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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇高层建筑给水排水设计,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
随着社会经济的高速发展,城市化进程的加快,人们生活居住观念的改变,如今的城市中到处遍布高楼大厦,城市住宅以由小规模的高层住宅组合而成的居民小区为主。随着城市的发展,高层建筑出现得越来越多,为确保高层建筑使用功能能够满足城市居民生活需求,必须重视高层建筑的给水排水设计工作。
1.高层建筑给水排水工程的设计要求
高层建筑是指超过一定层数和高度的建筑。在我国,超过10层的住宅建筑或者高度超过24米的其他民用建筑都属于高层建筑。高层建筑的主要特点是高度高,层数多,用水需求量多,排水量大,所以对建筑给水排水工程的设计、材料、施工等方面的要求也很高。高层建筑给水排水工程的主要特点有:
一是高层建筑的供水系统的静水压力大。在给水排水设计时,应该合理竖向分区,降低静水压力,避免管理和配件在高压下被破坏,确保供水系统的安全有效运行。
二是高层建筑的排水量大,管道长且管内的水流压力波动大。在高层建筑的给水排水设计时,应选择新型的单立管系统作为主要排水系统,同时要求使用高强度的管道和柔性接口,以稳定管道内部压力,提高建筑物的排水能力。
三是高层建筑使用给水排水设备的居民数量多,导致瞬间的给水量与排水量很大,因此高层建筑的给水排水设计必须科学合理,以满足居民供水充足安全与排水顺畅的日常生活需求,降低供水不足或排水管堵塞的发生概率。
四是高层建筑设备人流密集,容易发生火灾,一旦发生火灾则危险系数极大而且由于国内消费设备能力有限,火灾扑救困难。因此,要求高层建筑的给水供水设计必须结合消防需求,减少火灾事故的影响。
五是高层建筑有很多的动力设备,容易产生振动和发出噪声影响居民休息,所以,在进行给水排水设计是,应充分考虑排水管道和动力设备的防振动方法和消除噪音的方法[1]。
2.高层建筑水源管道的设置要求
根据《高层建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)第7.3.1条规定,室外消防给水管道应布置成环状,其进水管不宜少于两条,并宜从两条市政给水管道引入。但在实际的高层建筑水源管道的设置中,该条基本不会实现。原因有:一是增加一个引入点的所增加的投资费用很大,二是现实市政供水条件限制。因此,高层建筑的实际水源管道建设过程中通常的做法是:使用远近结合的双路供水方法,也就是在保证当前接入点的水量完全足够生活和消防使用的前提下,在室外的给水管道预留两条市政格式接入点,并在水表井内预留出供水管网改造的接头[2]。
3.高层建筑地下贮水池的设置要求
高层建筑的地下贮水池通常由消防用水和生活用水合用,水池内部设置导流墙,促进供水流动,避免贮水池真的变成“一潭死水”。一方面,由于高层建筑的消防用水很大,要求贮水池容积也必须足够大,另一方面开发商不能接受地下贮水池的占地面积过多,并且如果水池容积过多,会导致生活日常用水占总水量的比例过小,水的滞留时间超长,水质变差无法达到生活饮用水的水质指标。因此在实际的高层建筑地下贮水池的设计中必须同时满足两种不同用水的需求。实践可行性高、认可度高的设计方法是:一是在地下贮水池内为生活饮用水设置水箱,与消防用水分开,保证生活用水的水质安全;二是设置另外的给水通道,冲厕、洗车或绿化用水由消防贮水池供给,避免消防用水变成死水。
4.高层建筑屋顶水箱的设置和增压问题
根据《高规》中的相关要求,高层建筑应设高位水箱,贮存火灾初期十分钟的消防水量。虽然目前很多建筑都取消高水位箱,改用稳压水泵技术来维持供水充足和管网压力,但根据工程实践,本人更愿意在屋顶设置水箱。原因:一是在高层建筑屋顶设置高位水箱,可以有效减少设备的运行费用,为住户节约居住成本。因为消防系统的稳压装置必须一直保持连续不间断的管网压力,长期积累下来的电机功率数额较大,运行费用较高,用户的居住成本增加。二是高水位箱具有良好的安全性能。在维持消防管网压力方面,高水位箱比稳压泵省电,而且在断电时依然能够发挥作用,只有建筑最顶层受到影响,可以维持火灾前期的用水量,但稳压泵在电路系统发生故障断电情况下,则完全无法使用,会导致整个高层建筑的消防系统全部失效,安全性能较差[3]。
5.高层建筑火灾初期的消防管网超压问题
在高层建筑发生火灾的初始阶段,由于消防用水量比较小,使用的消防栓数量少,但消防水泵依然按照原定的压力和流量工作,因此容易导致消防管网发生超压现象,对消防管网的正常使用造成不良影响。综合实践工程经验,可以通过以下方法来解决该问题。一是通过在消防水泵出水管安装设有泄压稳压阀的水泵吸水管支管解决消防网管超压问题。其工作原理是:当管网压力大于设定的工作压力范围,泄压阀能够在第一时间自动打开回流泄压,避免管网超压,等实际消防用水量变多,网管压力下降至泄压阀的设定压力时,阀门自动关阀。二是利用扬程曲线平缓的消防水泵降低网管的压力。运用原理:水流量增大,水泵扬程降低。综合水泵的性能曲线,如果扬程曲线比较平缓,表示扬程对流量的影响就较小。在实际的火灾扑灭过程中,消防用水量往往也是由最初比较小然后变大,变化幅度较大,所以使用扬程特性曲线比较平缓的水泵,其扬程变化也比较小,有助于消防管网的实际压力更加接近网管本身的设计压力。
6.高层商住楼公共走道部分自动喷水灭火系统的设置
根据《高规》规定,在高层商住楼的公共走道部分,是否设置自动喷水灭火系统主要根据以下两种类型决定。一是高级住宅的公共走道部分,通常易燃物质比较多,另外,一旦发生火灾,空调风管还会加快火灾的蔓延速度,因此应该设置自动喷水灭火系统;二是普通住宅的走道部分,一般易燃物质比较少,走道顶部也没有可燃吊顶,加上走道和下面商品房间通常都设有防火门以及防火实体墙,火灾发生后蔓延困难,同时住户对周围环境比较熟悉,容易控制火源。因此在现有的经济水平下,在高层商住楼中,普通住宅的公共走道部分可以不安装自动喷水灭火系统,但必须根据《建筑灭火器配置设计规范》的规定,在公共走道部分配备灭火器,确保火灾发生后住户可以在专业消防人员达到前自行救火,减少火灾事故造成的财产损失,保证人民生命财产安全[4]。
7.结语
综上所述,对高层建筑给水排水设计的探析与研究具有重要的现实意义。本文结合高层建筑给水排水工程的设计特点,对高层建筑水源管道、地下贮水池设置要点提出有效建议,对屋顶水箱的设置、火灾初期的消防管网超压问题以及高层商住楼公共走道部分自动喷水灭火系统的设置进行了简单介绍,有助与高层建筑的给水排水设计更加符合居民的生活需求,同时,高层建筑的给水供水系统与建筑物的消防安全有密切关系,在设计的时候,必须综合考虑灭火消防需求,以保证人民群众的生命财产安全。
【参考文献】
[1]胡月莲.高层建筑给水排水设计初探[J].科技咨询导报,2007,(12):193-194.
