摘要：给排水是高层建筑中不可或缺的重要组成部分之一, 给排水设计是否合理, 直接影响建筑的使用功能。然而, 由于受到诸多方面因素的影响, 使得高层建筑给排水设计中常常会出现各种问题, 由此导致给排水工程的整体质量大幅度降低, 部分功能无法充分发挥。基于此点, 本文从高层建筑给排水工程的特点分析入手, 阐述了高层建筑给排水工程设计常见的问题, 最后提出几点解决对策。
关键词：高层建筑; 给排水工程; 管道设计; 贮水池;
一、高层建筑给排水工程的特点
对于高层建筑而言, 其具有楼高、层多、用水需求量大等特点, 由此对给排水工程设计提出了较高的要求。大体上可将高层建筑给排水工程的特点归纳为如下几个方面:一是高层建筑中给水系统的静水压力相对较大, 若是采用一个区进行供水, 可能会对正常用水造成影响, 并且过大的水压容易导致管道及配件损坏。所以在高层建筑给水设计中必须进行合理的竖向分区, 以此来降低静水压力。二是高层建筑的特点决定了火灾隐患较多, 一旦发生火灾, 火势的蔓延速度非常快, 从而导致扑救工作的难度增大。故此, 在高层建筑给排水设计中, 需要对消防系统的设计予以充分考虑, 确保设计的消防系统能够满足相关规范的规定要求。三是高层建筑的排水量相对较大, 排水管道长, 内部压力的波动变化范围大, 为增强排水能力, 需要在排水系统中设置通气管系统, 或是采用新型的单立管排水系统。此外, 高层建筑排水管道的管材必须具有较高的机械强度, 防止压力过大造成管道开裂, 而且管道接口应当以柔性接口为主。
二、高层建筑给排水工程设计常见的问题
(一) 管道设计欠缺合理性
在高层建筑给排水工程设计中, 管道设计是重要设计内容, 但是却存在着一些不合理之处, 主要包括:给排水管道整体过长, 当水压超过0.3MPa且给水管道外径小于20mm时, 会因管道压力过大造成水高速流动, 对管道产生冲击作用, 进而出现振动现象;排水管道设计一般采用重力流方式, 受管材性质、排水水流不充盈等因素的影响, 不可避免地会发生排水管噪声问题;给水支管没有按照规范规定将其敷设在楼面找平层, 并且给水支管外径存在着大于25mm的问题;在选用镀锌管材作为给水管道的施工材料时, 水中杂质易与该管材发生反应出现黑水、红水现象, 导致水变质, 影响居民饮水安全。
(二) 排水设计中防火问题
防火设计是避免高层建筑发生火灾事故的重要设计内容, 但是在实际设计中却经常忽视排水管中的防火设计, 一旦发生火灾, 极易导致火势快速蔓延, 影响整个建筑系统的运行, 威胁居民的生命财产安全。部分设计人员为了达到降低高层建筑工程造价的目的, 无视设计规范中的相关规定, 没有针对管径在100mm以上室内明敷的塑料材质排水管道采取必要的防火设计, 如未设计阻火圈、防火套管等, 一旦遇到火灾, 则会出现火势沿着塑料管材迅速扩散的情况。
(三) 水池合建问题
高层建筑物中经常设计容积较大的合建贮水池, 以满足生活用水和消防用水需求。但是在合建贮水池的使用中会存在一些问题, 具体表现在: (1) 贮水池运行费用高。在生活用水方面, 为保证用水安全, 应在24h小时之内更新贮水池内的生活用水, 避免因水中的余氯不足导致细菌繁殖。但如此一来, 会增加贮水池的运行费用。 (2) 贮水池排水难度大。在消防用水方面, 根据消防部门规定需要每月检查电动消防水泵一次, 对其试水运行5-10min, 查看水泵各项指标是否正常。在试水运行过程中还要进行放水, 这无疑增加了合建贮水池的排水难度。若将排水直接排放到室外雨水井, 则会因排水压力过大对雨水井造成严重冲击。若将排水重新放回贮水池, 则会污染贮水池内的水质。 (3) 消防检查和用水环节易污染水质。在建筑消防检查时, 若消防管网同时连接两幢及其以上塔楼的高位水箱, 则会因各个高位水箱用水不均匀造成水位变化不同, 易造成水流回流, 止回阀失效, 出现水质污染问题。此外, 在消防车对合建贮水池进行室外取水时, 会因消防车取水口密封不严污染贮水池内的水质。
三、解决对策
(一) 合理设计给排水管道
