关于高层建筑给排水工程设计中存在的问题及相关对策分析

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【摘要】目前高层建筑的建设已在全国范围内如火如荼的开展，这给高层建筑的给排水系统设计带来发展的机遇和挑战。高层建筑的给排水设计过程中存在的问题和弊端大大增加了整个高层建筑后续使用过程中的危险性，容易引起水污染、环境污染等事故的发生，因此开展高层建筑给排水工程设计在存在问题的相关研究是非常有意义的。本文从目前建筑行业里面高层建筑常用的几种排水系统开始介绍，详细讨论了在高层建筑给排水设计过程中存在的问题，并提出了相关的解决办法，对高层建筑给排水系统的设计具有指导意义。

【关键字】高层建筑；给排水系统；存在问题；解决对策

前言

随着国民经济的发展，城市化进程也在不断加快，土地资源也日益紧张，为缓解城市住房需求的压力，越来越多的企业将目光转向高层建筑。在混凝土规范里面对高层的定义有两点：首先是建筑层数高度，十层和十层以上或者高度超过24m；其次是建筑结构为混凝土结构。与多层建筑、砌体结构建筑相比，高层建筑层数较多、高度较高，使用对象、建筑功能也更为广泛，这就对高层建筑的给排水系统的设计增加了难度。因此，为满足高层建筑结构高密度人员的特点，高层建筑的给排水系统设计应该从实际项目工程的要求出发，在满足使用功能的前提下，尽可能的避免设计问题的出现，保证高层建筑给排水项目的顺利开展。同时，在高层建筑的设计过程中，设计人员还要秉承不断创新，不断学习的理念，敢于采用新技术、新材料来减少给排水工程设计中存在的问题和诟病。下面本文将从高层建筑给排水工程设计存在的问题入手，讨论设计过程中的各种缺点，并针对性的提出解决措施。

1、 高层建筑给排水工程设计存在的问题

1.1 高层建筑给水系统类型

在高层建筑的给排水系统设计时，有两个基本的指标：控制合理的工程造价成本和保证工程的安全可靠。为实现这两个目标，在目前国内建筑给排水设计行业常用的给排水系统类型包括：1）高位水箱给水；2）气压罐给水；3）减压分区给水；4）变频泵无水箱给水。各种类型的给水方式优缺点、设备工作原理见表1所示。

表1 不同类型给水方式的优缺点对比

设备 工作原理 优点 缺点

高位水箱给水 水箱、离心水泵 离心泵输送水箱中的水；高位水箱存储水，维持水压恒定，调节水量 能够稳定给水；运行成本较低 水源易污染；水箱的安装损失建筑使用面积

气压罐给水 气压罐、离心水泵 气压罐通过空气压缩实现水量高度的调节，并结合离心水泵进行建筑给水。 保证水源干净；

降低造价成本 给水容量不足；

给水不稳定，可靠性不足；水泵损耗较大，增加维修费用

减压分区给水 减压阀、减压水箱、水泵 水泵将水输送到高处水箱，水箱考重力作用进行各种建筑给水。 设计、安装过程简单；造价成本低；便于维修

水泵克服重力做工所消耗能源较高

变频泵无水箱给水 变频水泵 通过变频水泵对给水系统的水压、流量进行控制 节能降耗效果好；设备使用寿命长 设备的购买成本较高；运行环境要求较高

通过表1的统计结果显示，不同类型的给水系统具备不同的优缺点，在高层建筑的给排水工程设计中要严格按照实际工程项目的特点、使用要求进行选用。既可以选用单一的给水方式满足建筑的给水，也可以实行多种给水方式组合的形式实行建筑的功能要求。

1.2 高层建筑给排水系统引起水污染问题

在建筑行业规范里面对高层建筑的给水有明确要求，要严格控制建筑物里面的各种卫生、水器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa。在实际高层建筑里面的卫生、水器具使用过程中，静水压力都是超出限值的。雨水斗的选用、溢流措施是需要严格控制的，对于外部供水宜采用雨水斗过滤。如果在高层建筑给排水系统设计时设计人员没能很好的解决这个问题，将会造成严重的水污染。在2009年内蒙古赤峰市就曾出现屋面雨水污染单位水源井，使得井内水源细菌含量超标，导致上千人腹泻住院；同年，江苏盐城也发生时了水污染事故，引发大面积停水。