建筑给排水系统是城市重要的基础设施之一,是十分复杂的系统工程,涉及的专业知识较广。对于高层建筑排水设计时,需要严格遵守相关的标准和规范。在符合实际情况下进行给排水系统设计,需要充分考虑其安全性、经济性和科学性。同时建筑给排水设计还应因地制宜,考虑建筑所在的地理位置,综合分析制定科学的设计方案。
1高层建筑给水排水设计特点及注意的问题
我国科学技术和经济的发展,带动了我国建筑的发展。近年来,人们对高层建筑的要求不断提升,需要更为先进完善的建筑。我们要依据实际情况,再给排水工程设计中应用更多新技术、新方法。全面提高给排水系统的功能,满足高层建筑的使用需要。
1.1高层建筑给水排水工程的特点。高层建筑与低层建筑相比,具有层数多、高度大、需水量大和振动源较多的特点。这些特点影响着高层建筑给排水系统的设计和施工。高层建筑给排水工程的特点主要有:1.1.1高层建筑给排水系统静水压较大,如果采取单区供水的方式,可能会影响正常的使用,同时加快配件的损耗。因此,需要采用竖向分区的供水方式,降低净水压,使系统的安全稳定性提高。1.1.2高层建筑如果发生火灾,那么火灾将很快蔓延,如果扑救不利,可能造成难以估计的损失。因此,高层建筑的消防压力要远高于低层建筑。因此,我国应建立完善的高层建筑消防体系,当发生火灾时,高层建筑消防体系应进行合理自救。1.1.3高层建筑用户多、排水压力大、管道较长。因此,需要将通气管系统引入排水系统中,使高层建筑的排水能力得到提升,保证管道压力稳定,或高层建筑的排水系统使用新型单立管系统。此外,由于高层建筑的排水量较大,在排水管道管材选择上应选机械性能较好的材质,管道接口应尽可能选用柔性较大的材料。1.1.4高层建筑的建筑标准较高,给排水设备也较多,给水量和排水量可能瞬间增大,如果出现停水或管道堵塞的问题,那么会造成较大的影响。因此,高层建筑应采用更加科学的技术,来保证供水和排水的安全性和稳定性。1.1.5高层建筑的动力设备较多,容易出现噪声和振动问题。因此,在高层建筑给排水系统设计时,应充分考虑设备的防震动和防噪声技术。
1.2建筑给水排水设计时需注意的问题。高层建筑给排水系统设计时,设计人员应做好各方的协调。如:对室内排水进行设计时,要详细列出具体流程,并按照排水设计标准进行。我国城市化建设步伐的加快,建筑行业取得了前所未有的发展,对于高层建筑给排水系统设计的要求也提高了。高程建筑的防火设计要求也较高。设计人员应重视各环节,保证给排水设计系统的防火设计符合要求。根据建筑实际情况加设防火套管。此外,设计人员应做好卫生间和阳台的地漏设计,满足居民的居住要求,保障排水的严密性。
2建筑给水排水的优化设计措施
高层建筑内人员较多、排水规模较大,因此设计人员应提高设计的安全性和稳定性。想要解决建筑给排水设计中存在的问题,就应对其设计进行科学的优化。
2.1合理确定管径和流速。高层建筑给排水设计中要考虑工程造价的问题,选用经济上更加合理的给排水管道。管道的直接与给排水流速的确定有直接关系,流量相同时,管径与流速成反比,也就是说流速越小,管径越大,管径的增大必然提高工程的造价。如果想要降低工程的造价,就需要合理的选择管径,管径过小会造成电费的增加,增加运行的成本且使用年限降低。因此,设计人员在设计时需要根据工程的实际情况,合理的确定管道管径和流速,协调好工程造价和工程质量间的关系。管道流速的计算需要分析系统的运行费、材料费和施工费等,通过科学计算进行确定。由于地域的差别造成物价不同,因此需要首先做好市场调研,了解工程所需材料的价格,然后综合分析来确定流速和管径大小。
2.2对给排水中的细节优化。高层建筑给排水系统设计时,需要重点考虑饮用水安全和管道的噪音。解决好这两个问题的主要方法有:2.2.1目前高层建筑很多用户都设计双卫生间,需要建筑给排水系统设计时进行合理优化,将管道噪声进行合理控制。建议对分户水管可采用DN25,同时配置可曲挠的橡胶材质接头,低层部分配备减压的装置,可以有效降低管道噪声。2.2.2选择质量好的给水管道,避免使用传统的镀锌钢管。金属管道与塑料管道相比,塑料管质量轻,方便安装和使用。2.2.3给水管道的安装分为明装和安装两种,为了增加美观性可以采用暗装方式,同时可以避免管道外露可能带来的不利影响。明装的好处也很多,不仅安装方便,维修成本和安装成本都较低。安装形式的选择需要设计人员根据用户的使用要求进行科学选择,同时给排水管道铺设完成后,应做好必要的标记,避免未来维修时对原管道的破坏。2.2.4给排水系统的重要功能就是饮用水的供给,在设计时要注意给水供水的安全性。应采取一定的措施防止饮用水池被污染,要想保证水池不进入脏水,选用合适的隔断方式十分重要。
2.3根据实际情况合理设置控制阀门。控制阀门安装在建筑底层是对排水系统的优化,使排水系统的能力提升。设计方法是在给排水管道末端设计独立的阀门,便于出现异常问题时可以及时关掉对应的阀门,避免出现较大范围的影响。但是在排水管末端安装阀门的做法也存在一定的局限性,为了更好的排除建筑内的存水,可以将阀门安装在建筑的底层。通过阀门对建筑整体控制,可以提高建筑排水能力。如果出现连续的大雨,建筑给排水管道可能堵塞或大量积水,无法有效的排除积水,因此就可以操作底层的控制阀门,使污水尽快排除,避免对建筑造成不良影响。此外,底层安装控制阀门对系统进行控制,可以避免对居民的打扰。
高层建筑的给排水系统十分复杂,需要加强高层建筑给排水的设计能力。同时对于以往的经验不能直接硬套,应在对实际情况充分了解的情况,对建筑给排水系统进行优化改造。同时在设计过程中,要严格遵循国家的相关法律、标准和规定,避免对环境造成污染。在各个环节都落实设计优化,使给排水系统设计更加科学,满足居民对高层建筑的使用要求,为高层建筑给排水系统的稳定发展提供帮助。
作者:路嘉远 张祁 单位:哈尔滨工业大学建筑设计研究院
参考文献
[1]王伟.建筑给水排水工程的设计优化[J].住宅与房地产,2016(18).
[2]王咤.对建筑给水排水的若干思考[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012(1).
引言
超高层建筑是我国城市现代化建设的集中表现形式之一,也是建筑行业施工技术进步的具体体现。通常情况下,超高层建筑由地下车库、人防工程、商业区、办公区、住宅区以及酒店等多种功能组成,建筑高度超过100m,并在40层以上。超高层建筑的高度超限,给水排水系统纵向有别于普通的高层建筑,所以要求设计人员熟悉各个系统的优缺点,并针对不同的建筑,采用相对科学的设计方案。
1生活给水系统
1.1市政直接供水系统
《城镇给水排水技术规范》(GB50788-1012)规定,城镇给水系统应满足用户用水的水压要求,且建筑给水系统应充分利用市政给水压力。因此,应根据建设单位提供的当地市政自来水24h水压报告的最低供水压力确定市政供水楼层,必要时可考虑建筑裙房建筑功能,以利于系统的简化。比如某超高层项目,裙房1~3层为商业区域,塔楼4~16层为酒店,17层以上为办公区域,市政供水压力扣除水表、倒流防止器及沿程水头损失后,能供至4层。也可预防将来城市发展后,用水量增加可能导致市政供水压力下降,市政供水可以至供至3层。
1.2二次供水
二次供水一般有两种方法,即为变频加压供水以及重力供水。超高层建筑由于竖向高于普通的高层建筑,其二次供水系统要综合各种因素考虑,包括建筑供水设备的性能、供水管材的承压情况,还应考虑到系统合理、供水安全可靠以及节能。因而,超高层建筑的二次供水系统往往采用变频加压与高位生活水箱重力供水相结合的供水方式。例如,100m以下的楼层采用变频供水系统,100m以上的楼层采用地下设备房工频泵+塔楼避难层或设备层的高位水箱供水。下一级的高位水箱作为上一级系统的转输水箱和下一级系统的供水水箱。这样划分系统的好处是,充分利用变频供水系统的楼层,同时,保证这部分系统的承压不至过高。工频泵加高位水箱供水系统只需干管采用高承压的管材,其他管材为普通压力的管材,节省工程造价,同时保证系统的安全可靠。为了防止二次污染,可在储水箱内设消毒器。
1.3噪声控制水泵的运行
一般会产生极大的噪声,超高层建筑要想做好噪声控制,一般采用两种方式。首先,将水泵的启动频率降低,这就需要做好传输水箱的容积设计。通常情况下,会采取最高上限的容积设计,使得水泵的运行噪声得到有效的控制。其次,将传统的工频泵传输水泵转变为管中泵,这种传输水泵可以直接放到传输水箱内,使得传输水箱的运行噪声得到控制。但是这种传输泵会对传输水箱产生一定的污染,因此,设计时要考虑消毒设备,保证用水水质,并能够在使用的过程中,定期对传输水箱进行清洗。
1.4室外给水系统
