建筑给水排水工程设计现状分析

建筑给水排水工程设计现状分析

王振江

山东天元安装集团有限公司

摘要：城市供水与排水是目前我国高层住宅建设中最为关心的问题。通过对国内外有关资料的分析，总结出了我国高层住宅供水系统的特点和任务。通过对我国城市供水与排水的现状的分析，对其问题进行了分析，并对今后的发展趋势及发展进行了展望。

关键词：高层建筑；给水；排水；设计

一、概述

随城市快速发展，城市居民数量急剧增加，如何在有限的用地供给下获取更多的生活用地，这就成了城市规划师和开发商面临的一个紧迫问题。高楼是现代都市发展的象征，也是现代建筑文化的集中反映。高层建筑因其层数多、高、体系结构的复杂性，对其进行了新的设计，例如：直、长、大管道的防噪、防振以及排气管的通风等；防火体系的构成及配置；新的物料及清洁用品的新规范；对热水供应的可靠性有一定的需求；还有各种管线的安装和构造及其他设备，相互配合，协调等。19世纪时，高楼已经开始在中国兴起，而在中国，它最早发端于20世纪初期的上海。20世纪80后，中国的高楼才迅速发展起来。随着新型的材料与构造的不断涌现，城市污水管网的设计也随之发展起来。城市供水系统的中心工作是为居民提供舒适、便利、卫生、高效的生产、居住和休闲活动。具体来说，供水系统（含灭火供水）、排水管（含雨）、供水系统、供水系统、供水系统、供水系统等相关设备，例如游泳池、浴室、直饮水等。因此，城市供水与排水是城市建设中必不可少的一项内容，它在实现城市功能、改善居住环境、改善居民健康、节约水资源等领域具有举足轻重的地位。

二、影响建筑给水排水设计的要点

由于层数多、高度大、结构复杂、功能多样，因此，在技术水平上，高层住宅的给水、排涝项目要比底层楼要多得多，因此必须要顾及更多的因素和制约因素。1)高的静液压；由于高层建筑的不断升高，给排水、灭火等设备所承受的静水压也越来越大，单区供水极易造成管线及附属设备的损伤，从而降低其正常运行。2)对高的可靠性的需求。在高层建筑物中，供水设备多，水压大，管网复杂。而且用户多，如果出现阻塞或中断，会造成广泛的影响。因而，对供水和排水管道的可靠性提出了更高的要求。3)防火工作繁杂。由于多种职能、密集的人群，导致了高层建筑容易发生火灾，而且火势蔓延迅速，扑救困难。由于受到室外火灾设施的限制，以及“立足自救”的基本原理，使得高层建筑物的火灾扑救工作更加艰巨。4)具有很好的抗振动和噪声性能。由于管线长，流量大，动力设备多，所以对高层的输水、排水管及设备应采取更高效的防振动、防噪声措施。

