超高层建筑给水排水工程设计研究

摘要：进入新世纪，建筑物向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展。超高层建筑已成为现代化城市的一种标志。而超高层建筑因受楼层多、结构复杂等条件的限制，使得其给水排水工程的设计相比其他建筑来讲都要严格，这需要广大的设计人员根据新情况进行不断的探索优化，研究出适应超高层建筑需求的给水排水系统。本文将结合笔者自身的相关经验，对超高层建筑给水排水工程设计做浅要的研究。

关键词：建筑工程、超高层建筑、给排水系统、设计

中图分类号：TU198 文献标识码： A

一、前言

建筑给水排水工程主要由给水系统、排水系统、热水系统与消防系统构成，超高层建筑的室内给排水设备多，管线种类也很多。而我国现行的技术规范在实际施工中充满了随意性和主观性，各种指标纷杂不一。因此想要保证高质量的施工工程，对超高层建筑给水排水工程设计的研究是非常有必要的。

二、超高层建筑给水排水工程的特点

超高层建筑对各方面的技术要求都比较高，尤其是在给水排水工程方面，必须采取相应的高新技术保证良好的给水排水功能。超高层建筑的给水排水系统与一般建筑相比具有以下特点：

1、因为楼层多、高度大等特点，超高层建筑的给排水系统及消防系统的静水压力都很大，为了保证系统能够正常运行，必须进行相关的减压措施。

2、超高层建筑的居住人口比较多，相对于一般建筑来说，其给水排水流量是非常大的，因此，其故障问题也比较严峻，需要对其进行特别的安全保护设置。

3、在消防安全方面来讲，超高层建筑的火灾蔓延更加迅速也更难扑灭，造成的危害也更大因此，对于给水排水系统的设计提出了更高的要求，并且需要设计相关的自救措施以便及时有效的扑灭火灾。

4、超高层建筑内遍布各种管道，错综复杂，包括有排水管道、给水管道、消防管道等等。这些管道错综复杂，管理起来很困难，因此要在考虑多方面要求的基础上进行综合设计管理。

5、与一般建筑相比，超高层建筑给水排水系统的管道线较长，负担也比较重在设计时，必须考虑到其防震、防伸缩变形等方便的功能，以维护其正常运行，保证超高层建筑内居民的生活质量。

三、超高层建筑给排水系统设计

1、生活给水系统设计

（1）供水方式选择

超高层建筑设计中，给水方式的选择关系到整个给水系统的安全性、可靠性、工程投资、运行费用、维护管理及使用效果，因此给水方式的选择是至关重要的。现行给水设计通常采用以下 3 种方式：第一种方式是由市政管网直接供给，第二种方式采用水池→水泵房→屋面水箱→用水点的流程供水，第三种方式采用水池→变频供水设备→用水点方式供水。

采用第一种供水方式系统简单、投资省、安装维护便利，可充分利用市政给水管网水压，节约能源，但由于内部无贮备水量，当外网停水时，将使内部断水因此供水可靠性差。采用第二种供水方式，因水池、水箱贮备有一定水量，当停水停电时，可延时供水，因此供水可靠，水压稳定，但不能利用市政管网水压，能源消耗较大，安装维护麻烦，投资较大，有水泵振动、噪声干扰，且易产生供水的二次污染，另外由于增加了屋面水箱，相应地增大了结构荷载。采用第三种供水方式，由于水池贮有一定水量，因此供水可靠，设备布置集中，便于维护管理，同时由于变频供水设备可根据用户实际用水情况，通过调节水泵转速或运行台数以调节水量，因此能源消耗较少，但是水泵型号较多，选型技术要求高，水泵控制调节麻烦，且投资额较大。

综上所述，以上三种供水方式各有利弊，不能一概而论，应结合设计项目的实际情况，经综合考虑，选出最适合的供水方式。

（2）减压措施

超高层建筑的室内给水系统相对于一般建筑是处于高压状态，不稳定因素较多。为防止意外事故的发生以及检修的需要，系统应当有减压稳压组件及相关技术措施。给水系统上的防超压措施主要有减压阀、减压稳压消火栓、安全阀、泄压阀、减压孔板及节流管等。其中，给水系统经常用减压阀进行分区，用来分区的减压阀有比例式和可调式的。

2、排水系统设计

（1）排水管的承压

重力排水管是非满管流，重力雨水管是满管流，但两者均不是压力流系统。因此在考虑排水管的承压问题时，不能完全按排水立管的高度确定管材的压力等级。当排水管管径为DNl

50、立管高度100m时，如果压强达到0.1MPa，即使管道内有堵塞物，也会被如此大的压力冲走，很难停留，所以我们认为排水管管材选用0.1MPa的压力等级是安全的。在实际的项目中，超高层建筑主楼屋面的特点是面积不大但高度很高，为了更安全可靠，重力雨水管往往采用了压力等级更高的金属管材。

（2）单立管排水

一般特殊的单立管排水系统适用于以下情况：排水立管设计流量大于普通单立管排水系统排水立管的最大排水能力；住宅、宾馆和卫生间较小的公共建筑；卫生间或管道井面积比较小的建筑；要求降低排水水流噪声和改善排水水力工况的场所。而超限高层建筑的客房层通常都能上下对齐，但建筑面积有限，又要满足五星级房间面积的要求，客房的管井面积会比较紧张，可选择特殊单立管排水系统。特殊单立管排水系统与普通排水系统相比，可节省专用通气立管，有良好的排水和通气能力，可减少排水水流下落时因冲击、紊流而引起的噪声。但是在立管汇合时，需要采用特殊配件的接头，接头的尺寸会较大。

（3）雨水系统及空调冷凝水系统

高层住宅楼的屋面雨水及阳台雨水通常单独设置立管排放，空调冷凝水及空调机隔板雨水也由专门管道收集后一起排放。一些户型专门为空调机设计凸窗，将空调放置在凸窗下，而空调机的隔板即为下一层的凸窗，在这情况下，设计时考虑空调机隔板的雨水排放孔设在侧面，即从侧面接一管子接入立管，使得空调机隔板的雨水顺利排放而不会流至楼下。

3、消防系统设计

（1）消火栓系统

（2）自动喷水灭火系统

四、结束语

超高层建筑不同于普通的高层建筑，具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点。因此，对超高层建筑给排水工程的设计时，综合考虑各方面影响因素，统筹兼顾，合理安排系统及后期养护管理，使其发挥最大的性能优势。