将水泵分散设置,每一个水泵都从下一个分区的水箱抽水。其优点是避免了设扬程高的水泵和水压高的压水管,但是设备分散,不便

于管理维护,同时供水的安全性也较低。因此,在实际工程中,我们常采用高位水箱串联与减压相结合的给水方式,采用这种方式,将

出现一个或若干个中间水箱,高区部分将有三个或三个以上的分区,这既能够充分发挥高位水箱串联给水方式的优点,也能避免其缺陷,且能够减少设备,降低工程造价,方便管理和维护。

此外,当市政管网压力具有一定资用水头,并且其压力能满足高

层建筑底层的需要,那么底层就应当直接采用市政给水管网直接供水,一方面节约能源和基建费用,另一方面,供水的安全性、可靠性也能得到保证。

3 高层建筑排水系统

根据管道的布置特性,高层建筑的排水系统,根据管道布置特性

的不同,主要分为双立管排水系统和单立管排水系统。双立管排水系统是传统的排水系统,其排水管道较长,排水情况复杂,因此,通

常要在与立管平行的方向设通气管,防止排水立管中空气不足影响排水。单立管排水系统由一根具有排水与通气双重功能的立管构成,相比于双立管排水系统,它具有节约管材,减少占用空间,维护简便、造价低等多方面有点,因此在现在的排水系统中应用得最为广

泛,常用的单立管排水系统主要有苏维脱单立管排水系统、旋流式单立管排水系统两种形式。每一种的原理各不相同,主要部件也不一样。以常见的苏维脱单立管排水系统来说,它使用了特殊配件,即混流器和跑气器,能够使得气水混合或分离,混六器通常设置在立

管与每层按支管间连接处,其作用一方面是前面所提到的“气水混合”,另一方面则是对立管中的液体与气流速度起到限制作用;跑气器通常设在立管底部,,其主要作用就是气水分离,即把气体从排水中分离出来,这样能够防止产生过大的压力,保护管件,并使得污水能够顺利排出。以旋流式单立管排水系统来说,它是让水流水平旋转,沿着立管壁向下流动,这样,管道中心形成管道涡旋气流与外界空气相同,保障了管道良好的通气能力,从而使得排水通常,为了达到这一目的,这种系统需要在排水横贯与立管上安装旋流配件,同

时立管底部还需要安装特殊的排水弯头。

上述两种形式,是目前应用的比较广泛的排水系统,除此之外,目前吸气阀单立管排水系统也显示了良好的发展前景,其原理相对简单,不需要十分特殊的配件。具体来说,就是在立管顶部安装吸气阀,然后每隔8～10层分别设置这样的吸气阀,以保证排水立管排气通畅,从而避免排水立管中形成正负气压差导致形成水塞,影响排水。