在超高层建筑中,室外绿化给水系统设计同样十分重要。在国家提出生态建设的背景下,超高层建筑室外绿化给水系统通常会采用绿色环保的雨水回收使用系统。在降雨的过程中,地表雨水的水质已经受到了极大的污染,不符合雨水回收利用标准,因此,多会对屋面雨水进行回收利用。当然屋面雨水也不能保障其水质百分之百干净、优良,因此,会采用生物处理方法及沉沙处理方法,对其水质进行处理,最后达到室外绿化给水的要求。
2消防给水系统
超高层建筑中的消防给水系统设计同样十分重要。由于超高层建筑的特殊性,其一旦发生严重的火灾,消防工作的难度非常的大,因此消防给水系统的科学化建立就显得极为关键。通常情况下,超高层建筑在构建消防给水系统时,会通过市政给水建设,引用两条及两条以上的给水管,在建筑工程项目中的场地内部形成一个系统的给水环网[1],保障其室外消防用水量。超高层综合楼的室内消防给水系统的建立一般有采用三种方式,分为并联、串联以及重力给水。
2.1并联消防给水系统
在超高层建筑中设置一套消防水泵称之为并联消防给水系统。这种消防给水系统在超高层建筑的高低区需要设置减压阀组,从而实现不同分区的消防供水。结合《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)对系统分区压力的要求,当系统工作压力不大于2.4MPa且能满足消防车的供水高度时可以采用并联消防给水系统。并联消防给水系统设备集中设置于底层,节省避难层面积,同时减少噪声的影响,但是水泵的扬程和管道的承压能力较高。
2.2串联消防给水系统
串联消防给水系统是指在超高层建筑的不同分区中,设置独立的消防水泵,利用上下级的控制水泵措施,使得水泵向超高层建筑的管网供水。当系统工作压力不大于2.4MPa时,宜采用串联消防给水系统。这种消防给水系统较为复杂,工作程序较多,但是其供水压力低,可以保障管网的安全,降低发电机组的压力,使得超高层建筑对设备的投资成本降低。
2.3重力供水系统
重力供水系统是指将消防水池设置在超高层综合楼的楼顶,可以有效避免因为火灾发生造成机械故障、延迟消防救援时间的发生。这种消防给水系统的安全性最高,但是其对超高层综合楼的荷载要求随之增高。因此,这种方式一般适用于250m以上的超高层建筑。
3污水系统
污水系统是超高层建筑不可避免的排水系统。超高层建筑在排出污水的过程中,从高处往地下降落时会对超高层建筑的污水排水管道造成极大的影响。因此,超高层建筑在设计污水排水系统时,要重视污水排水管道的质量,选择一些承压性能佳的金属管道材料,并且要控制管道线路的建设质量,增加一些减缓冲击压力的设备装置,降低超高层建筑底下层数污水排水管的管内流速,减缓污水冲击对管道造成的压力。
4雨水系统
雨水系统设计的安全性对超高层建筑的影响极大。一旦发生大面积的降雨时,而超高层建筑的雨水排水系统的设计考虑得不充分,就很容易造成雨水堆积、渗漏等现象,对超高层建筑的负面影响极大。因此,要重视雨水排水系统的设计,必须采用高质量、耐腐蚀的排水管材。通常情况下,雨水排水系统采用重力设计方法,这种方法虽然加速了雨水的排水流量,但是一旦出现特大降雨天气,降雨量远远超过雨水排水系统的设计排水能力,雨水排水管道的压力就会增大、破裂。因此,要调查当地的降水情况,选择高质量、耐腐蚀的金属管材,从而提高雨水系统的设计质量。
5结论
社会各行业领域对超高层建筑给水排水系统设计的要求不断提高,因此,应积极对超高层生活给水系统、消防给水系统以及污水系统、雨水系统的设计进行分析,总结具有针对性的设计要点,从而提高超高层建筑的给水排水系统的设计质量。
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
随着人们生活水平的不断提高,人们对居住环境、条件的要求越来越高,对居住建筑内一些设施的布置、材料的选用、噪声的污染、节能环保等的要求也越来越高,因此在设计工作中,就给水排水方面存在的问题应给予重视。
1、高层建筑给水设计
高层建筑给水系统的供水形式可概括为三种基本类型:高位水箱给水系统、气压罐给水系统、无水箱(变频泵)给水系统,每一种供水方式都有各自的特点和适用条件。
1.1给水管道减压降噪
住宅中双卫设置也随之增多,且厨卫距离较远,管段较长,建议分户水管采用DN25,避免用水时末端产生噪音,防止外网压力过高时,水流过快引起管道接近共振而产生的颜动和噪音。
1.2给水管材的选择
目前,塑料给水管的应用能够很好解决镀锌钢管易锈蚀,使用寿命短,生活用水不能满足水质卫生标准等问题。主要产品有:硬聚氯乙烯、改性聚丙烯和钢塑复合管等。塑料给水管与金属管道相比,具有重量轻,耐压强度好,输送液体阻力小,耐化学腐蚀性能强,安装方便,省钢节能,使用寿命长等优点。因此生活给水管应选用塑料给水管。
1.3给水管道敷设
给水管道敷设包括给水立管及给水支管敷设。给水立管敷设可以设置在厨房或卫生间墙角处,在以往的住宅设计中较多采用这种方式,管线布置灵活,施工方便,但影响美观;设置在建筑物外墙上,在厨房、卫生间处接入支管进入室内;设置在管道井内,给水立管与排水立管同井布置,在检修阀门处设检修门。
1.4水表的设置
水表应集中放置于水表井内,分户水表应整齐靠墙面敷设,以实现分户支管短,节约管材,管道水头损失也较小。水表设于楼梯休息平台处,给水立管设于平台墙角处,每户设一水表,将水表设于楼梯间中,以实现管道水头损失较小,节省建筑面积。
2、高层建筑排水系统
2.1排水系统的布置
排水系统管道布置与敷设应注意以下问题:
(1)不同性质的污废水用不同管道排出的体制为排水系统的分流制,排水体制根据技术和经济两大因素决定排水采用分流制还是合流制,需做经济与技术的比较。
(2)排水管道布置要以最短的距离排出室外,尽量不越变形缝,这样,利于安全和建筑物的使用及维修。
(3)排水管道敷设时管道之间、管道与墙要有一定的间距,管道穿墙、楼板、基础要预留洞。排水立管与排出管端部的连接宜采用两个弯头或弯曲半径不小于2倍管径的弯头。
2.2雨水系统的设计
屋面雨水排除按重现期位一年设计,因此在遭遇过设计强度的暴雨时,屋面雨水在雨水管内满流而成为压力流系统,而阳台雨水为重力流系统。因此若将屋面雨水与阳台雨水混合排除,则在雨水管满流时会引起阳台反水。雨水管内形成压力流的几率很低,但未防止底层阳台反水,设计中将拐弯后的雨水管放大一号即可。
2.3污水系统的设计
(1)高层建筑的塔楼污水、雨水排除
塔楼污水、雨水立管在管道技术夹层或裙房吊顶内汇合不宜过于集中。这种方法的弊端在于:一旦总管损坏而需要检修时,影响面较大,排水系统的可靠性降低。因此污水、雨水的排除不宜过于集中。
(2)在不设计技术夹层的建筑中结构转换层对排水的影响
由于结构转换层梁的高度及宽度一般均大于标准层,卫生洁具的布置及污水管的布置都可能受到转换层梁的影响。如果洁具的布置与标准层相同,则洁具的排水管可能与转换层梁发生冲突。由于标准层下来至污水管也有可能在转换层遇到较宽的梁面需要拐弯,因此对于单立管排水系统,位于转换层的洁具排水需要单独排出。
3、实例分析
3.1项目概况
某写字楼楼项目,高24层,根据实际情况及兴建单位的要求,室内设有完善的给水排水卫生设备,要求给水安全可靠。
3.2系统设计
(1)给水系统设计
市政外网可提供的常年资用水头为0.26MPa,远不能满足建筑内部用水要求,故考虑二次加压。经技术经济比较,室内给水系统拟采用分区减压给水方式,由水泵统一加压,下区供水利用减压阀减压,水泵的转速随着用水量的变化而自动调节。在给水系统分区中,由于本建筑所选用卫生器具给水配件处的最大静水压力为300―500KPa,故供水分3区,1―5层为一区6―15层为二区,16―24层为三区。一区由室外市政给水管网 直接供水,给水管网采用下行上给式。二区及三区采用变频泵分区加压供水方式,下行上给。在给水管网的布置与安装上,采用暗装敷设,室内管材均采用PP―R塑料给水管,采用承插式接口,热熔连接;室外采用离心球墨铸铁给水管,采用承插式接口,弹性橡胶圈连接。泵房内供水高区贮水池采用成品拼装式不锈钢水箱。
(2)排水系统设计
生活排水采用粪便污水与洗涤废水合流排除,污水通过管道靠重力排至室外污水管,然后排至市政污水管网。
住宅卫生间排水管道设有专用通气立管,一层排水支管与专用通气立管底步连接,厨房及会所卫生间排水管道采用单立管伸顶通气,一层排水支管与排水横干管直接连接,连接点距立管底部水平距离大于3 m。
消防电梯井坑排水,车库集水坑排水均采用潜污泵提升排至室外雨水管网。潜水排污泵的启闭由集水坑的水位控制器控制,当集水坑集水水位达到启泵水位时,一台潜水泵启动排水,当水位达到报警水位时,两台潜水泵并联工作并报警至管理中心,当水位降至停泵水位时停泵,两台水泵互为备用,轮换启动并可手动启泵。
(3)自动喷水灭火系统
