关键词:高层建筑;给排水设计
一、超限高层建筑给水系统设计
通常情况下将高度超过100m的建筑成为超高层建筑,而高度超过250m的建筑则称之为超限高层建筑。超限高层建筑的给水系统主要可以分为串联和并联形式,目前已经建成或者在建的超限高层建筑给水方式如下表1所示:
表1常见超限高层建筑给水方式
(一)串联给水方式
由于超限高层建筑的层数较多,为了能够确保给每一层用户提供正常生活以及工作用水,常采用串联给水方式。这种方式不仅能够减少竖向立管,节约管材用量以及机房的面积,而且还能减小给水泵的压力,提高了给水系统的工作稳定性以及经济性。
(二)并联给水方式
并联给水方式的水泵相对集中,为了不占用楼层面积通常布置在超限高层建筑的地下室中,便于后期的维护工作。但是并联给水方式需要增设竖向立管,而且高压泵的压力很高,需要结合避难层,设置传输水箱以及水泵。因此为了获得更加经济的效果,目前超限高层建筑的给水系统通常是将并联给水方式与串联给水方式相互配合使用。
(三)高位水箱和变频泵
在超限高层建筑的供水系统设备当中高位水箱和变频泵有着非常重要的作用。其中高位水箱的供水特点主要是将自来水储存在水箱当中,然后再输送到各个用水点,在此过程中主要是依靠高位水箱的重力差实现供水;而给水泵则是利用水泵直接将自来水输送到各个用水点,整个过程主要通过电力进行供水。由于高位水箱在使用过程中拥有更加安全、可靠以及节能的优势,所以在超限高层建筑中的应用最为普遍。
二、超限高层建筑排水系统设计
超限高层建筑排水系统设计包括生活废水、污水以及屋面雨水的收集和处理系统。主要分为室内排水和室外排水系统两大类,其中室内排水对于生活废水、污水的收集有分流或者合流两种形式,在设计时需要根据建筑所在城市的排水制度进行最终确定。以下就对超限高层建筑的排水系统设计进行探讨:
(一)排水管的承压
重力排水管属于非满管流,重力雨水管属于满管流,而且两者均不属于压力流系统,在设计承压力等级时不能单方面的以排水管高度进行判断。而且由于于超限高层建筑受到高度以及层数的影响,为了确保排水系统的安全性以及稳定性,重力水管通常采用承压力较高的金属管材,例如衬塑钢管以及加厚的不锈钢管。
(二)单立管排水
现阶段超限高层建筑常见的单立管排水系统可以分为苏维托系统、螺旋管/细长接头系统以及螺线管系统,以下就对三种常见的单立管排水系统进行对比分析:
表2三种常见单立管排水系统对比
(三)消火栓系统
根据《高层民用建筑设计方法规范》中的有关规定,当高层建筑的高度超过250m时,需要采取特殊的防火设计。高层建筑的消火栓系统分为室内、室外两种,室内的消火栓系统应该配合高压或者临时高压给水系统,通常采用二次加压的形式使高层水压达到消防要求,当搞高层建筑消火栓超压后,还建应该考虑使用减压稳压消防栓;室外低压给水管道的消火用水量不应该小于0.10MPa。高层建筑消火栓系统用水量如下表3所示:
表3高层建筑消火栓系统用水量表
三、结束语
综上所述,给排水消防系统的设计是高层建筑的重要组成部分,是建筑物中一项必不可少的建筑安装工程。尤其是随着近年来我国城市生活用水量的不断增加,生活用水的水质却越来越差,这无疑给给水处理和污水处理带来了沉重的负担,同时也就使得城市建筑尤其是高层建筑的给排水消防系统问题已成为了建筑设计者必须面临的问题。而一个高层建筑拥有先进的给排水消防系统不仅能够在一定程度上缓解城市居民用水的供需矛盾,解决高峰期缺水问题,而且还能够有效地减少污水排放量,保护环境,取得较好的社会效益和环境效益,进一步推进节水型社会的建立。
参考文献:
[1]林德生.关于高层商用建筑消防给排水设计的探讨[J].科技传播,2010年13期.
[2]陈琳.高层建筑给排水施工研究[J].中国房地产业,2011年03期.
[3]李石平.对多层商住楼消防给排水设计的思考[(文秘站:)J].科技信息(科学教研),2008年06期.