3高层住宅的给水系统，因其高度较高，一般不能保证系统的正常供水，所以一般都是使用增压式的辅机。当前常用的给水方法有：1）采用高水位罐给水。包括水泵，水箱等。可采用并联供水，串联供水，减压水箱，减压阀供水等。该结构具有液压稳定性、高效、降低了装置及运行费用。然而，由于水质极易被污染，水槽也会引起震动及噪声，而且建造费用较高。2)一种空气容器的给水。它由一个离心泵和一个密封的空气容器组成。使用可压缩的气体来储存和调整水的流量。采用软起动、顺序起动等方法，可以达到不需要塔式给水的目的。这样的给水方法无需水箱和水塔。因其罐体密封，所以不容易造成水质的污染，易于进行集约。其弊端是：水力不稳，经常呈现周期性的变化，造成设备运行维护费用高，且水质不安全。3)不用水箱的变频水泵给水。水泵的速度由变频调速装置进行控制，因此可以调整水力和流速。与其它频率型家电相似，这种方法最大的优点是节约能源。当设定的压力恒定时，马达的速度会随着用水量的改变而改变，达到了完全的自动控制，延长了装置的使用寿命和高的稳定性。其构造简单，便于装配。然而，频率转换装置成本较高，而且容易被外界的影响。4)压力区的给水。采用减压器或减压器来减少大楼顶部水槽所供应的水压。降压罐可以分段布置，也可以采用减压阀替代下部减压器。这种方法具有供水可靠性高、装置及管线结构简单、维修成本低廉等特点。但是下区的水力损耗比较大，泵的能量消耗也比较大。5)提供太阳和热水。为节约生活成本，有效地利用绿色节能，目前普遍采用的是常规的高层住宅。它包括集热器，储罐，循环泵等。然而，太阳能集热器不仅占用了大量的空间，而且不利于其外观。由于现有设备的限制，这种供水形式在超高层建筑中还处在开发阶段。高层建筑物的排涝设计主要由生产生活用水器具、下水道、通风、提升装置等构成。根据经济能力、技术能力等因素，可以将其划分为联合排放系统和分散型排放系统。住宅小区排水系统主要以雨、废水为主；根据实际需要，工厂内的生活污水和生活污水，在不太大的地方，可以与雨水混合，在比较严重的地方要进行分离。为了环保和节水，高层建筑物中的污水和废水已被分离，从而产生了与给水管线所设置的压力不一样的下水道，这些下水道水流不连续，不均匀，是由水和空气组成的不稳定流动。竖管内的流动可划分为：附壁螺旋流、水膜流、等速水膜流和柱塞流。在竖管内采用柱塞流动时，由于管道的顶部压强高于大气，因此管道内的压力会随着下降而改变，从而产生正压喷射，或产生负向吸附，从而对排水设备的工作产生不利的作用。要防止产生柱塞，以确保排水体系的稳定性和可靠性。当前最普遍的减势方法是在6楼之间安装一个“乙”字形的减势机构，以降低水流的下落速率。另外一种方法是在空气中设置通风管，以减少正、负压，使得管道中的空气压力与正常环境下相近，并将危险气体排放出去，从而保护有关的装置。

三、存在的问题

随着科技、材料、建筑等领域的发展，以及人们对生活品质的不断追求，对高层建筑的给水排水系统提出了更高、更新的要求。虽然经历了长时间的发展，但仍存在诸多问题，比如：给水排水设施的节水、节能问题，稳压、减压设备开发，消防自动精准控制技术，排水系统压力稳定技术，新型低成本给水排水系统及材料研发，小体积高能效热水加热、供给设备研发等。在设计中，需考虑水锤预防，水压力控制，地漏及水封设置，管道渗漏，排水管堵塞等问题。目前采用的热水供给系统容易造成水资源浪费，工业用水循环使用率低，中水回收仍然存在诸多问题，同时雨水资源的合理使用尚需进一步完善。

四、发展趋势

随着科技的进步和材料的不断进步，高层住宅的给、排水管越来越趋向于智能、节能、节约、美观和简洁。1)智能控制。由于高层建筑物的供水和排水是一个十分复杂的系统，不同的区域，不同的管道，不同的作用，不同的水流特性，不同的流量和水压要求，通过常规的方法来达到最佳的效果，成本高，难度大。随着现代信息技术的不断发展，供水和排水的智能化控制已经有了一定的应用前景。供水与排水的智能化将是未来一段时期的发展趋势。2)更加重视节约能源。在环境、资源、经济等诸多因素的影响下，发展和使用更多的节能性的排水设备和技术是大势所趋。若选用变频泵，或使用更高效的采暖装置等，可大大降低能源消耗。但这一领域的工作还很薄弱，需要进一步加强。3)更加节省和简单。由于高层建筑的空间资源较少，而且供水和排水的结构比较复杂，使得其运行和维修费用大大提高。采用新技术新方法，以达到简洁高效、低噪声为目标的供水排水系统，是我国供水系统发展的一个重要趋势。

参考文献

[1] 黄玉珠. 建筑给水排水工程设计标准体系及应用研究[D]. 华南理工大学, 2012.

[2] 陈文团. 探讨建筑给水排水工程设施中存在的问题及对策[J]. 江西建材, 2015(20):2.

[3] 石鑫留. 高层建筑给水排水工程设计研究[J]. 山西建筑, 2009.