同消火栓系统一样竖向分为两个区,均采用湿式灭火系统。系统设3组湿式报警阀,报警阀后管网 为枝状网,每层每个防火分区均设水流指示器。每区管网均接水泵接合器2组。高低区分别设自动喷水加压泵各2台,互为备用;气压罐1个;增压泵2台,互为备用;系统由离心泵―贮水池―自动喷洒泵―屋顶水箱―气压罐联合加压供水。自动喷洒喷头均采用闭式玻璃球喷头。地下车库及其它不吊顶区域采用直立型喷头,其余均采用吊顶式喷头;除厨房采用感应温度93度喷头,其余区域采用感应温度68度喷头。
最终,该设计方案满足了该综合楼的使用要求,并达到了良好的使用效果。
高层建筑给水排水的设计不同于多层建筑,设计者给出设计方案前,要充分考虑到高层建筑层高、实用、美观等因素对给排水的影响,并且要对给排水的施工进行合理规划,提高施工质量的同时要保证高层建筑的整体美观效果。随着国民经济水平不断提高,人们对居住环境和质量的要求也随之不断升高,因此建筑施工各单位不仅要适应社会发展需求,还要保证在高层建筑的实用性、功能性、美观等多种性能。尤其在给排水的设计施工方面,由于高层建筑的主体结构、框架多采用框剪或筒形结构,所以给排水设计施工带来极大不便,如何优化高层建筑给排水的设计施工是现阶段施工单位亟待解决的问题,并针对难点积极探求优化方案。
1高层建筑给水排水工程的施工重点及特点
由于高层建筑给水排水工程分为给水系统、排水系统、热水系统及消防系统四个部分,所以在高层建筑室内的给水、排水设备较多,穿插管线种类多种多样,就现阶段建筑行业的给水排水施工技术来说,并没有具体的可行性指标和操作规范予以支持,因此在施工过程中,人为操作主观意识较强,施工工序杂乱无章,无法保证施工质量。另外,现行的高层建筑给水排水技术与实际施工要求产生脱节现象,随着国民经济水平日新月异的变化,高层建筑的给水排水技术不再是单纯地解决居民的供水和排水问题,而要结合消防安全技术和自动化技术,不断更新设计理念,将节水、节能的建筑设计理念引入到高层建筑给水排水设计和施工中,在施工过程中加强施工管理,合理利用新型环保材料,严格规范施工技术操作,在提高施工质量和效率的基础上,保证建筑的给水排水系统正常、安全运行。由于高层建筑本身具有的多层、多功能、多设备等特性,在给水排水工程的施工过程中具有以下五方面特点:第一,给水排水量相对较大。由于高层建筑的使用面积较大,容纳的居住人数较多,所以居民所需的用水量和日常生活产生的污水量较大,一旦管道拥堵或是损坏,势必会造成供水系统和排水系统发生故障,影响居民生活质量,甚至危及整栋建筑的供水系统和排水系统,导致大范围的停水,给居民的生活带来极大不便,因此建筑施工单位要尤其注意给水排水系统的日常维护工作;第二,施工单位为提高建筑的实用性,在施工过程中增设了多种使用功能,再加上繁多的管线穿插纵横在建筑室内,居民使用家电时会使电压过大而发生线路短路,给居民正常生活埋下安全隐患,稍有不慎就会发生火灾,而且在高层建筑中人员疏通起来较为困难,后果不堪设想,所以建筑施工在进行给水排水施工时要结合消防给水技术和防火材料的使用,确保高层建筑的安全性能;第三,消防系统的技术压力较大,以往设计的供水区域只有一个,易使管道和相关附件发生损坏,影响给水、排水系统的正常使用,因此设计人员在进行给水、排水系统的设计过程中,应采用竖向分区的方法,从而降低消防系统的静水压力,保证给水、排水系统安全、畅通运行;第四,由于高层建筑的给水排水量较大,施工单位通常会选用较多、较长的排水管道,增加管道水流压力,并且压力波动性较强,更容易造成给水、排水系统的不稳定,所以施工单位在选择排水管道材料时,应尽量采用机械强度较大的、接口柔韧性较好的材料或是专用通气管排水系统和新型单立管道,以减缓管道中的压力波动,强化给水、排水系统的使用性能;第五,由于高层建筑的给水排水设备较多,运行时产生的噪音也会随之增多,建筑施工单位必须要充分考虑到管道降噪问题,利用相关防震和降噪技术,在保证系统正常运行的同时为居民提供优质、舒适的居住环境。
2高层建筑中常见的给水排水方法
2.1气压罐式给水
气压罐式给水方法主要通过离心水泵和气压罐设备的协同工作来完成给水。气压罐的工作主要依靠罐内的空气不断压缩进行储水和调节供水量,一旦罐内的水压达到一定高度,离心水泵就会软启动和循环启动水泵机组,最终完成供水。这种给水方法无需水箱和水塔,不仅可以自动控制给水量,便于管理,并且由于气压罐的密封效果较好,可以防止罐内水资源不受污染,更能减少建筑工程的施工成本。但是在气压罐给水过程中,常常会出现因供水压力过大而引起的压力波动,而且它的储水量有限,必须要频繁启动才能满足供水需求量,所以势必会增加设备维修成本,从而缩短设备的使用寿命。
2.2高位水箱式给水
高位水箱给水方法主要利用离心水泵和水箱两个部分进行给水,根据以往的使用经验大致可以分为并联式给水、串联式给水、减压水箱式给水和减压阀式给水四种方法。它的主要作用是调节供水区的储水量、供水和水压,相比气压罐式给水方法来讲,虽然储水量也有一定限制,其优势是不需要频繁启动相关设备,因此建设成本和维修费用也相对较少,缺点也密封性较差,水质容易受到外界环境的影响而受到污染,且由于水箱占地面积较大,会增加建筑投资费用。
2.3减压分区式给水
减压分区式给水主要依靠减压阀和各个供水区的减压水箱的工作实现减压给水的目标。在相关设备运行过程中,离心水泵会降水直接输送到顶层供水区的水箱中,利用减压阀将水由上至下的输送到各个供水区的水箱中,且各水箱之间可以进行自动减压,一方面减少了占地面积;另一方面给水相对稳定、可靠,但也存在一些问题,例如下层供水区的供水压力较弱,增加了离心水泵的使用率。
2.4变频水泵式给水
变频水泵式给水是一种利用单片机、变频技术和水泵机组相结合而构成的给水技术,其作用是可以自行调节水压和水流量,并且不需要水箱。这种方法可以根据各个供水区的用水量自行调整相关设备的运行速度且占地面积较小,不仅延长了相关设备的使用寿命,更加有利于后期维修与管理工作。但是这种方法所使用的设备价格相对较高,大大增加了建设成本,特别是变频器,不仅价格较贵,还容易受到外部环境的影响,造成变频器的损坏,从而影响设备正常运行。由此可见,每一种方法都有各自的优势和劣势,需要设计人员在施工设计阶段结合高层建筑特点和施工要求对给水排水方法进行调整,针对在施工过程中易出现的情况和问题,调节设计方案的优化措施,以全面保证给水排水系统的安全、畅通运行,从而优化居民的生活质量和居住环境。
3高层建筑给水排水的优化设计方案
通过对高层建筑给水排水方法及施工特点的分析,高层建筑的给水排水系统的设计必须要进行优化和改善,以切实保证高层建筑给水排水系统的安全、畅通运行,因此笔者建设性地提出了以下三点高层建筑给水排水设计方案的优化措施,具体包括:第一,在进行给水排水系统的设计过程中,要采用分建供水区,并且这些供水区要共用供水管道,以减少设备的占地面积,减少施工成本。在水污染问题上,可以通过分别设置生活供水区和消防供水区来尽量减少水质污染的问题,施工单位应特别注意管道网络的铺设,并且结合管道施工的特性,提高管道的质量和使用性能,合理规划相关设备的设置;第二,针对建筑室内卫生间易出现渗水、漏水的问题,施工单位应加强建筑地面防水性能,合理设计厨具、洗脸池、淋浴器等家具家电的位置摆放,采用节能型附件和技术,例如充气式水嘴、真空节水技术,不仅起到节约水资源的作用,还可以有效提高设备的排污功能。在施工过程中,设计人员应尤其注意相关设施的位置规划要符合居民的基本生活需求以及排水管道的网络化铺设要尽量保证顺畅、安全且科学合理,避免管道位置与室内生活器具的位置相互冲突,从而为居民提供既舒适又实用的居住环境;第三,在施工设计阶段,设计人员要考虑到高层建筑整体的美观效果,由于排水管道通常设置在建筑外墙内,很容易影响建筑的视觉美感效果,因此施工人员在进行室内施工时,应该尽量将卫生间的位置设置在建筑的低地势处以及空调摆放处要设置排水管,并且要尽量保证建筑的室内和室外的整体美观效果,这样不仅可以便利居民的日常生活,更加满足高层建筑的实用性、美观、安全性等多方面性能的要求。
4结语
此外,合理设计给水排水系统和消防系统对高层建筑整体性能有着重要的意义。相对于多层建筑来讲,高层建筑给水排水工程的施工难度较大,对供水量、排水量的要求较高,所以对施工单位来说,发现问题解决问题,不断优化设计方案,才能有效提高给水排水系统的运行效率,从而实现高层建筑优化各方面性能的目的。随着国家经济飞速发展,建筑业的市场竞争越发激烈,在高层建筑给水排水工程的问题上,只有积极探索设计方案的优化措施,进行技术革新,才能在激烈的建筑业市场中立于不败之地,从而促进建筑业长久、可持续性发展。
参考文献
[1]袁成华.试论高层建筑给水排水工程的优化设计[J].城市建设理论研究(电子版),2014,(16).
[2]周盼.试论高层建筑给水排水工程的优化设计[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(13).