【关键词】给排水设计；高层建筑
相对于低层建筑来说，高层建筑的高度大、层数多、振动源多，排水量和用水量都比较大，也给建筑的给排水设计提出了更高的要求。必须结合高层建筑的特点给出对应的给排水设计，从而提高给排水系统的质量，同时也为给排水系统施工奠定良好的基础。
1高层建筑给排水设计的特点
由于建筑高度和层数的增加高层建筑的给排水设计有着以下几个重要特点：（1）静水压力大，所以管道和配件的压力更大，影响系统的安全性，同时也增加了系统设计的难度；（2）引发火灾因素更复杂，高层建筑的结构和功能更加的复杂导致更容易着火，对消防防水系统的稳定性、安全性有了更高的要求，从而满足各类消防需求；（3）给排水量大，用水人数的增加，且瞬时给排水量大大增加，一旦发生给排水系统故障严重影响居民生活质量，必须提高给排水系统的可靠性，通过结构设计减少堵塞、泄露等的发生；（4）对防震和防噪声要求更高，给排水系统的管线和设备会造成一定的噪声，必须注重防噪声设计。
2高层建筑给排水设计重点分析
2.1生活给水系统
由于供水高度的增加，仅通过室外管网压力无法满足高层用户的水压要求。设计中一般要使用增压设备，从而增加水压。如果给水系统不采用竖向分区设计，也会增加底层管道和设备的压力，所以给水系统的整体设计思路为分区域供水。
2.2生活热水系统
热水供应是较为薄弱的环节，随着热供应工程的发展热水供应得到一定发展。水加热方式有直接和间接两种，按照供应方式不同可分为集中供应和局部供应，要结合建筑的实际应用选择合适的生活热水系统。同时在热水供应中还需要注意几个方面的问题：（1）水垢问题，常见的应对方法是软化，降低水的硬度。但是软化的成本较高，且管理和运行较为复杂。另外还能通过温度控制来降低水垢，一般水温控制在40℃～60℃最佳。也可应用磁水器来降低水垢硬度，松软并打散后排出；（2）热水循环中热水泵的承压问题，底层热水泵的压力较大，对强度和密封性要求更高，一般需要专门订货提高强度和密封性；（3）排气问题，由于加热处于设备的底部所以供水中随着水中压力的减少会减少气体的溶解度，导致气体逐渐的析出，所以热水系统也需要注意排气。特别是上行下给式的系统中，气体在顶部的聚集还能够影响水循环，所以必须在顶部设置排气装置，且热水管道严禁设置成凹凸形，且横管有不低于0.003的坡度；（4）体积膨胀问题，由于水温的影响会导致管道和设备出现热胀冷缩，所以必须设置释压安全阀和膨胀管来减少热胀冷缩带来的问题，保持压力系统的平衡和稳定。
2.3消防给水系统
消防问题对给排水设计提出了更多要求，主要表现在两个方面：（1）消防栓给水系统，建筑的消防系统设计是给排水设计的重要组成部分。而消防栓给水系统对于扑灭火灾早期有重要的价值，且为了提高系统的应用性常需要用稳压泵来保持较高的水压。并能够提供小口径的自救水枪方便非消防专业人士使用，提高建筑的安全设计。为了有效的提升消防栓的出水量和水压，可在分区内设置多出口水泵、减压阀、稳压阀等，保障灭火系统的可靠性、并通过加强设备用泵和工作泵的自动切换保障发生火灾是灭火装置能正常投入使用；（2）自动喷水灭火系统，近几年我国建筑的消防给水系统也逐渐的向自动喷水转换，通过传感器和报警装置提高对火灾的预防能力。
3给排水设计的优化
对于给水系统可通过共用吸水管和分建水池来降低建筑投资成本并提升建筑面积的利用率。为减少生活污水的处理，可以把消防贮水和建筑贮水分开单独设置。而消防泵排水能够直接回到消防贮水池中，利用储水来减少能量消耗。类似的雨水排放和生活污水排放也可分开，并对较为严重的污水做处理后排放。在实际施工中，设备房常需要设置到不规则地段，从而保障地下室内车库的空间利用。对于管道铺设来说，尽量保障管道不变形的情况下用最短的距离排出污水。管道之间、管道与墙体之间均预留一定的距离。排出管端和排水立管必须设置弯头，一般要求弯曲半径不低于管径4倍的直角弯头。另外在设计中还要综合考虑管线的管卡、外径、内径、配件等的尺寸和规范，提高设计规范，优化设计过程。
4结语
总之飞速发展的建筑业给给排水设计提出了更高的标准，本文结合高层建筑的特点对其给排水设计进行了分析，结合设计的重点进行了讨论，为高层建筑的给排水设计提供了参考。
参考文献：
[1]袁宝军.高层建筑给水排水工程水力计算及优化设计的研究及探讨[D].合肥工业大学，2003.101-102.
[2]梁志君.南宁九洲国际大厦给排水设计及绿色建筑技术应用[D].华南理工大学，2012.56-58.
[3]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，2012.49-51.
