结合工程实例探讨高层建筑给排水系统的设计与施工技术
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摘要：随着经济的发展，城市人民生活水平提高，工作、生活、居住条件不断改善，城市用地不断紧张，高层逐渐成为城市建设主要建筑，高层建筑的给排水设计与施工技术越来越收到人们关注。本文根据工程实例，介绍高层建筑住宅给排水设计与施工技术的要点，并结合设计与施工中的几个常见问题进行了分析，对工程设计与施工有较好的指导意义，以期对同行工程有指导意义。
关键词：高层建筑；给排水；设计
1 引言
随着城市用地不断紧张，一些工业、民用建筑将向空间要地，从而促进了高层建筑尽快发展。随着我国经济的不断发展城市基础设施建设发展迅速，城市给排水工程项目比比皆是。目前，国内高层建筑发展最快的是深圳、广州，其次是北京、上海、厦门等地，其他城市也有相当数量的高层建筑。下面结合实际案例本对高层建筑消费给排水设计与施工技术中的提出一些看法。
我国《建筑积水排水设计规范》规定，各分区最低卫生器具配水点处的静水牙不宜大于0.45Mpa，特殊情况不宜大于0.55Mpa，水压大于0.35Mpa的入户管(或配水横管)，宜设减压或测压设备。目前，国内外对高层建筑给水系统竖向分区压力值，尚未有统一的规定，但通常都是以各分区最低点的卫生器具配点处的静水压力不大于其工作压力为依据进行分区。对于高位水箱供水，水箱设置高度，即水箱底与最不利点用水器具或设备的垂直距离应大于或等于该不利点的流出水头与水流流经由水箱最低最不利点管路和水表的水头损失之和，上述之和通常称为分区给水最小静水压力值。根据经验，一般该值约为0.1OMpa左右。因此，各分区顶层住宅人户管的进口水压一般也不小于0.1OMpa，而卫生器具正常使用的最佳水压宜为0.20-0.30Mpa，所以，对于水压大于0.35Mpa的人户管，宜设减压或调压措施，以避免水压过高或过低给用水带来不便。
2 工程概况
某小区建筑面积7.6万平方米，其中地下室1.8万平方米。建筑定性为一类综合楼，集住宅、办公、商业和车库于一体。地上部分以五座16层～19层不等的塔式建筑为主体，一层、夹层为办公和店面等场所，地下室为人防及车库。一层地面呈阶梯状依地势依次降低，最南端地面比最北端高4.8米。地下室分为8个防火分区：其中第二防火分区为人防区域，平时做车库；其他防火分区为年库和设备房；一层、夹层分为两个防火分，二层以上每塔楼每层一个防火分区。
3.1 生活给水的施工
根据市政水压和建筑特点，底层及灾层由市政自来水直接供水；其它楼层采用二次供水，系统分为四区。系统分区按最低点静水压力值不大于0.35MPa设计，但是每个分区的下面几层水压仍然会偏高，这时，用水洁具的出水必然大于其额定出水量。各分区分别设置变频供水装置，变频机组采用“变频主泵(1台)+工频辅泵(3台)+小型气压罐”。泵房设不锈钢生活转输水箱一座，池内设不锈钢导流槽和电子水处理仪。这类超压出流一定程度上造成水资源的“隐形”浪费，并影响系统流量的正常分配。同时水压过大，水龙头启闭时易产生噪音、水锤及管道震动，影响系统各部件使用寿命。因此每个分区的下面一层设支管减压阀，阀后压力设定在0.20MPa。
3.2 热水给水的施工
经技术经济比较，本工程采用家庭式的中央热水系统，即每户在自家阳台上设置一套空气源热泵，电气专业预留1～2kW的电源插座。空气源热泵作为一种新型的供热没备，能吸收空气中的热能和太阳能，利用设备内的吸热介质(冷媒)从空气或自然环境中采集热能，制取热水。其能效比一般在2~6，平均可达3以上，大大高于传统的供热方式。其节能、环保、经济和安全性生具有其它传统供热没备无法比拟的优越性，在南方地区尤其值得推广。
3.3 室内塑料给水支管的暗设施工
在住宅楼户内塑料给水支管施工中，不少施工单位把水管直接埋设在楼板结构中，其原因如下:①设计图纸中安装位置不明确或设计户内支管外径>25mm，很难埋设在找平层中； ②认为安装较方便；③原有规范或标准未否定该做法，有些观点甚至认为熔接管和无接口管均可直埋在结构层内。实际上该做法无论对保证施工质量还是日后使用都十分不利，因此《建筑给水排水设计规范》中规定给水管道暗设时不得直接敷设在建筑物结构层内。
(1)确保施工质量
规范规定给水管道隐蔽前必须经试压合格，塑料给水管道因存在膨胀变形，故试压时间应较长；粘接、熔接管道需在接口完成24h后方可进行试压；往往一层工作面上有许多相互独立的户内支管系统需要分别进行试压。然而梁板混凝土浇筑时实际上不大可能等待这么长时间，其结果便是取消试压或敷衍了事。即使按要求进行了试压，也很难保证管和接口在混凝土浇筑和振捣过程中不受损坏。
(2)工程建成后的使用质量保证