随着国民经济的快速发展和科学水平的不断提高,高层建筑逐渐成为发展的趋势,高度和层数也在不断的增加,随着社会的发展需要,高层建筑已成为现代化大都市的一种标志,而高层建筑的迅猛发展也标志着我国建筑技术的日益成熟。
高层建筑具有建筑面积大、高度大、用水要求高、排水量大、火灾扑救难度大等特点,而随着人们生活水平的提高和科学技术的进步,人们对住宅等的要求也越来越高,因此,对建筑给水排水工程的设计提出了更高的要求。
高层建筑给水排水工程的特点
高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程
相比,基本理论和计算方法在某些方面是相同的,但因高层建筑层数多、建筑高度大、建筑结构复杂,以及所受外界条件的限制等,高层建筑给水排水无论是在技术深度上,还是在高度上,都超过了低层建筑给水排水工程的范畴,并具有一下特点。
(1)高层建筑给水排水设备的使用人数多,瞬时的给水流量和排水流量大,若发生停水和排水管道堵塞事故,影响范围较大,所以必须具备安全可靠的水源,以及经济合理的给水排水系统形式,并妥善处理排水管道通气问题,以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。
(2)高层建筑层数多、高度大,给水排水消防系统中的静水压很大,为保证管道及配件免受破坏,必须对给水系统进行合理的竖向分区,加设减压设备以及中间和屋顶水箱,使系统运行完好。
(3)高层建筑的功能复杂,失火的可能性大,失火后蔓延迅速,人员疏散及扑救困难。因此,高层建筑的消防系统的安全可靠性必须要比低层建筑高。由于目前我国消防设备能力有限,扑救高层建筑火灾的难度较大,所以高层建筑消防给水的设计应“立足自救”,方可保证及时扑灭火灾,防止重大事故的发生。
(4)高层建筑由于室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多,必须考虑管道的防震、防沉降、防噪音、防管道伸缩变位等措施。
(5)高层建筑由于给水排水、消防、采暖空调、电气等各种管道设备繁多,设计时要做好各管线的综合布置,处理好各种管线的综合交叉,以便于日后维修。
2高层建筑给水系统设计
高层建筑给水系统的确定,主要取决于建筑的性质和建筑内部的设施水平。高层建筑的给水方式主要分以下三种:高位水箱供水、气压罐供水及水泵直接供水(或无水箱供水)。
2.1高位水箱给水方式
高位水箱供水方式包括水泵和水箱。高位水箱的作用是存储调节本区的水量和稳压。水箱内的水由设在水泵房内离心水泵供给。根据加压水泵与高位水箱设置方式不同,又分为并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式等四种类型。对于高层建筑采用水箱水泵分区供水方案的,一般存在下列条件:外网水压不够;流量不满足设计流量;须通过调节池用泵升压供水;建筑物允许设水箱,水压要求平稳。水泵可采用恒速泵。但各种水箱供水方式均有优缺点,设置水箱,增加了供水的可靠性,防止一旦停电,全楼立即停水的现象发生。但增加了结构负荷,水箱供水水质比较差,应采用防止二次污染的措施。
2.2气压罐供水方式
气压罐的设备包括离心水泵和气压罐。气压罐供水方式平时由气压罐维持管网压力,并供用水点用水,当压力下降至最小工作压力时,泵启动供水,并向气压罐内冲水,至最大工作压力时停泵。气压罐供水方式可适用于不能设置高位水箱的建筑物和地震区建筑。这种供水方式具有节省基建投资;便于集中管理,较易实现自动控制;罐内水质不易受污染等优点,但也存在供水压力不稳,常出现周期性的波动;气压罐有效容积有限,储水量少,水泵启动频繁,水泵效率低,缩短水泵使用寿命,而且增加了设备运行费,供水可靠性差等缺点。
2.3水泵直接供水方式
变频调速水泵给水是目前高层建筑中普遍采用的一种给水方式。变频调速供水装置是采用离心式水泵配以变频调速控制装置,通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速,从而使水泵的转速发生变化。调节水泵的转速,可以改变水泵的流量、杨程和功率,使出水量适应用水量的变化,实现变负荷供水。变频调速供水的最大优点是:高效节能;设备占地面积小,不设高位水箱,减少了建筑负荷,有效的避免了水质的二次污染,给水系统也随之相应简化。但变频器价格贵,整机费比其他给水设备昂贵,且对环境条件要求较高,易受外界电池干扰而影响机组正常运行等缺点。
3 高层建筑排水系统设计
排水系统主要排除粪便污水、生活废水和雨水。高层建筑标准较高的旅馆等尚有冷却水及特殊排水。
排水管道的布置
建筑物内排水管布置应符合下列要求:1)自卫生器具至排水管的距离应最短,管道转弯应最少,排水出户管应以最短距离排至室外。2)立管宜设在排水量最大、靠近最脏、杂质最多的排水点处。立管尽量不转弯。3)排水管不得穿越伸缩缝、变形缝、沉降缝、烟道和风道等。4)有利于安全和建筑物的使用、维修及清通。
3.2排水管道的敷设
建筑物内排水管敷设应符合下列要求:1)管道之间、管道与墙之间要有一定的间距,管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞。2)排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45°弯头或弯曲半径小于4倍管径的90°弯头。
3.3通气管系
高层建筑层数多、高度大,卫生器具多,排水量大,且排水立管联接的横支管多,多根管同时排水,由于水舌的影响和横干管起端产生强烈冲击流使水跃高度增加,会引起管道中较大的压力波动,导致水封破坏,室内环境污染。为防止水封破坏,保证室内环境质量,高层建筑必须对排水系统中气压变化幅度予以控制,通气管系即起着这种控制平衡作用。因此,高层建筑通气系统的好坏,对排水管系排水能力的充分发挥和保护系统的水封不被破坏起着极为重要的作用。
3.3.1 高层建筑排水系统通气方式
高层建筑排水系统采用的通气方式通常有三种:即,专用通气、环形通气和卫生器具通气。三种通气方式,各由不同功能的通气管组成:1)专用通气管系由专用通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。2)环形通气管系有两种形式:一种由环形通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成;另一种由环形通气管、副通气管和伸顶通气管组成。3)器具通气管系统由器具通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。
3.3.2 各种通气管及其作用
器具通气管
对一些卫生标准与控制噪声要求较高的排水系统,应在每个器具排水管上设置器具通气管。器具通气管从卫生器具存水弯出口端接出,在高于卫生器具上边缘不小于0.15m处与通气立管连接,器具通气管通气效果最好,可以防止器具的自虹吸且有控制噪声的作用。
环形通气管
环形通气管是连接于排水横支管与通气立管之间的通气管道,以便对连接较多卫生器具或超过允许负荷的横支管进行通气。通气立管与排水立管可在同侧设置(称主通气立管),也可分开设置(称副通气立管),需视具体布置条件而定。
安全通气管
在设环形通气管的情况下,若一根横支管接纳的卫生器具数量甚
多,或横支管过长时,还需设安全通气管以加强通气能力。
专用通气管
除设置环形通气管情况下必须设置通气立管外,在高层建筑中,
若每层联向排水立管的卫生器具不多且连接管段较短并当排水立管超过允许排水负荷时,设置专用通气立管,可以增加排水立管的排水能力并可以起到很好的保护水封的作用。
结合通气管
结合通气管是连接排水立管与专用通气立管或主通气立管的通
气管路。其作用是当建筑物上部横支管排水时,排水立管内水流下落,管内水流前方的空气被压缩产生正压力,通过结合通气管将气体释放到通气立管中去,从而使排水立管水流畅通,气压平衡。
伸顶通气
伸顶通气管指排水立管最高层检查口以上伸出屋面部分的管道,该部分管道与大气相同,可以平衡管道内的压力波动,排除有害气体。
4 高层建筑给水排水的发展趋势
高层建筑给水排水设备的完善程度,必须考虑今后的发展和要求。目前高层建筑给水排水技术有待解决的问题主要有以下几个方面:1)采用完善、舒适、便于维护管理、集中控制以及自动化的给水排水系统和设备。2)注意采用节水、节能的给水排水系统方式和设计方法,研制此类设备及附件。3)新型减压、稳压设备的研制与应用。4)安全、可靠、经济、实用、运行管理方便的供水技术与方式的研究与推广应用。5)发展体型小、质量轻‘能耗低、效率高、无噪音的整体式设备。6)提高排水系统过水能力,稳定排水系统压力的技术措施。7)低成本、高效能的新型管道材料开发与应用。8)高层建筑消防技术与自动控制技术。