1．1给水分区方式
高层建筑采用的给水方式要符合建筑自身用水特点，对供水分区进行合理选择时，除了考虑用户自身需要以外，还要和其他专业统一技术经济相结合分析，以此选择最合适的给水方案。供水一般分为三个区:分别是高、中、低三个区。高区(19层～32层)，适合高位水箱的给水方式，中区(7层～18层)，采用变频调速供水;低区(1层～6层)，由市政管网直接供水，利用市政供水压力。在节省投资的情况下，高区和中区还可采用恒速泵－屋顶水箱给水方式和变频给水，节能效果也十分显著。
1．2给水管材选用
目前，市场上给水管材种类繁多，质量不一，价格差异较大。使建筑工程设计中对管材的选用产生一定的困难。常用的给水管材分为金属管材、非金属管材和复合管材三种。(1)金属管材:室内给水常用金属管材分为几下几种:薄壁不锈钢、铜管、镀锌钢管等。它的优点为:韧性好，经久耐用，有较好的抗冲击能力，易操作等。缺点:价格偏高，难以成为广泛使用的给水管材，只有一些特殊场合和规格较高的地方才能使用。(2)塑料管材:种类较多并且特性各异，如常用的硬聚氯乙烯(UPVC)管有较高的抗冲击性和耐化学性，质地坚硬，耐腐蚀不结垢，安装方便，价廉;但抗震性较差，在使用过程中会有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送，接头粘合技术要求较高，固化时间较长。而高密度聚乙烯(HDPE)管是目前抗震性最好的管道，韧性好，较好的抗疲劳强度，耐温性能较好，耐冲击强度高，质轻，使用寿命长;但熔接需要电力，机械连接，连接件大。设计中应根据实际工程情况选用。(3)金属与塑料复合管材:一般常用的有涂塑钢管、铝塑复合管等。其优点为:较高的强度，连接方便，抗老化性能好等，是目前市场上使用较多的管材。
1．3加压系统选择
关于给水加压系统的选择共有三种:(1)各级供水均采用水池－水泵－水箱的联合供水方式;(2)各级供水均选用水池(水箱)－变频供水设备－各用水点的供水方式;(3)初级供水采用市政管网－无负压供水设备－各用水点的供水方式，二级供水采用转输水箱－变频供水设备－各用水点的供水方式。
2排水系统
2．1生活排水系统
污水在排水立管中流动，与一般的压力流和重力流不同，是一种极不稳定的气—水两相流。在高层建筑中，由于排水立管长、水量大、流速高，往往会引起管道内的气压极大波动，并且可能形成水塞，造成卫生器具溢水或水封被破坏。从而使下水道中的臭气进入室内，污染室内环境。理论和实践都说明:高层建筑排水系统功能的优劣，很大程度上取决于排水管道的通气系统是否合理。因此，在高层建筑中通气系统在排水系统中占有重要地位。一个完善的排水系统，应满足以下各点要求:(1)管道布置合理，水力条件好，能迅速排出污水;(2)尽可能的使排水系统的管道内保持气压稳定，防止水塞的形成和水封被破坏;(3)管道安装牢固，防振，减振和减少噪声;(4)检修方便。
2．2雨水系统
建筑屋面雨水系统可按不同的流态设计:(1)半有压屋面雨水排水系统:主要采用65型号、87型系统雨水斗，管网设计流态是无压流和有压流之间的过渡流态。(2)压力流屋面雨水排水系统，也称为虹吸式雨水系统，采用虹吸式雨水斗，管网设计流态是有压流。(3)重力流屋面雨水排水系统:采用重力流雨水斗，管网设计流态是无压流态，水力计算中忽略水流压力的作用。根据我国《建筑给水排水设计规范》GB50015－2003(2009年版)4．9．10的规定，高层建筑屋面雨水排水管道设计流态宜按重力流设计。由于目前的重力流雨水斗不具备阻隔超流量雨水进入该斗的功能，而且屋面溢流口一般高出屋面十几厘米以上，由溢流口排除超设计重现期雨水的构想在工程设计中难以实现。当超设计重现期雨水进入重力流系统后，系统中的流态会向半有压流或有压流转变，产生明显的正压和负压，造成负压区塑料管被吸瘪，室内检查井冒水，甚至管道系统的破坏。并且由于国标图集常用的65、87型雨水斗会使系统内产生明显压力，采用该雨水斗时应按半有压流系统设计。为此，在多层建筑重力流排水系统宜采用建筑排水塑料管，但在高层建筑重力流排水系统则宜采用耐腐蚀的金属管、承压塑料管。另外，若采用压力流排水系统则宜采用内壁较光滑的带内衬的承压排水铸铁管、承压塑料管和钢塑复合管等，其管材工作压力应大于建筑物净高度产生的静水压。用于压力流排水的塑料管，其管材抗环变形外压力应大于0．15MPa。
3消防给水系统
3．1消防给水系统形式的选择
3．1．1减压给水方式