直埋结构层的塑料管与混凝土紧密粘接，受结构应力及膨胀系数不同的影响，目前尚未有管子长期使用安全性的经验，一旦结构层中的管道由于各种原因损坏或发生渗漏时，就只能打穿楼板查漏和维修，或者给水系统报废后重装明管，这两种情况对住户来说都是难以接受的。而管子埋入找平层则可在土建结束后统一安装和试压，省去了临时堵口工序和管件，减少了试压工作量，管子长期使用也相对安全，即使将来发生渗漏，也可在户内检修，把影响和损失降至最低。至于要求找平层埋管外径≤25mm的要求，当常规布管无法满足时，可以将进户支管接入分水器，再接到各用水点；或管道在埋入找平层前分为两路，分别负贡相应用水点，从而减小管径。
4 排水系统的设计与施工
4.1生活排水的设计与施工
每户的生活阳台设洗衣机专用地漏，其排水接人小区化粪池之后的生活排水管网，纳入市政污水系统，避免设置在阳台的洗衣机排水混入城市雨水系统而污染水体的现象发生。生活排水包括卫生间排水、厨房排水和洗农机排水。设计采用侧排式地漏、后排式坐便器等排水方式，将排水管道布置存本层，避免上下层厨房管道占用空间及检修的麻烦。
4.2 雨水的设计与施工
为避免一些工干旱中曾发生过的住宅户内雨水水患，本设计严格执行规范，阳台雨水与屋面雨水分开排放。小区雨水最终汇人城市雨水系统。
4.3 空调冷凝水的排放设置
空调冷凝水间接排水接入雨水系统。空调机位统一考虑，统一布置冷凝水排水管，避免冷凝水无序排放以及冈冷凝水不能顺利排出面积水，以致蚊蝇滋生。
4.4 消防电梯排水设置
消防电梯排水集水坑设在消防电梯基坑下，有很多不利因素：电梯外过于潮湿引起电气系统受潮而发生故障)，排水管道、阀门及潜污泵安装维修困难，结构专业难于处理且造价增加。所以本将此集水坑没于电梯井外，消防排水通过管道排至集水坑。敷设在地下底板内的排水管采用球墨铸铁管，水泥砂浆连接。
5 消防给水的设计与施工技术
本工程为一类高层综合楼，消防设计立足于自救。室内消防给水采用临时高压给水系统，由地下室消防泵及消防水池保证，初期消防水由最高塔楼的屋顶高位消防水箱和消防增压设备供给；室外消防给水采用低压消防给水系统，由市政给水管网保证供水。
5.1消火栓给水系统处理
室内消火栓用水量40L／s，室外消火栓用水量30L/s，消防供水时间按3小时计。室内系统分为两个区。设一组消火栓给水泵，用减压阀分区，减压阀组没地下室泵房内。设3组水泵接合器与高区系统连接，高低区合用。这样可以避免误接水泵接合器，能同时满足高低区消防增援的需要。
5.2 自动喷淋灭火系统处理
地下室夹层及塔楼前室设自动喷淋灭火系统。喷淋系统按防火分区和楼层没置，采用减压阀分为两个区。设置六套湿式报警阀：低区设五套，集巾设置在设备房值班室内。高区设一套，设置在裙房二层阀门室内。
5.3水喷雾灭火系统处理
高速水雾喷头一般用于灭火、控火，水滴粒径为0.3~0.4mm，其垂直射程可达3.0m。柴油发电机机组采用立体保护，设计选用ZSTWB―80―12O型高速水雾喷头，喷头的布置保证水雾能完全覆盖整个机组。系统响应时间按不大于45s设汁，其中自动启动水喷雾泵约需10s左右。
6给排水设计与施工系统的安装体会
6.1空调冷凝水的排放体会
笔者认为，空调冷凝水可以就近间接排放，经空气隔断接入重力流雨水立管，即空调冷凝水与雨水合流排放。理由是，相对雨水立管而言，空调冷凝水支管比较小。对于重力流雨水系统而言，一般不会出现雨水从冷凝水支管溢出的现象。即使有部分雨水溢出，但下雨的时候，这类户外立管雨水溢出的现象等同于下雨的效果。
6.2 屋面与阳台雨水应该分开排放
本设计屋面雨水与阳台雨水分开排放。但是笔者认为，这两部分雨水可以合并排放。前提条件是：雨水通过雨水口或明沟等间接排放，接入雨水井；其次，在靠近阳台地漏的侧墙上每层设泄水口，其功能相当于屋面工程的溢流口。泄水口可以保证当雨水立管堵塞或排水不畅时，溢到阳台的雨水能通过该泄水口排出，而不会进入到户内造成水患。此排水方案在实际工作中切实可行。今建筑风格丰富多样，往往出现诸多露台(比如别墅等)，而露台作屋面还是作阳台处理往往很难界定。上述排水方案，可以明显减少雨水立管的数量，同时也可以大大改善建筑的立面效果。
6.3 喷头的布置体会
喷头的布置是消防设计中一个比较棘手的工作。现代建筑结合地形、红线以及建筑造型，有的形状极不规则，以致喷头很难布置。喷头与端墙的最大距离应该以喷头能够喷湿一定范围的墙面来作为喷头布置的依据，当不能满足规范要求的间距时，可以通过提高系统工作压力或提高喷头流量系数，来满足规范的要求。
7 结束语
以上是笔者在建筑给排水工程施工过程中对几个常见问题和难点的一些看法和体会，供同行共同探讨。建筑给排水系统虽然看似简单。但它关系到人们的日常生活。建筑给排水系统作为建筑设备的重要组成部分，与人们的日常生活急急相关，在使用功能、卫生环保、管道结构的安全性以及检修维护方面都有较高的要求。作为工程技术人员，应加强对相关规范的理解，弄清各种给排水建筑产品的特点，在实践中努力创新，寻求最佳的给排水设计与施工技术方案，争取完善给排水的施工，跟上住宅给排水设计与施工技术发展的步伐，满足人民群众不断提高的物质文化和生活要求。寻求合理、细致、最佳的建筑给排水方案。作为给排水设计与施工技术人员。应本着安全、美观、舒适、实用、经济等原则.