超高层建筑给排水设计中存在的问题与对策分析

时间：2024-05-18

赵和平

（山东省城乡建设勘察院，山东济南 250031）

为适应资源节约的发展理念，超高层建筑逐渐重视给排水设计。由于建筑的垂直高度过高，为给排水设计工作带来了一定难度，基于此，对超高层建筑给排水设计中存在的问题与对策进行分析具一定现实意义。

一、超高层建筑给排水设计的内容

（一）给排水系统设计。给排水系统包括给水系统、排水系统与消防水系统。其运作方式主要包括气压罐给水、高位水箱供水等，气压罐给水主要利用管网压力向供水点持续给水，当管压降至最小作业压，气压罐的离心水泵开始向管内灌水，待管压回升后停泵；高位水箱供水则是通过存储水量、调节水压进行供水，当水流量与外网水压未达设计要求时，调节池利用离心水泵提升水压。排水系统设计主要采用分流制，从而提升节能水利用率，另外还需通过水力计算控制排水管的流量，防止其超过上限，减少水流冲击对管道的伤害。消防水系统的设计目的在于提高建筑物的消防安全性，因此在设计时室内消火栓以减压式的网状结构设计为最佳。

（二）给排水设计要点。超高层建筑给排水设计还需注意以下要点：首先，超高层建筑由于垂直高度较高，静水压力大，若供水时未对建筑进行分区可能增加管道压力，损伤管道。其次，超高层建筑结构复杂，电气设施分布广，火灾发生率较高，火情发展迅速，因此消防供水系统在设计时应保证排水系统的自救能力。另外，超高层建筑内部人口密度大，日均用水与排水量较高，一旦给排水管道发生故障将对居民生活产生较大的影响，因此需重视后期养护工作。最后，在管线布置时应考虑管道压力与结构装饰，提升管道的防噪声、防形变、防震、防渗漏等性能。综上可知，超高层建筑的给排水系统设计对建筑的安全性及建筑内居民的生活具有重要影响，由此下文对超高层建筑给排水设计中可能存在的问题进行分析。

二、超高层建筑给排水设计中存在的问题

（一）给水系统分区与方式选择不合理。超高层建筑的给水系统需要满足楼层内居民的用水需要，在设计过程中存在以下问题：首先，供水分区与供水方式选择不合理，部分超高层建筑在竖向分区时，仅简单划分为地区与高区，当需满足各区内供水压力较弱楼层的用水需求时，采取提高整区供水压力的方式，造成部分楼层给水压力过大，需再次减压，浪费能量，增加成本。另外，低区给水系统通常选择高位水箱给水，高区则为屋顶水箱给水，在为本区中的最高供水点给水时，低区的高位水箱给水提压较易，但可能导致最低处的压力过大，造成用水时水量骤增，严重时还可损坏接水软管；高区的屋顶水箱提压较困难，使得最高供水水压过低，造成用水困难。

（二）排水系统维修设计不完善。在超高层建筑排数系统中，由于污水立管长度较普通建筑长，所接的卫生器具多，长期使用可能造成管内水充塞，损坏卫生器具内水封，使得污水立管中臭气窜入室内，影响居民的正常生活。同时，长期使用可能使设置在吊顶位置的管道出现老化现象，造成管道漏水，影响居民房屋的美观性与使用性。另外，部分设计师认为阳台的日常排水量较小的，因此在雨水立管的材料选择中，部分设计师为节省工程造价，将阳台的排水立管与雨水立管合并为一根，此类设计可能导致当合并立管堵塞时，雨水自阳台冒出并流入室内。

（三）消防水系统供水效果有待提升。消防水系统同自动灭火系统及自动火灾报警系统存在密切关系，是确定保障建筑物消防安全性的重要给水系统，在设计过程中，消防水的用量估测是该系统的重要设计部分，部分设计者由于未对建筑性质进行全面了解，造成对消防用水预估错误，限制了消防水系统作用的发挥。同时，由于超高层建筑垂直高度制约，屋顶水箱提升水压较为困难，难以满足较高楼层消火栓用水所需压力，导致高层消防水系统无法发挥作用。另外，若建筑内选择大直径的明设立管，且设计时未采取相应的防火措施，还可能存在有火灾发生时立管相接处被火灾贯穿。

三、超高层建筑给排水设计问题的解决对策

（一）给水分区与给水方式合理选择。在给水系统的设计中，应进行合理的分区，可以依据国家制定相关设计规范结合超高楼层的实际给水情况进行设计，通常每10-12层为一区，分区后能够有效减少供水的能量消耗，且便于管道的维护与管理。另外，在选择给水方式时，可以采取变频供水结合低位水箱给水，或在本地供水部门批准下利用变频无负压给水设施自市政供水管中直接抽水。通过合理规划给水分区减少额外的供水能量消耗，节约供水成本，提升系统的日常管理与维护。

（二）排水管道注重保养维修。其次为排水系统设计，为防止由于水封损坏造成管道内臭气进入室内，超高层建筑设计排水系统时应配合布置相应的通气管道，降低排气管中臭气的含量，保障管内空气的正常流通。对于布置于吊顶处的排水管，还应加强对管道的测试与检修，及时发现并解决漏水、凝水等问题。雨水立管应与阳台排水管分开设置，通常选择钢筋混凝土柱内或管井内，并配置减压池。在选择管道材料时，宜选用承压塑料管、金属管等承压能力较强的材料，提升管道的抗压性。

（三）消防水系统提升供水与防火能力。最后，消防水系统在设计时为保证消防用水量，同时弥补较高楼层供水较慢的缺陷，可在超高层建筑的屋顶水箱中存储一定量的消防用水，同时配合使用气压罐帮助提升水箱静压。为保证消防初期的用水量，设计时还可增加全自动型的恒压变量装置，该装置分为消火栓接入系统与自动型喷水灭火接入系统，在止回阀的作用下可以各自发挥消防给水作用，互不干扰。在铺设大直径明设立管时，选择阻火圈或防火套，避免管道遭火灾贯穿。