即设立在屋面水箱和一组消防水泵，水泵的扬程一般100～170mHO左右，通过减压阀减压使高区往低区供水，此种供水方式其优点则是占地面积小，水泵机组少，系统简单，节约造价和施工安装的时间，在高低两区交界的失火时，只需要启动一台水泵即可。但也不乏有缺点:电耗较大，但消防输泵不需要经常运转，相比之下还是较为经济的。另一个问题则是水流的水质通过减压阀后要求变得较高，镀锌钢管是消防给水管道经常采用的，但往往因长时间不运行而出现锈蚀的现象，从而产生铁锈，容易堵塞减压阀前的过滤器，严重影响灭火效果。因此考虑到这个方面，采用耐腐蚀的管材和管件及阀门是设计方面要重点注意的。之后还要对日常管理工作进行加强，保证较好的水质。
3．1．2并联分区给水方式
在高位水箱和一组消防水泵分别设立是高区和低区。两个分区各自独立给水，它对水质的要求没有减压阀高，有较好的安全性。地下层集中设置了水泵，方便管理，比减压给水方式耗电少。为增加水箱和水泵的占地面积，在低区多设立一组水泵和分区水箱，但这种方式和减压给水方式进行对比，增加了造价。如果高区和低区交界的任何一层发生火灾，都要启动两组水泵，随之而来的则是增大供电系统容量。而想要减少一组水泵，则要采用多级双出口水泵。
3．1．3串联分区给水方式
串联分区供水方式，各区都设有水泵、水箱，每区水泵从水箱抽水送到上一区的水箱，由无塔供水设备中的水箱向各层供水。水泵和水箱设置在设备层里。优点:各区的水泵扬程和流量稳定，按照实际需要来设计，所以水泵的工作效率高，能耗低;管道的总需求量少，节约投资。缺点:设备层(技术层)的要求高;每区都有水泵、水箱;水泵噪声大。水箱要考虑防汤水，不便于集中管理;下层水箱容积大，结构负荷大。造价高。工作不可靠，上区用水受下区限制。
3．2消防给水系统的防超压措施
在高层建筑中全自动变频调速供水设备被广泛采用，不仅符合消防给水系统，还可以恒压变流量。一般有以下两种措施:1)设置回流泄压装置;在消防水池支管上设置泄压阀，泄压阀会因为管网压力超过设定工作压力一定范围(30%)时而自动打开回流泄压，防止管网超压。2)系统分区时可采用可调式减压阀减压;只要设立一个阀后压力，并利用可调式减压阀来稳定压力，阀后的工作压力不会受阀前任何变化的影响。超压现象也不会在可调式减压阀后面的消防管网出现。
3．3室外消防支援室内消防系统
首先，应注意的是室外消火栓和水泵接合器的设置。有些民用高层建筑没有充分考虑水泵接合器与室外消火栓的连接问题，室外消火栓和水泵接合器的连接可以使消防车从消火栓处方便快速取水。而水泵接合器数量设计要与室外消火栓数量保持一致，室内消火栓的水泵接合器要呈分散状设置。如果室内某一处安装的水泵接合器数量超过两组，应该增加适量的消火栓在室外，使建筑消防要求得到满足。其次，还要对消防电梯前室消火栓的专用性问题给予重视，为消防员提供是消防电梯前室设置消火栓的主要目的，专为开辟通路所用。不能将其计算到消防栓总量当中。
4结束语
【关键词】高层建筑；给水设计；排水设计
在高层建筑设计过程中，给水排水设计需要涉及的内容较多，给水设计又包含了生活用水和消防用水的设计，所以在整个高层建筑给排水设计中，应切实加强对其的设计，才能更好地确保整个高层建筑性能的提升。基于此，笔者结合自身工作实践，就此展开以下几点探究性的分析。
1.高层建筑给水设计要点
在高层建筑给水设计过程中，主要包含生活用水和消防用水的给水设计，在实际设计中，设计人员应切实掌握以下技术要点。
1.1高层建筑生活给水系统的设计要点
在高层建筑生活给水系统设计过程中，首先就是科学的进行分区，在确定给水系统的竖向分区时，其高度主要是结合卫生器具的最大净水压力值而确定，但其设计的水压不能过大，而应满足供水点最低水压低需要，才能预防其出现负压回流的情况。其次就是对高位水箱供水的方式进行确定，常见的方式主要有串联、并联和减压水箱三种供水方式，在实际设计中，应结合实际需要针对性的进行设计。以串联供水方式为例，就应在各分区内设置相应的水泵和水箱，在各分区的下部设立需要满足该分区的提升泵，以确保其更好地满足上区从下区水箱中抽水的需要，在整个加压输送过程中，水是逐区加压上扬，所以不会浪费扬程动力，但是该供水方式的缺点就想需要在水泵分散在多个分区，对于维护和管理带来了不便，且下区一旦出现故障，就会导致上区的供水受到影响。因而必须在实际中针对性的选用。而如果除上述三种方式外，还可以采取不设置水箱的方式进行供水，但是无法对水量进行调节，因此，不同供水方式有着各自的优点和缺点。最后是给水管材的设计，应符合生活用水管材的需要，通常而言，在整个给排水系统中所使用的各种管材的要求一般相同，所以在选用塑料管时，一般选用PVC-U、PE-X、PE-HD、PP-R、PB、ABS等管材，选用金属管时，主要选用镀锌管、铸铁管、铜管等，在选用复合管材时，主要选用衬胶管、衬铅管和玻璃管等。
1.2高层建筑消防给水系统的设计要点
一是在高层建筑消防给水系统设计时，应始终将水作为主要的灭火剂，并始终以消防栓系统为主，并在此基础上对消防给水系统进行分类，常见的消防给水系统，根据其功能不同，首页及的侧重点也不同，所以必须在实际设计中结合确定的给水系统类型进行设计。
