给排水关于超高层建筑给排水设计的发展和改进研究

给排水关于超高层建筑给排水设计的发展和改进研究

陈琳

青岛雍达筑城建筑设计有限公司，山东 青岛 266200 

摘要：随着社会经济的迅速发展，国内的超高层建筑的建设规模取得了相对可观的增长，而在超高层建筑给排水设计方面仍留有一定的优化改善空间，以致于影响到超高层建筑后续交付使用后的安全性与实用性。为求确保超高层建筑的使用体验，应当首先从设计层面出发，针对给排水系统引起足够的重视。为此，如何具体且深入地分析和认识超高层建筑给排水系统的特殊性质，如何针对当下超高层建筑给排水设计中存在的有待改进之处实行相对有效的改善方式方法，逐渐成为了超高层建筑给排水设计领域应当予以解决的重点课题。

关键词：给排水；超高层建筑

国内社会经济仍处于持续上升期，众多超高层建筑应运而生，逐渐为社会公众所熟知。考虑到超高层建筑可以较为实际地体现出技术方面的实力以及设计层面的优秀之处，超高层建筑设计单位及设计人员在实际进行设计时倾向于尽其所能地提升设计方式与设计效果。给排水系统的设计同样如此，设计人员可以从中取得一定的崭新突破，始终围绕超高层建筑给排水设计所能具备的相对符合预期的安全性、稳固性以及经济性进行设计，针对既往超高层建筑给排水设计中存在的问题进行探索及创新，以便更加科学合理地设计超高层建筑的给排水系统。

1、超高层建筑给排水设计中有待改进之处

1.1给水方式与分区设计不够合理

首先是给水方式欠缺合理性与科学性。在传统的给排水系统设计中，通常会采用分别在高区与低区配置屋顶高位水箱以及地下室变频加压装置同时进行供水的设计方案。而在超高层建筑中，屋顶高位水箱在提升补水的过程中面临着电气控制的联动过程极其复杂的困难，难以与低区地下室变频加压装置进行有效的联动。同时在此过程中，通常需要降低一定的水质，还需要与减压阀或是减压水箱相互配合，占用了大量空间的同时却又无法有效地减少阀门数量。

其次是给水分区设计不够科学合理。在部分超高层建筑给排水系统设计中，设计人员通常会优先照顾施工难度与管理需求，按照既往设计思路仅仅将超高层建筑分为高区和低区两部分。在这样的情况下，两部分在楼层之间的供水压力方面将会出现相对显著的差异性。以致于高区楼层难以较为通畅地满足给水需求，而低区楼层则需要承担较大的水压，还需要额外支付成本，相应地进行水压降低处理作业，。

1.2消防水系统设计效果不够理想

作为超高层建筑防火性能的关键环节，消防水系统可以发挥相对关键的消防作用，直接关系到超高层建筑能否具备符合预期的安全性能。而在实际针对消防水系统进行设计时，部分设计人员并未如实地把握建筑物相关的所有情况，对于超高层建筑的整体内部结构以及各个部分的设计缺乏相应的认识，也就难以回避给水总量方面出现计算错误的问题状况。在设计欠缺科学合理性的情况下，消防水系统将会难以充分地满足超高层建筑实际的消防需求，进而为后续交付使用埋下一定的安全隐患。

2、超高层建筑给排水设计改进方式

2.1重视给水方式与分区设计

在实际针对超高层建筑给排水系统进行设计时，设计人员应当从整体层面出发引起一定的重视，依据国家相关设计规范，科学合理地划分不同的给水分区。具体而言，针对超高层建筑中低于100米的楼层，应当以8层或10层为一个分区单位，所含层数相对较少的各个给水分区实际所需的电力消耗也会相应地有所减少，同时还可以为后续进行维护及管理工作提供一定的便利。而针对超高层建筑中高于100米的楼层，可以在100米上下的楼层间隙设置转输水箱，借助附设的水泵提升至高区。在此过程中，设计人员应当注意转输水箱与地下室加压变频装置保持相对一致，以免出现给水问题。

2.2合理地选择所需管材

在针对超高层建筑给排水系统进行设计时，应当选择具备一定强度的金属管材构成超高层建筑的给水干管。举例而言，设计人员可以指定使用包含涂塑钢管、不锈钢管以及衬塑钢管在内的各种高强度管材。而管材实际的壁厚选择应当以管材实际的压力等级为基准，通常不宜高于各个给水分区的水泵实际工作时的水压。在管材连接方面，设计人员应当选择法兰式与卡箍式连接管材，以便满足抗压强度方面的需求，在需要节省空间的情况下采用卡箍式为宜。超高层建筑在水平层面的晃动相对明显，普通的铸铁排水管容易受其影响，出现承口开裂的问题状况，因而设计人员应当选择抗弯抗震性能相对优异的承插式柔性接口进行连接。

2.3优化排水系统的设计

为求确保排水系统的的安全性、稳固性与经济性，设计人员应当从确保排水立管内部的水流不至于形成柱塞流出发，将管道内部的水流控制在等速水膜流的状态。为此，设计人员应当从严计算水力，将排水立管设计流量的极限负荷值设置为等速水膜流状态的水流所能达到的范围内。举例而言，在超高层住宅建筑中，针对卫生间的结合通气管，应当每个楼层均进行连接，而每一层底部的排水管道应当相应地调整尺寸。另外，针对排水立管，设计人员还应当进行势能消耗处理，减缓管道内部的水流实际的下落速度，以免水流带来的冲击对排水管道造成不必要的损伤。举例而言，设计人员可以每隔一段距离设置一处乙字弯，减缓水流下落的势能。

2.4调整消防水系统的设计

为求从消防层面出发保障超高层建筑的安全性，设计人员应当切实地针对消防水系统的设计进行一定的优化和调整，使其具备充足的科学性与合理性，以便更加实际地满足超高层建筑的消防需求。鉴于超高层建筑的整体垂直间距较大的状况，给水管道内部将会出现非常显著的静水压力。在单区供水的情况下，给水管道内部的静水压力还将进一步增大，以致于影响到给水管道的使用寿命，进而影响到整体的供水系统安全性。为此，在实际进行设计时，设计人员应当科学合理地纵向划分分区，以便降低管道内部的静水压力，进而确保排水系统的安全性与稳固性。另外，根据相关技术规范的具体要求，在建筑高度大于消防车可供水高度的情况下，应当在便于操作的楼层相应地设置手抬泵。

3、结语

综上所述，超高层建筑的给排水系统占据着相对关键的地位，具体可以呈现出怎样的运行状况将会直接影响到业主正常的使用体验。当下，在针对超高层建筑给排水进行设计的过程中，给水方式、排水系统和消防水系统方面仍留有一定的优化调整空间。为求保证给排水系统可以有效运作，避免给排水设计中出现的问题影响到业主后续的正常使用，实际进行设计时应当切实地从上述三个方面出发，采取行之有效的方式方法进行优化及调整，提升超高层建筑给排水设计所能具备的设计效果与实用性。具体而言，设计人员应当重视给水方式与分区设计，合理地选择所需管材，优化排水系统的设计，调整消防水系统的设计。只有切实地从设计层面出发，事先预防给排水的设计缺陷可能为后续使用过程带来的安全隐患，设计人员才可以较为有效地进行超高层建筑给排水设计，进而促进超高层建筑给排水设计行业的整体发展。

参考文献：

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