引言:高层建筑有别于多层建筑,具有层数多、高度大、功能复杂、用水要求高、排水量大等特点。由于楼层高度的增加及建筑物功能的复杂化,高层建筑的给排水工程需要面临新的问题和更高的要求,因此,对建筑给水排水工程的设计提出了新的要求。探讨和研究高层建筑给排水工程设计具有重要的现实意义。
一、高层建筑给水排水工程的特点
1、高层建筑的居住人数多,给水排水设备需提供的水量自然就大。稍有不慎,会发生管道堵塞或停水事故,后果不堪设想,势必影响的范围极大。所以,高层建筑的给排水工程必须采取必要的措施,保证安全供水和通畅排水。
2、高层建筑的给排水量非常巨大,给排水管道很长。为了减缓管道中的压力波动,增强系统的给水排水性能,排水管道最好采用机械强度较高的材料,并选用柔性接头,采取专用通气管排水系统或新型单立管道也非常有效。
3、静水压力大是高层建筑给水系统、热水系统和消防系统的特点。正因为静水压力大,如果不分区,不仅使用不便,震动噪音大,设备能耗高,浪费水资源,还容易导致给水系统的管道及配件因此被破坏。从这个特点出发,给水系统必须进行科学、合理的竖向分区,目的在于合理有效地降低静水压力,确保系统运行的安全可靠。
4、高层建筑消防系统的安全可靠性要求比多层建筑的更严格,是高层建筑给水系统的又一个特点。这是因为高层建筑通常是多功能、综合性建筑,所以可引发火灾的因素比较多。高层建筑一旦出现火情,火势的蔓延速度相当快,火灾的危险性大,扑救的难度高。另外,我国目前各地区的消防设备能力水平不一,导致高层建筑在发生火灾时扑救的难度比较大。基于这些因素,在高层建筑的消防给水系统设置上必须立足于自救。
二、高层建筑给水系统设计
1、明确高层建筑给水方式。高层建筑常用的就有高位水箱、气压罐和变频泵无水箱三个给水设备,正确选择高层建筑的供水方式,采用最科学合理的供水设备,选用技术先进、供水安全以及经济合理的供水设备,是高层建筑正常供水的核心关键,选择合理的给水方式,使用合适的给水设备,对高层建筑的影响作用非常大。
2、选用合适的给水管道。传统的给水管道通常是热镀锌钢管,但是这种钢管重量大、非常容易生锈,影响水的质量,无法满足人们对生活用水的要求。目前,重量轻、经济实惠、液体流动性好、耐压度强、安装方便、耐腐蚀性强以及使用的寿命相对较长的塑料水管被广泛应用。给水管材的选择,要考虑质量、重量、经济、使用的环境、承受压力的程度、承受的最高温度以及安装的方式等,要综合技术和经济的实际情况后进行给水管道的选择。
3、合理布置给水管道。给水管道的布置,要满足高层建筑里的用户的生活用水的要求,选择合适的管道长度和管道的内径,尽量降低成本。但是现在我们国家还不是特别重视高层建筑的管道布置,最大的原因也许是高层建筑的管道比较短,管道内径有相对较小,投入的资金比例也相对较少,而且收到的经济效益不是非常的明显。由于高层建筑的快速发展,建筑的内部设施越来越完善,对管道的种类和数量的要求也随之增多,又因为高层建筑层数多、高度大、振源多的特殊性质,对管道的性能和质量等方面的要求很严格,所以要加大对高层建筑管道设备的资金投入。
三、高层建筑排水系统设计
1、排水管道的布置。建筑物内排水管布置应符合下列要求:
(1)自卫生器具至排水管的距离应最短,管道转弯应最少,排水出户管应以最短距离排至室外。
(2)立管宜设在排水量最大、靠近最脏、杂质最多的排水点处,立管尽量不转弯。
(3)排水管不得穿越伸缩缝、变形缝、沉降缝、烟道和风道等。
(4)有利于安全和建筑物的使用、维修及清通。
2、排水管道的铺设。建筑物内排水管铺设应符合下列要求:
(1)管道之间、管道与墙之间要有一定的间距,管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞。
(2)排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45°弯头或弯曲半径小于4倍管径的90°弯头。
3通气管系。高层建筑层数多、高度大,卫生器具多,排水量大,且排水立管联接的横支管多,多根管同时排水,由于水舌的影响和横干管起端产生强烈冲击流使水跃高度增加,会引起管道中较大的压力波动,导致水封破坏,室内环境污染。为防止水封破坏,保证室内环境质量,高层建筑必须对排水系统中气压变化幅度予以控制,通气管系即起着这种控制平衡作用。因此,高层建筑通气系统的好坏,对排水管系排水能力的充分发挥和保护系统的水封不被破坏起着极为重要的作用。 高层建筑排水系统采用的通气方式通常有三种:即,专用通气、环形通气和卫生器具通气。三种通气方式,各由不同功能的通气管组成:
(1)专用通气管系由专用通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。
(2)环形通气管系有两种形式:一种由环形通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成;另一种由环形通气管、副通气管和伸顶通气管组成。
(3)器具通气管系统由器具通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。
四、高层住宅在建筑给排水设计中需要关注的问题
高层建筑给排水设计重点应该放在户内设计上,以下几点应该着重考虑:
1、铺设给排水管道的位置和怎样铺设的问题。我们的设计研究人员现在应当提倡本层的管道铺设在本层的铺设原则。
2、水表的设置问题。如果水表设置在户内,不但抄表员的工作量会很大,而且会使住宅的安全性大大降低。因此,高层建筑的分户水表适宜设在户外而不是户内。
3、地漏的设置与洗衣机机位的预留,地漏和存水弯两者的配合问题在规范上并没有具体规定,但这确实会影响用户在使用时的性能表现。
4、空调冷凝水的排放,空调正逐渐地进入了千家万户,但是如果空调的冷凝水总是无组织排放会严重污染高层建筑物的外墙,会严重影响建筑物的外表美观。建筑在进行给排水设计的同时也应该考虑空调冷凝水的有序排放。
5、热水管道的铺设问题,在目前的情况下,住宅小区集中供应热水的情况较少,大多数都是住户入住后自己安装热水器以提供洗浴和生活热水。为此,我们的建筑设计人员应该在整个布局上多加以考虑。
6、节能方面的问题:高层建筑由于其自身的限制,给水系统带来的能耗非常大,并且在这其中用于将生活用水从地面输送到高层而消耗的能量占了非常大的比例,这也使得建筑给排水工程中的节能、节水的问题不容忽视。
五、结束语
作为新时期背景下的高层建筑给排水设计人员,必须紧密结合时展的需要,加强自身的学习,致力于自身专业技术水平的提升,切实掌握高层建筑给排水高层的特点,做好给排水的设计和节能设计工作,以最大化地确保其设计的有效性,从而在在节能降耗的同时为广大人民群众构建温馨和谐的工作和生活环境,最终实现我国高层建筑设计事业蓬勃发展。
参考文献
中图分类号:TU208文献标识码: A
随着社会经济的高速发展,城市化进程的加快,人们生活居住观念的改变,如今的城市中到处遍布高楼大厦,城市住宅以由小规模的高层住宅组合而成的居民小区为主。随着城市的发展,高层建筑出现得越来越多,为确保高层建筑使用功能能够满足城市居民生活需求,必须重视高层建筑的给水排水设计工作。
1.高层建筑给水排水工程的设计要求
高层建筑是指超过一定层数和高度的建筑。在我国,超过10层的住宅建筑或者高度超过24米的其他民用建筑都属于高层建筑。高层建筑的主要特点是高度高,层数多,用水需求量多,排水量大,所以对建筑给水排水工程的设计、材料、施工等方面的要求也很高。高层建筑给水排水工程的主要特点有:
一是高层建筑的供水系统的静水压力大。在给水排水设计时,应该合理竖向分区,降低静水压力,避免管理和配件在高压下被破坏,确保供水系统的安全有效运行。
二是高层建筑的排水量大,管道长且管内的水流压力波动大。在高层建筑的给水排水设计时,应选择新型的单立管系统作为主要排水系统,同时要求使用高强度的管道和柔性接口,以稳定管道内部压力,提高建筑物的排水能力。
三是高层建筑使用给水排水设备的居民数量多,导致瞬间的给水量与排水量很大,因此高层建筑的给水排水设计必须科学合理,以满足居民供水充足安全与排水顺畅的日常生活需求,降低供水不足或排水管堵塞的发生概率。
四是高层建筑设备人流密集,容易发生火灾,一旦发生火灾则危险系数极大而且由于国内消费设备能力有限,火灾扑救困难。因此,要求高层建筑的给水供水设计必须结合消防需求,减少火灾事故的影响。
五是高层建筑有很多的动力设备,容易产生振动和发出噪声影响居民休息,所以,在进行给水排水设计是,应充分考虑排水管道和动力设备的防振动方法和消除噪音的方法[1]。
2.高层建筑水源管道的设置要求
根据《高层建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)第7.3.1条规定,室外消防给水管道应布置成环状,其进水管不宜少于两条,并宜从两条市政给水管道引入。但在实际的高层建筑水源管道的设置中,该条基本不会实现。原因有:一是增加一个引入点的所增加的投资费用很大,二是现实市政供水条件限制。因此,高层建筑的实际水源管道建设过程中通常的做法是:使用远近结合的双路供水方法,也就是在保证当前接入点的水量完全足够生活和消防使用的前提下,在室外的给水管道预留两条市政格式接入点,并在水表井内预留出供水管网改造的接头[2]。