二是高层建筑消防给水系统设计时，若按照其服务范围来设计，主要有独立的和区域集中的消防给水系统来看，在设计独立的消防给水系统时，主要是在高层建筑中设置单独加压的系统，利用其为整个高层的消防供水，优点是具有较高的安全性，而缺点是难以管理，需要较大的投资，因而主要在人防要求高的地震区的高层建筑和重要建筑中采用。而采取区域集中的消防给水系统，主要就是为多幢高层建筑提供具有加压泵房的共用的消防给水系统，不仅便于管理，而且投资小，缺点是难以适应地震区对安全性需要较高的高层建筑，所以应结合实际需要确定房屋建筑的消防给水系统的方案。
三是在设计高层建筑消防给水系统时，若按照给水方式来设计，主要有分区和不分区之分，高层建筑的高度大于50米，则采用分区系统，而若低于等于50米就选择不分区系统，而若按照给水压力进行设计，主要有高压、临时高压和稳高压之分，在实际设计中，由于不同压力的设计效果不同，所以为了满足消防给水的需要，必须对其压力进行科学的确定。若按照系统的类别进行设计，常见的主要有消防栓和自动喷水灭火系统。在设计消防栓给水系统时，应确保其给水管网、消防给水管网、水泵、水池、水箱、稳压装置和水泵接合器等设计的科学合理性，才能确保其性能得到有效发挥。而自动喷水灭火系统，应确保其喷头、报警装置、水流指示器、给水管网和试水装置以及消防水池和水箱水泵等设计的合理性，从而提高其运行的可靠性[1]。
2.高层建筑排水设计要点
在做好高层建筑给水系统设计的同时，还应切实加强对其排水系统的设计，才能完成整个给排水系统的设计。所以，作为设计人员，应切实掌握以下技术要点。
2.1科学合理地确定高层建筑的排水系统
在整个高层建筑中，排水系统主要是用于污水和废水的排放，所以在设计排水系统时，必须结合高层建筑的实践，科学合理地确定排水系统的类型。但是所确定的排水系统必须具备以下几个条件，首先，其排水路径应简捷，便于流畅，其次是管道中的气压应稳定，而不会初选剧烈变化；最后就是不得对房屋功能的发挥带来影响，同时便于施工和安装。
2.2排水管设计要点
若高层建筑的地层为空层，或者设置了商铺，那么其上部排水立管就应在底层转换，且不得对底层功能的发挥带来影响，出户管转换后应大于2根，一般在4根左右，在设计排水横干管时，其管径应在DN200之内，一般选用管径为DN150的横干管，且其服务的用户数量不得大于100户。而高层建筑中设置了专用的通气立管，那么就应将上层的排水直管与排水立管直接连接，但是为了避免底部排水器具溢出，可以将底层排水管独立的设计。因此，在进行排水管道设计时，必须确保其布置和连接点的设置符合相关设计的需要，例如排水管道的坡度，主要采取通用坡度进行安装，若情况允许，可以将其坡度适当降低，但是最小不得低于其最小坡度，而在确定检查口的数量和位置时，则必须符合有关要求，同时还应对排水立管采取相应的措施予以防护，例如每间隔2到4层，就应设置相应的承重支座，才能确保其重量得到有效的分散，而立管的最低处的弯头，也应设置承重的支架或者支墩，才能确保其更好地满足排放的需要，而在设计生活污水管道时，一般不能将其设置在建筑的内部，若需要设置检查井，就应在建筑内部采取相应的密封措施[2]。
2.3地漏附件的设计
设计地漏附件的目的主要是及时的将建筑表面的积水排除，尤其是卫生间和厨房，是设计滴漏的关键部位。因而在设计地漏时，必须将其与排水支管相连，从而达到排除积水的目的。
2.4地下室排水设计
地下室排水管道布置的最大困难是所有的管道及配件都
不允许穿过底板#解决地下室排水管道敷设，可采用以下措施：一是在确定地下室底板地面标高时，应定在土建结构层以上0.5m。在这0.5m的后浇层中可敷设管道或地沟。二是在电梯井最底层的基坑旁边设置集水坑或集水池，接受电梯井或地面以及管道的排水。
2.5屋面排水系统的设计
屋面排水系统分为内、外排水系统。外排水系统的组成部分均敷设在室外，屋面排水系统点分散，建筑物较大需增加垫排水系统层厚度。内排水系统分为封闭式、敞开式系统。封闭式系统管道无开口部分，管道内呈压力流状态，排水系统排水的能力较大。敞开式系统的立管最终排入室内明渠中或埋道地管中。但是就目前来看，我国高层建筑较适合采用封闭式的内排水系统[3]。
3.结语
综上所述，对高层建筑的给水排水设计进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的高层建筑给排水设计人员，必须充分意识到加强给排水系统设计的重要性，并紧密结合实际需要，切实加强对其的设计，才能更好的确保建筑功能得到高效的发挥，并为整个高层建筑的消防安全提供强大的支持。
【参考文献】
[1]包陆玖.高层建筑给水排水设计方案分析[D].合肥工业大学，2006.