在高层建筑给排水管道设计时要按照《建筑给水排水设计规范》中的要求进行设计, 具体采用以下设计方法:设计人员要精准计算给水系统中的管道长度, 控制好供水压力, 对于管道超长设计应选用直径大于20mm的管道, 以降低管道内供水产生的水流冲击噪声;在较高层房间内的排水管道设计中, 要尽量采用柔性连接铸铁管的方式, 降低排水管道内产生的水流噪声;为满足规范设计要求, 应将给水支管入户后直接接入分水器, 再将分水器接入各个用水点, 控制好分水器的使用数量;在给水管道设计中, 要选择优质的管材, 尽量避免采用镀锌管材作为给水管材, 避免管材影响供水水质。同时, 在管道接头处要进行密封处理, 延伸管材的使用寿命。
(二) 合理布设室内消防给水管网
在高层建筑给排水设计时, 要对给水管网进行合理设计, 具体应做到以下方面:为满足给水干管和每条消防竖管都能够双向供水, 应设计独立环状式建筑室内给水管网系统;在室内环状管网设计中, 设置两条以上的进水管, 保证进水管的引入方向不同。同时, 设置两条以上的消防竖管, 使同层相邻消火栓的水枪有充实的水压, 满足消防用水需求;在室内消防给水管道设计中, 可采用阀门将整个管道分为若干个独立段, 方便用水管理;若将自动喷水灭火系统和消火栓给水系统一同设置在室内, 则要必须分别设置这两个系统, 以满足各个系统的运行与使用需求。
(三) 生活与消防水池分开设计
(1) 分建贮水池设计。在高层建筑给排水设计中, 因合建贮水池会对水质造成污染, 并且运维管理难度较大, 所以应采用分开设计的方式分别建设生活水池和消防水池。分建贮水池灵活性较高, 在设计中, 可将生活贮水池设置在建筑上层的洁净用房, 将楼板作为池顶。若池顶上层为非洁净用房, 为了保证生活用水安全, 则应当单独设计生活贮水池;消防贮水池可设置在地下室, 将地下室的底板作为池底, 侧壁作为池壁, 顶板作为池顶, 无需设计导流墙, 可大幅度降低消防贮水池的造价。 (2) 消防贮水池设计。在消防贮水池设计中, 要按照贮存火灾延续时间内室内外消防用水量的相关规定设计贮水池的容量, 一般应采用分格布置方式对大容量消防贮水池进行设计。为了保证消防贮水池正常使用, 可满足消防水泵吸水管的布设要求, 可采取共用吸水管的做法, 同时布设不少于两条吸水管, 既能够简化贮水池设计, 有序规整水泵布置, 又便于后期运行维护, 即使在损坏一条吸水管时, 也能利用其它吸水管满足消防用水的供应需求。
(四) 优化设计排水管道
(1) 合理选择设计方式。在高层建筑排水管道设计中, 要合理采用分流制或合流制的方式进行设计, 即根据废水性质的不同设计不同的排水管道将其排出, 或将废水与雨水管道系统设计成合流形式。在设计中要根据建筑的使用功能合理选择排水管道设计方式, 具体如下:对民用建筑应采用分流制进行设计, 将生活污水与雨水分开排放;对工业建筑可采用合流制, 将轻度污染的生产废水、污水与雨水合流排出。若废水、污水污染较重, 则应当对其进行单独处理。 (2) 排水管道布设。在室内设置最短距离的排水管道时, 不允许留下变形缝, 以便于建筑物排水系统维护;在布设排水管道时, 管道与管道之间、管道与墙体之间均要保证一定距离, 预先在墙体、楼板上设置孔洞, 方便管道竖穿;在排水管与排水管端部的连接位置, 应采用弯头进行连接, 弯头弯曲度为45°。 (3) 通气管道系统设计。在排水管道设计中要根据管道内气流压力情况选择通气管道系统的通气方式, 保证通气管道能够降低排水中的空气压力, 具体包括主通气管、专用通气管、结合通气管、伸顶通气管等设计方式。
四、结论
综上所述, 高层建筑给排水工程设计是一项较为复杂且系统的工作, 由于其中涵盖的内容既多且杂, 一旦某个环节或是细节出现问题, 都可能对给排水系统作用的发挥造成影响。为此, 设计人员应当对建筑给排水工程设计中的常见问题进行分析, 并通过有效的方法和措施加以解决处理, 以此来提升给排水的设计质量。
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