3.高层建筑地下贮水池的设置要求
高层建筑的地下贮水池通常由消防用水和生活用水合用,水池内部设置导流墙,促进供水流动,避免贮水池真的变成“一潭死水”。一方面,由于高层建筑的消防用水很大,要求贮水池容积也必须足够大,另一方面开发商不能接受地下贮水池的占地面积过多,并且如果水池容积过多,会导致生活日常用水占总水量的比例过小,水的滞留时间超长,水质变差无法达到生活饮用水的水质指标。因此在实际的高层建筑地下贮水池的设计中必须同时满足两种不同用水的需求。实践可行性高、认可度高的设计方法是:一是在地下贮水池内为生活饮用水设置水箱,与消防用水分开,保证生活用水的水质安全;二是设置另外的给水通道,冲厕、洗车或绿化用水由消防贮水池供给,避免消防用水变成死水。
4.高层建筑屋顶水箱的设置和增压问题
根据《高规》中的相关要求,高层建筑应设高位水箱,贮存火灾初期十分钟的消防水量。虽然目前很多建筑都取消高水位箱,改用稳压水泵技术来维持供水充足和管网压力,但根据工程实践,本人更愿意在屋顶设置水箱。原因:一是在高层建筑屋顶设置高位水箱,可以有效减少设备的运行费用,为住户节约居住成本。因为消防系统的稳压装置必须一直保持连续不间断的管网压力,长期积累下来的电机功率数额较大,运行费用较高,用户的居住成本增加。二是高水位箱具有良好的安全性能。在维持消防管网压力方面,高水位箱比稳压泵省电,而且在断电时依然能够发挥作用,只有建筑最顶层受到影响,可以维持火灾前期的用水量,但稳压泵在电路系统发生故障断电情况下,则完全无法使用,会导致整个高层建筑的消防系统全部失效,安全性能较差[3]。
5.高层建筑火灾初期的消防管网超压问题
在高层建筑发生火灾的初始阶段,由于消防用水量比较小,使用的消防栓数量少,但消防水泵依然按照原定的压力和流量工作,因此容易导致消防管网发生超压现象,对消防管网的正常使用造成不良影响。综合实践工程经验,可以通过以下方法来解决该问题。一是通过在消防水泵出水管安装设有泄压稳压阀的水泵吸水管支管解决消防网管超压问题。其工作原理是:当管网压力大于设定的工作压力范围,泄压阀能够在第一时间自动打开回流泄压,避免管网超压,等实际消防用水量变多,网管压力下降至泄压阀的设定压力时,阀门自动关阀。二是利用扬程曲线平缓的消防水泵降低网管的压力。运用原理:水流量增大,水泵扬程降低。综合水泵的性能曲线,如果扬程曲线比较平缓,表示扬程对流量的影响就较小。在实际的火灾扑灭过程中,消防用水量往往也是由最初比较小然后变大,变化幅度较大,所以使用扬程特性曲线比较平缓的水泵,其扬程变化也比较小,有助于消防管网的实际压力更加接近网管本身的设计压力。
6.高层商住楼公共走道部分自动喷水灭火系统的设置
根据《高规》规定,在高层商住楼的公共走道部分,是否设置自动喷水灭火系统主要根据以下两种类型决定。一是高级住宅的公共走道部分,通常易燃物质比较多,另外,一旦发生火灾,空调风管还会加快火灾的蔓延速度,因此应该设置自动喷水灭火系统;二是普通住宅的走道部分,一般易燃物质比较少,走道顶部也没有可燃吊顶,加上走道和下面商品房间通常都设有防火门以及防火实体墙,火灾发生后蔓延困难,同时住户对周围环境比较熟悉,容易控制火源。因此在现有的经济水平下,在高层商住楼中,普通住宅的公共走道部分可以不安装自动喷水灭火系统,但必须根据《建筑灭火器配置设计规范》的规定,在公共走道部分配备灭火器,确保火灾发生后住户可以在专业消防人员达到前自行救火,减少火灾事故造成的财产损失,保证人民生命财产安全[4]。
7.结语
综上所述,对高层建筑给水排水设计的探析与研究具有重要的现实意义。本文结合高层建筑给水排水工程的设计特点,对高层建筑水源管道、地下贮水池设置要点提出有效建议,对屋顶水箱的设置、火灾初期的消防管网超压问题以及高层商住楼公共走道部分自动喷水灭火系统的设置进行了简单介绍,有助与高层建筑的给水排水设计更加符合居民的生活需求,同时,高层建筑的给水供水系统与建筑物的消防安全有密切关系,在设计的时候,必须综合考虑灭火消防需求,以保证人民群众的生命财产安全。
【参考文献】
[1]胡月莲.高层建筑给水排水设计初探[J].科技咨询导报,2007,(12):193-194.
建筑给排水系统的主要功能是实现居民水资源的有效供给和生活用水的顺利排放。如果施工单位在给排水的施工中出现失误,会影响到整个大楼居民的用水和排水情况,与居民的日常生活息息相关,所以高层建筑的给排水是整个建筑工程最重要的组成部分,需要制定出科学合理的设计方案在工程施工过程中要十分重视给排水施工技术的把握,以提高建筑给排水施工的质量。
1.高层建筑给排水施工中常见的问题
1.1工程管理和施工人员对于给排水工程的重要性认识度不够
建筑工程的给排水的施工质量问题是居民反映的主要问题,而这些问题大部分工程管理和施工人员对于给排水工程的重要性认识度不够造成的,比如,下水道被堵、管道漏水、控制阀开启不灵等一些问题。
1.2施工人员施工经验不足,缺少施工标准
给排水工程项目的设计人员的设计与施工安装的实际不符,使设计人员的设计无法在实际安装中实现。这会使对于给水和排水系统的安装程序十分混乱,没有一个统一的标准。施工人员施工经验不足,缺少施工标准,很多施工企业没有一个统一的施工工艺标准。我国的建筑行业发展很快,很多的新材料、新技术被应用到给排水工程中。很多施工人员不能掌握这些先进的技术和新材料的使用方法。
1.3施工人员的专业水平不够
管道的安装施工是一个十分复杂的过程,需要有多年安装经验、技术扎实的技术人员,进行安装。很多的施工企业为了减少施工的成本,请来一些没有安装经验的人员进行安装。在安装过程中不按照按照标准的安装流程进行安装,安装过程也不够谨慎。对于设施的安装具有很强的盲目性和随意性。
2.建筑给排水施工技术控制重点分析
2.1详细审核施工组织设计
给排水的工作应建立以项目经理为核心的组织体系,制定行之有效的技术措施、组织措施在项目实施过程中能切实按此细则实施。有效的施工图技术交底与会审是项目施工的首要环节。
2.2做好主体施工阶段协调工作
(l)工程开工前应划分好各专业施工队之间的工程范围将各施工队的责任落实下来。(2)确定混凝土浇灌审批程序时安排专业给排水技术员参加,以保证主体工程施工中,专业施工队预留、预埋工作能及时和准确无误。确保后期施工中,给排水专业工程能按图纸要求实施工程。(3)重点阶段重点控制。通常包括地下室转换层及标准层头两层的施工阶段油于工程量流水作业连续性不够施工处于复杂变化的初期很容易引起给排水施工的混乱和错误。(4)做好设备、材料选型
与订货工作。
3.高层建筑给水排水设计方案
3.1施工前的准备
施工的前准备建筑给排水工程施工顺利进行的保障,施工的前期准备包括分析图纸、确定施工过程中的使用的技术、施工过程中注意的事项等方面,在施工前对这些方面做好功课,做到成竹于胸。
3.1.1要明确室外供水管和室内供水管的关系
在施工前期必须要弄清楚室外供水管的位置,要保证室外供水管离施工建筑不要太远,室外供水管的半径要大于室内供水管的半径,以保证水管内能够产生足够的压力将水输送到顶楼。
3.1.2注意给排水管的位置
在施工前一定要确定给排水管的位置。给排水管位置的设定不能设在室内人员活动的地方,以防止产生对给排水管的破坏,一般给排水管要安装在墙角处,以免影响到居民的通行。
3.1.3注意地漏的位置
地漏的位置的确定一定要坚持两个原则,一是不影响正常生活,二,是不影响到排水,提高后续的维修费用。
3.1.4水泵的合理使用
水泵的安装环节是保障居民正常用水的重要环节,在水泵的安装之前要注意一下几个方面:一是要注意水泵的安装位置与目标建筑的距离,一般要不要离目标建筑太远。二是记录电泵运行的情况,检查运行是否出现问题。三是检查水泵运行过程中的水管的情况。水管是否出现震荡或破损的情况。
3.2施工安装过程中的技术要求
3.2.1给水系统的安装过程中的技术要求
给水系统的安装主要是对输水的管道进行安装,给水系统的安装要注意各个部分安装的时间,一般安装管道的安装要在吊顶的封闭之前,在吊顶封闭之后需要对管道进行明装拖吊,最后的支管只需在对墙面之前安装,以防止支管的安装影响到墙面的装修。
给水管一般采用PP―R的塑料管,在管道安装的过程中要设置3%―4%倾斜的角度,在吊顶内的塑料管要使用抗温的阻燃高压聚乙烯泡沫管,以防止吊灯高温破坏管道。这种管道的厚度压迫保持在15mm以内,并且外部缠上隔热的丝布,用U形管卡将管道固定。管道安装完毕后要压力的测试实验,水压达到2.0MPa为标准水压,此管道才可以正常进行给水。
3.2.2排水系统安装过程中的技术要求