关键词：高层建筑；给排水；设计；要点
中图分类号：TU208文献标识码：A
一、前言
伴随着科技的进步和经济的高速发展，建筑设计中高层建筑不断增多，建筑给排水成为人们热切关注的问题。高层建筑高度的增加、设施完善、功能完备、技术先进等显示了一个城市现代化的程度。然而，高层建筑层数增加和住户的增多，用水的需求量增加，要求高层建筑给排水设计要考虑到极端问题的出现，也使得高层建筑给排水设计成为建筑配套设施设计的重点和难点。高层建筑面临着用水量大、排水量高、层数多、高度大、振源多等问题，这就要求高层建筑在给排水系统设计和材料施工中引起高度重视。
二、高层建筑给排水系统设计要点
1、在高层建筑中要注意建筑消防用水系统，做好安全措施，以免高层建筑垂直距离带来的静水压力过大。为了保证供水管道不会因为压力增大而导致损坏，影响整个供水系统，所以要在设计时避免供水系统单区供水同时设计人员要对高层建筑给排水进行科学的竖向分区，以降低静水压力，进而保障高层建筑给排水系统的安全运行。
2、高层建筑给排水在竖向分区时要充分考虑到每个分区的最低卫生器具给水配件处的静水压力，要严格按照规范要求划分，静水压力以小于0.35Mpa为宜，而且以上行下给式的供水方式最为常见。
3、高层建筑设计结构较为复杂，加上分布广泛的电气设施，容易引发建筑火灾。高层建筑一旦发生火灾，就会迅速蔓延而导致灾情难以控制。因此要做好高层建筑的消防安全工作，合理设置消防用水，以保证自救。如此才可以有效解决火灾发生时足够的消防用水，进而最大限度地降低火灾带来损失。
4、高层建筑由于在单位面积人口多于一般建筑人口，对水的使用量和排水量都大于普通建筑。一旦瞬时应用的给排水量突增，将会给建筑给排水系统增加负荷。遇到管道堵塞或者停水等情况，就会波及整个用水环境，甚至导致瘫痪，为工作生活带来不便。因此，在排水管道设计、安置以及日常维修管理上，要对此问题给予高度重视，确保给排水的顺利运行。
5、高层建筑在设计时其建筑指标比较高，在防震、防噪声和防沉降以及防变形等方面标准是非常严格的。同时，高层建筑管线错综复杂，在设计时要合理布置，以防由于压力或者结构装饰等造成管线的变形或者渗漏，为建筑投入使用埋下隐患。
三、高层建筑给水系统设计
1、明确高层建筑给水方式
高层建筑的常用给水设备主要有高位水箱、气压罐、变频泵无水箱等，采用科学合理的供水设备和供水方式，是高层建筑给水系统设计的重要环节。同时，要考虑到技术是否成熟、供水安全和经济合理等因素，保证技术安全和经济实用的基础上，确保高层建筑的正常用水，慎重选择给水方式和给水设备。
1.1高位水箱给水
高位水箱主要是存储和调节水量水压，离心水泵则负责水箱内的加水。通过水箱和水泵这两种供水方式，既可以实现并联供水、串联供水，同时可以实现水箱、阀门的减压供水。高位水箱水压较为稳定，而且效率相对较高，设备费用和管理费用低，其在水量存储方面也非常可靠，可以实现安全供水，因此具有明显的优势。但是，高位水箱占据面积较大，使得高层建筑受压增大，提高了基建的资金成本，并且存在水箱内的水质易污染等缺陷。
1.2气压罐给水
气压罐主要包括气压罐和离心水泵两部分，是一个封闭的钢制容器，依靠罐内空气压缩存储水量，当水量达到一定程度时供水就会自动停止，这种供水方式相对节能，而且还可以通过水泵的循环启动以及软启动功能实现无塔供水。气压罐的优点在于占据面积不大，建筑受压较低，水不太容易被污染，需要投入的资金偏低，同时，控制自动化有利于集中管理，然而由于不稳定的供水情况，存在水量存储较少问题，需要不断地启动水泵，水泵的工作效率受到高压或者低压影响，不仅影响水泵的使用寿命，而且供水得不到保障，较之高位水箱供水可靠度略显不足。
1.3变频泵无水箱给水
变频泵无水箱由水泵机组和单片机变频技术组成，通过变报器电源来改变电压和频率，以便有效控制电动机交流转速。变频泵无水箱实质上就是一种随意调节流量和水压的设备，因此可以避免使用高位水箱而带来的占地和建筑负荷过重等问题。
2、选用合适的给水管道
给水管道以往都是选用热镀锌钢管，但是这种钢管存在一定弊端，如钢管重量大、易生锈等，影响水质，难以保证人们的生活用水。因此，现在给水管道选择时倾向于重量轻、液体流动性好、耐压度强，而且经济实惠、安装方便、耐腐蚀性强、寿命长的塑料水管。所以在给水管材料选择时，要重视质量和重量、经济、应用环境、受压的程度，同时考虑到所承受的最高温度和安装方式，综合多方面的实际情况综合考量，选择合适的给水管道。