另外，在高层建筑的热水供应系统中，存在严重的结垢问题，这严重降低了整个高层建筑的给水系统使用效率。为解决热水供应系统的结垢问题，目前国内常用的方法是用盐进行软化处理。但是采用软化处理结垢的方法不仅大大增加了热水系统的运行成本，还会给高层建筑的给排水系统的管理带来新的难题。

1.3高层建筑给排水系统引起排气问题

在高层建筑的给排水系统中，考虑到加热、给水的方便性，一般会把进行给水加热升温设备的位置设计在底部低层。但是给水加热装置如果位于底部位置，在热水将向上面供应的过程中会引起压力的降低，进而会导致含气饱和度的降低使得热水里面的气体溢出，这样的直接后果就是会引起给水系统的出现底部水压偏低而顶部水压偏高的现象，这就提高了整个高层建筑给排水系统管道质量、强度的要求。

1.4 水泵承压问题

由于高层建筑物的高度较大，导致处于建筑低层的热交换器常常处于非常巨大的静水压力作用下进行给水工作，这对水泵相关构件的强度、刚度、气密性要求较高。如果承压水泵在高层建筑使用过程中出现强度不够导致构件受力屈服损坏或者设备气密性不够引起设备渗水等问题将可能引起整个高层给排水系统的瘫痪，甚至报废。要满足实际高层建筑给排水系统对水泵的特殊使用需求就需要找专门的厂家订购，这就会增大给排水系统的工程成本。

2、 解决措施

2.1 水污染问题的解决

由内蒙古赤峰市等事故表明在高层建筑的给排水系统设计中出现问题导致的水污染事故是非常严重的，因此必须在高层建筑的设计过程中必须采取必要措施避免此类问题的发生。为保证屋面雨水的及时排放，雨水斗的选用标准是参照高层建筑所处环境的屋面雨水流态，严禁不经过严格的设计过程就盲目地选用雨水斗等现象的发生。同时要杜绝铅丝球等设备的替换使用。

在一般民用建筑中污水处理系统是将生活污水和雨水分开独立排放，而在公共建筑中，则常常根据其使用功能、用水需求来选择合理的排放方式。在排水管道的设计布置阶段，要尽可能的减少高层建筑排水系统中污水排放流通的距离，实现排污管道的根数较少的目的。同时，为方便后期高层给排水系统的维修检查，进行排污管道的布置时要尽量避开变形缝。为方便给水、排污管道的铺设，设计时应该留出一定的施工距离。对于管道穿越楼板、墙体等位置处，要提前在穿越位置布置洞口。对于水平向排水管道与竖向排水管道连接位置要考虑接头的密封性，宜采用弯折一定角度的弯头连接。

2.2 排气问题的解决

为解决高层建筑给排水系统排气不通畅等问题，可以考虑在给排水系统中添加竖向通气管道，这样既可以及时对管道系统内的过高正压、较低负压进行及时调节，还可以对排水管道中夹杂的污染物、有害气体进行稀释。总之，无论是从高层建筑给排水系统的管道正负压控制角度，还是从保护高层建筑使用客户、业主的角度考虑，都应该设置竖向通气管道。

结论

随着国家城市现代化的快速发展，高层建筑的开发和建设必将越来越多。同时，高层建筑给排水系统设计存在的问题给高层建筑后续使用过程带来的难题也逐渐引起人们的重视，因此必须采取相关的措施合理解决这些问题。在进行高层建筑给排水工程设计问题的处理时，要充分考虑高层建筑的特点：较高的建筑高度、使用功能的多样化、使用人群的高密度等，综合应用各个领域的技术，在设计阶段合理布置，确保高层建筑给排水系统能切实发挥其在整个高层建筑中的应有作用。

参考文献

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