排水系统采用的管道的材料是硬聚乙烯,这种材料具有坚固,性质稳定、抗腐蚀的特点,被广泛的应用到排水管的制作中。在排水系统的管道安装过程中首先要进行立管底部的安装,立管底部采用铸铁管,安装过程中要注意铸铁管与柔性胶圈接口的严密程度,防止污水的渗漏。吊灯内部的排水管使用15mm的高压聚乙烯材料,外部缠上玻璃丝布。调整好管道的坡度,管道的坡度要保持在5%以内。管道安装完毕后要压力的测试实验,要求管道注满水后课以正常排出。
3.2.3消防系统的安装过程中的技术要求
消防系统的安装实在主体结构已将建设完毕的情况下进行的,在安装之前需要对于周围场地进行清理,避免有杂物影响到施工,施工之前还要明确吊顶的高度、内隔墙的位置线长度等一些实际数据。消防栓系统管道主要采用焊接钢管作为主要的材料,焊接钢管外部要图上防锈漆,避免钢管受到腐蚀影响到正常的使用。管道在施工时需要一次性安装完毕,避免反复操作对管体造成破坏,影响消防的效果。安装完毕后采用U性管卡进行固定。最后要对消防管道进行实验,注入1.3MPa的压力,检验是否能够正常使用。
3.2.4雨水系统的安装过程中的技术要求
雨水系统管道使用的主要材料是焊接钢管,雨水系统的管道安装要其他系统的管道安装之后进行,在安装雨水系统的管道的过程中要注意其他管道安装的位置,对雨水系统管道安装的位置进行合理的规划,以免影响到其他系统管道的正常使用。
总结:
总而言之,在建筑工程中始排水施工是一项较为复杂且系统的分项工程,由于给排水施工质量的影响因素较多致使在实际施工过程中经常会出现一些问题,一旦出现问题必然会影响到建筑工程的施工质量。因此必须针对给排水施工中的常见问题,采取必要的措施加以处理来确保整个建筑工程的质量。
参考文献:
中图分类号:TU97文献标识码: A
社会和经济的快速发展使得我国的高层建筑的改进和完善得以促进,质量的提高、高度的跨越、设备的完善、功能的齐全以及技术的先进发展,都是当下大都市中现代化的一种标志。随着建筑高度的增加,使用的客户增多,建筑给排水的工程技术提升也成为了外界十分关注的话题之一,我们必须要采取先进的设计和材料来面对现代社会发展带来的挑战。
1.高层建筑给水排水工程的特点
高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程相比,基本理论和计算方法在某些方面是相同的,但因高层建筑因其自身的建筑样式,超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴,具有以下几个特点:
1.1高层建筑给水排水设备的使用人数较多,瞬时的给水量和排水流量较高。因此,必须妥善处理排水管道的通气问题,以保证供水安全可靠、排水通畅、维护管理方便。
1.2高层建筑层数多、高度大。给水系统及热水系统中的静水压力很大,为保证管道及配件兔受破坏,必须对给水系统和热水系统进行合理的竖向分送,架设减压设备以及中间和屋顶承箱,使系统运行完好。
1.3高层建筑功能复杂,失火可能性大,失火后蔓延迅速,人员疏散及扑救困难。为此,必须设置安全可靠的室内消防给水系统,满足各类消防的要求,而且消防给水的设计应立足自救,方可保证及时扑灭火灾,防止重大事故发生。
1.4高层建筑对防噪声、防震等要求较高,但室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多,必须考虑管道的防震、防沉降、防噪声、防水锤、防管道伸缩变位、防压力过高等措施。以保证管道不漏水,不损坏建筑结构及装饰,不影响周围环境,使系统安全运行。
2.高层建筑给水系统设计
高层建筑给水系统的确定,主要取决于建筑的性质和建筑内部的设施水平。高层建筑的给水方式主要分以下几种:
2.1气压罐给水
气压罐给水系统中需要利用到气压罐和离心水泵两种设备,整个过程就是利用气压罐内的空气压缩性来贮存并调节水量的高度,而再结合水泵机组的软启动和循序启动来实现建筑给水。该给水方式中不需要安设水箱或者水塔,使得建筑物的荷载和基建投资有所节省,密封式的罐装储水又可以避免水资源遭到污染。该给水方式中,缺陷就是容水量较小,给水压力不够稳定,给水的可靠性不能够得以满足,水泵启动的频繁使用,也缩短了其使用寿命,进而使得维护设备的经费会有所增加。
2.2减压分区给水
顾名思义,所谓减压分区给水就是利用减压阀或减压水箱来进行解减压。水直接通过水泵注入最高处的水箱,然后按照楼层顺序依次向下面的水箱供水,又或者是在上下区间装置减压阀来替代水箱,进而起到减压的作用。相比较于其他给水方式来说,气压罐给水的设备和管道设计都较为简单,安装成本低并且方便维修管理。然而因为下去的供水需要较大的压力供应,因此在能源消耗方面水泵的耗费会更大一点。
2.3变频泵无水箱给水
在这种给水方式中,水压和流量都是可以自行控制的,因此在节能方面的效果十分显著,电机转速的运行还可以随着用水量的变化而做出调整,运行可靠性得到保障的同时也延长了设备的使用寿命。然而变频器的市场价格较为高昂,而设备的运行方面对工作环境的要求也十分严格,容易受到外界的干扰而影响运行效果,因此,费用消耗大是其最大的缺陷。
2.4高位水箱给水
与减压分区给水方式较为相似的是,高位水箱给水中所需要的设备也有水箱和水泵,水箱中所储存的水在泵房离心泵的作用下进行供给,高位水箱则是用来储存并调节区域水量和水压稳定。高位水箱给水方式中,水箱的存水量较大,水泵的启动方面也没有那么频繁,所以在供水保障方面比较可靠,运行费用也不像其他给水方式那么高。但是高位水箱给水方式中,水资源比较容易受到污染,并且水箱的安装设定也会占用一部分的建筑面积使得建筑的结构变得复杂化。
上述四类给水方式是我国当前较为常见的,每一种给水方式都存在一定的优缺点,高层建筑在设计给水方式时,应该结合建筑物的实际状况和地理环境,将一系列所涉及到的设计因素进行全面分析后,再制定出适宜的设计方案,有必要时可将这几种给水方式进行组合,一切都以适宜建筑给水系统运行为宗旨。
3.高层建筑排水系统设计
排水系统主要排除粪便污水、生活废水和雨水。高层建筑标准较高的旅馆等还有冷却水及特殊排水。
3.1排水管道的布置
建筑物内排水管布置应符合下列要求:1)自卫生器具至排水管的距离应最短,管道转弯应最少,排水出户管应以最短距离排至室外。2)立管宜设在排水量最大、靠近最脏、杂质最多的排水点处。立管尽量不转弯。3)排水管不得穿越伸缩缝、变形缝、沉降缝、烟道和风道等。4)有利于安全和建筑物的使用、维修及清通。
3.2排水管道的敷设
建筑物内排水管敷设应符合下列要求:1)管道之间、管道与墙之间要有一定的间距,管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞。2)排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45°弯头或弯曲半径小于4倍管径的90°弯头。
3.3通气管系
高层建筑层数多、高度大,卫生器具多,排水量大,且排水立管联接的横支管多,多根管同时排水,由于水舌的影响和横干管起端产生强烈冲击流使水跃高度增加,会引起管道中较大的压力波动,导致水封破坏,室内环境污染。为防止水封破坏,保证室内环境质量,高层建筑必须对排水系统中气压变化幅度予以控制,通气管系即起着这种控制平衡作用。因此,高层建筑通气系统的好坏,对排水管系排水能力的充分发挥和保护系统的水封不被破坏起着极为重要的作用。
当前高层建筑排水系统采用的通气方式通常有三种:即,专用通气、环形通气和卫生器具通气。三种通气方式,各由不同功能的通气管组成:1)专用通气管系由专用通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。2)环形通气管系有两种形式:一种由环形通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成;另一种由环形通气管、副通气管和伸顶通气管组成。3)器具通气管系统由器具通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。
4.高层建筑给水排水的发展趋势
高层建筑给水排水设备的完善程度,必须考虑今后的发展和要求。目前高层建筑给水排水技术有待解决的问题主要有以下几个方面:1)采用完善、舒适、便于维护管理、集中控制以及自动化的给水排水系统和设备。2)注意采用节水、节能的给水排水系统方式和设计方法,研制此类设备及附件。3)新型减压、稳压设备的研制与应用。4)安全、可靠、经济、实用、运行管理方便的供水技术与方式的研究与推广应用。5)发展体型小、质量轻‘能耗低、效率高、无噪音的整体式设备。6)提高排水系统过水能力,稳定排水系统压力的技术措施。7)低成本、高效能的新型管道材料开发与应用。8)高层建筑消防技术与自动控制技术。
5.结束语
综上所述,随着我国社会和经济的不断发展,高层建筑已经成为了地方建筑的首选类型,而对高层建筑进行给排水设计的过程中,应该充分考虑到由于建筑高度而带来的给水、排水等问题,继而保证整体建筑的正常运行。本文结合自身的工作实践经验,针对高层建筑的给排水设计问题提出了自己看法和思考。