3、合理布置给水管道
给水管道布置涉及到管道长度和管道的内径，以及管道布局等，合理的给水管道可以满足用户的用水需求，而且可以保证用水安全，在此基础上尽可能的减少投资成本。但是目前我国高层建筑管道布置由于投入的资金比较少，管道不是特别长，管道内径不大，而且经济效益不高，因而对管道布置不是特别重视。随着经济技术发展和成熟，建筑内部设施逐渐走向完善，管道的种类以及数量都会相应增多，管道布置科学与否直接影响后期管道的正常使用。此外，高层建筑层数的增多和高度的增大，管道性能和质量有了更高的标准，这就要求建筑行业重视给水管道的布置，加大投入力度。
四、高层建筑排水系统设计
高层建筑的排水系统受到管道通气系统的影响很大，因此，排水系统设计中要合理的布置管道，有效完善通气排水系统，使其能够快速有效的排除污水，为居民提供便利。也只有通过完善管道通气系统，保证管道内部气压的稳定，避免管道内部堵塞，才可以实现快速排水的功能。除此之外，在管道安装时要选择防振和牢固性高的管道，尽量避免噪声，打扰居民生活。
1、设立透气管道
由于污水排放时排除水管的水流速度与进水管的水流速度相比，前者相对较小，这就造成管道底部压力的集聚而出现正压区，而正压区压力作用致使管道底部的卫生用器常被破坏，发生气泡上翻。这就要求高层建筑要设置透气管道，来平衡管道内部的气流量。当正压区的压力降低，对卫生用器的压力作用也会相应减少，如此可以保护卫生用器免受破坏，避免气泡上翻的发生。
2、选择合适的卫生设备
高层建筑卫生设备选择要考虑到卫生间的实际情况以及当地民俗，选择合理的卫生器具，同时要注重人性化，尽量的方便舒适。另外，由于市场上卫生器具形式多样，大小各异，不同型号的坐便器对排水口位置设置也不一样，所以在卫生器具的布置设计中，要保留预留位置，便于坐便器排水口的设置，为居民提供更多方便。
3、合理布置排水管道
高层建筑底部往往被设计成商铺或者地下商场，这就要求底层设计中对上部分排水管道进行改造。如果排水管道集聚到一根大横管道上，很容易因为大横管破裂或者堵塞而导致整个建筑的排水系统的瘫痪。因此，要合理布置排水管道，设置分区，将底层连通卫生器的排水管道独立分出。
4、地漏的正确处理
地漏是高层建筑排水系统不可或缺的组成部分，设置地漏方便排除地面的积水。由于厨房通常不会有大面积积水，只是偶尔有水溅到地面，简单的抹布和拖把很容易将其清理干净，因而，地漏的设置一般选择在卫生间内，厨房则根据情况选择。卫生间地漏地板下沉范围在300mm-500mm，在同层排水管道选择横管，并且要在管道下部设立防水层，以便出现漏水和堵塞问题可以减少工作量和缩小范围。
五、结束语
建筑行业伴随着我国经济的迅猛发展而飞速前进，生活质量的提升，使得人们对住宅的环境质量也在不断提出新要求，这对于建筑业来讲既是挑战也是机遇。高层建筑在给排水系统设计时要保证正常使用前提下，考虑其经济效益和技术先进性等因素，设计科学合理的给排水系统，满足时展下居民不断增长的生活需求。只有在建筑排水设计和施工两方面做好，才能为业主创造一个舒逸、健康的环境，建筑行业也可以健康积极地发展。
参考文献
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[关键词]高层建筑供水方式消防设计给排水设计
中图分类号：TL353+.2文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）06-0041-01
0、引言
自改革开放以来，我国国民经济发展日新月异，城市发展驶入快车道，城市面貌发生了翻天覆地的变化。随着城市的发展，也带来了一系列的问题，如城市的土地资源日趋紧张等，为了有效地提高土地利用效率，高层建筑如雨后春笋一般出现在城市。尤其是进入二十一世纪，高层建筑数量呈井喷式的发展，而且为了满足更高的使用要求，各种设备日趋增多，而高层建筑一旦发生火灾，可能造成巨大的生命财产损失，因此高层建筑给排水消防设计异常重要。
1、高层建筑消防给排水工程特点
1.1安全可靠性要求高
在进行高层建筑给排水消防设计时，需要重点考虑的影响因素是对高层建筑消防系统的安全可靠性的高要求。高层建筑火灾隐患较多，而且一旦发生火灾，火势蔓延起来十分迅速，导致救火较为困难，因此确保层建筑消防系统的安全可靠性是给排水消防设计的关键。考虑到当前我国国情，目前给排水消防系统设计应将自救放在首要位置进行考虑。
1.2静水压力大
在进行高层建筑给排水消防设计时，另―个需要重点考虑的―个影响因素是高层建筑的静水压力，同普通低层建筑不同，高层建筑静水压力非常大，若采用常规的单区供水，可能无法保证使用效果，而且管道和配件也较为容易被损坏。
1.3管道机械强度高
相对于普通低层建筑，高层建筑的排水管道较长，且排水量要求也较高，因此在使用过程中管道内部的压力变化很大。在高层建筑给排水消防设计时，要保证消防系统的排水能力，同时又要确保管道内压力稳定。基于以上几点，高层建筑的给排水消防系统的管道应选用机械强度高的材料。
2、消防给水系统的形式
（1）消防给水系统的形式按服务范围区分，可以分为独立的消防给水系统和某个区域集中的消防给水系统，具体选择哪一种消防给水系统方式，需要根据高层建筑给排水消防系统的特点（如安全可靠性要求高等），在此基础上，还需要考虑到经济性，即在保证安全可靠的前提下合理选用经济的给水方式。个人建议采用区域集中的消防给水系统，即相近的高层建筑可以共用消防水池，这种消防给水方式较为经济，但在实际推广中存在较大困难，主要原因在于邻近的高层建筑往往属于不同的企业建设，企业之间协调难度较大。若要推广这一消防给水形式，需要政府相关部门主导协调各方。
（2）消防给水系统的形式按高度区分，可以分为分区供水和不分区供水。分区供水和不分区供水的设计依据主要根据消火栓栓口的静水压力。当静水压力≤0.80MPa时，可以采用不分区供水形式；当静水压力>0.80MPa时，采用分区供水形式。其中分区供水又存在着几种不同的方式，包括并联分区供水、串联分区供水方式以及减压阀分区供水。这三种给水方式有着各自的特点：
1）并联分区供水方式，顾名思义，其最大的特点在于可以将各个分区视为独立的给水系统，分区之间互不干扰，采用该供水方式的消防系统安全可靠性较高。但并联分区供水也存在着造价较高，且对日常维护管理要求较高的缺点。
2）与并联分区供水方式相对应的，串联分区供水方式保证了各区水泵的压力几乎相同，不需要设计高压泵、高压管，其缺点与并联分区供水方式相似，造价较高，且日常维护管理难度大。
3）第三种供水方式为减压阀供水，与前两种供水方式相比，该给水系统结构简单，成本也较低，日常维护管理也相对简单，基于以上几个优点，建议采用减压阀供水方式。需要注意的是，该供水方式对减压阀要求较高，宜采用可调式减压阀。
综上所述，高层建筑消防供水方式存在多种，具体设计时采用何种需要根据项目具体特点进行具体分析。
3、室外消火栓数量设计
作为高层建筑消防给排水设计的指导性文件，《高规》第7.3.6明确规定：“室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算来确定，每个消火栓的用水量应为10-151/S”，另外《高规》中的“条文说明”中进行了补充解释：“外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量，其中包括室内、室外两部分”。因此，个人认为在进行室外消火栓设计时需要视项目具体情况：当高层建筑室内消防用水由室外管网提供时，室外消火栓的数量需要考虑水泵接合器的数量。一个室外消火栓对应一个水泵接合器。若在水泵接合器数量设计时，若采用将根据室外消防水量计算所得的室外消火栓数量与水泵接合器要求的室外消火栓数量相加的方法，这样就会导致消火栓数量比实际需要的数量多，这样就造成了资源了的浪费，也增加了不必要的成本。较为合理的方法应为取两者的较大值。
4、消防给水系统增压设施设计
在高层民用建筑消防给水系统设计中，为了确保更好地发挥消防系统作用，在火灾初期顺利开展灭火工作，往往在消火栓系统的高位水箱出水管上进行增压设计，通常设置由增压泵和气压罐组成的增压设施。但增压设施给消防系统日常维护管理带来较多不便，而且设备运行时会产生一定的噪音，需要采取针对性的措施处理，若处理不当，可能会对顶层住户的造成一定的影响。实际上，只要确保水箱设置高度能够满足最不利点消水栓的静水压力的规范要求，此外高层民用建筑高位消防水箱可以通过屋顶机房架空等设计满足最不利点消火栓栓口静水压力的要求，因此不是所有的高层建筑都需要设计增压设施。