高层建筑给水排水工程设计方法探讨

2022-12-05

新疆石河子市是新疆兵团非常受重视的一个兵团城市, 在进五年内, 石河子这座城市也发生着突飞猛进的变化, 一座座高楼拔地而起, 这使得一个全国三线的城市突然变得有大都市生活的感觉, 这一变化离不开城市的设计者及建设者的辛苦耕耘。进几年来, 高层建筑的个性化需求出现了多样化, 高层建筑成为了现代大都市的一个标志。高层建筑不仅对我们的居住环境有要求, 更对我们的使用上也有很高的要求, 这就使得人们对高层建筑给水排水工程的设计和施工方面提出了更为严格的技术需求。虽然现在高层建筑的给水排水技术已经相对成熟了, 但是仍然有一些需要注意和改进的地方。高层建筑不比多层建筑, 它对建筑给水排水工程提出了更高的要求, 只有采取更好、更优的技术措施才能确保给水排水系统的良好运行。

一、高层建筑给水排水工程的设计要求

高层建筑的出现就是因为城市人口不断扩大, 要求城市可居住的面积不断增加, 为了满足人们日益增长的物质需求, 高层建筑慢慢成为了城市的代表, 而高层建筑的层数多、振动源多、排水量大、用水要求高等特点, 势必要求建筑的设计、施工、材料、管理等方面必须做到较高质量。

高层建筑给水排水工程具有以下特点:

1、给水系统静水压力大。

对高层建筑供水时, 如果只采用一个分区进行供水, 由于底层的水压过高, 龙头及阀门等配件会迅速缩短其使用寿命, 造成漏水或阀门开启后难以关闭的现象。如若底层供水不做减压措施, 更会使其出水流量比设计流量大, 管内流速增加, 致使管道产生流水噪音、震动噪音, 顶层的龙头产生负压抽吸现象, 导致供水回流, 污染水源。所以对高层建筑进行供水时, 必须合理的竖向分区, 使静水压力降低, 来保证系统的安全运行。对于给水系统竖向分区及减压的标准, 在《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003中3.3.5条有明确的规定。

2、高层建筑的消防安全性高。

高层建筑引发火灾的原因众多, 且火势蔓延速度快、危险大, 扑救较困难, 所以高层建筑的消防系统立足于自救, 这就要求设计人员对建筑内部人员疏散、撤离以及消防水系统的布置做到更加合理、人性化的设计。对于消防水系统竖向分区及减压的标准, 在《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014中6.2.1条有明确的规定。

3、高层建筑排水压力变化大。

高层建筑的排水量大、管长、功能多。高层建筑排水必须设有通气设施, 在我设计的众多高层建筑中, 最常用的通气方式就是设置专用通气管来提高排水系统的排水能力, 减小管道内的气压波动, 保证水封不被破坏, 采用机械强度高的管道材料, 保证排水系统畅通无阻。

二、高层建筑的给水方式

1、高位水箱给水方式

高位水箱的供水方式其实就是通过设在水泵房内的离心泵, 经过加压将市政管网内的水或是蓄水池内的水提升至高位水箱中, 再由水箱通过自重或者稳压设备分配至配水管网中。高位水箱所起到的作用就是存储调节本区域的用水量及稳压。高位水箱的供水方式具有一定的优缺点, 其中优点为:a.水箱内可储备一定水量, 供水相对安全可靠;b.水泵的启动次数较少, 效率较高;c.水压稳定;d.设备材料及运行费用较低。其缺点有:a.水质很容易受到污染;b.建筑结构荷载的增加导致了投资的成本增加;c.水箱占用了一定的建筑面积;d.水箱进水时, 将产生噪声和振动。

2、气压罐给水方式

气压罐给水方式主要依靠的是离心泵和气压罐, 气压罐利用容器里空气的可压缩性来实现调节水量和存储, 罐内的水通过空气的压缩被送到垂直的几何高度, 通过循环启动实现无塔供水。气压罐给水方式罐内储水量有限, 需要经常启动水泵, 增加了设备的维护和运行费用, 供水压力也会经常出现周期性波动, 导致水泵的使用寿命缩短, 就这方面来所不如高位水箱的供水方式。气压罐给水方式不需要水箱与水塔, 方便统一管理, 可以自动控制, 罐内水不容易受到污染。

3、无负压供水方式

无负压供水设备是现阶段笔者最喜欢用的高层供水方式, 它充分利用了城市管网中的余压, 既不对自来水管网造成不利影响又最大限度的满足用户需求, 降低了供水能耗, 实现供水系统最优运行。无负压供水的方式就是直接将设备的进水管与自来水管网直接相连, 水在自来水管网剩余压力驱动下压入设备进水管, 设备的加压水泵在进水剩余压力的基础上继续加压, 将供水压力提高到用户所需的压力后向出水管网供水;当自来水管网剩余压力满足用户供水要求时, 设备自动进入休眠状态, 由自来水管网直接向用户供水, 供水不足时设备自动恢复运行。

三、高层建筑给水排水系统设计方案的优化

高层建筑在布置给水管道时, 力求短而直的原则, 充分利用市政管网中的水压, 建筑物的引入管尽量布置在用水量较大或是不允许间断供水的地方, 同时也要便于维修, 给水管道的其它布置原则要满足《建筑给水排水设计规范》GB50015-2010中的要求。

高层建筑在布置排水管道时, 当以就近排出为原则, 尽量使管道的转管最少, 排水立管的布置尽量靠近排水量最大的排水点, 排水管道的其它布置原则要满足《建筑给水排水设计规范》GB50015-2010中的要求。

结论

高层建筑在城市中的迅速发展对建筑给水排水的技术提出了更高的要求, 为了适应和推动高层建筑的发展, 只有不断革新新的技术, 才能不断提高人们的生活水平和物质的需求, 为居民提供安全舒适的生活环境。目前我国的大中小城市在高层建筑领域已取得了突飞猛进的发展, 作为一名设计人员, 只有在实践中不断学习、注重实用和安全性, 才能使高层建筑给水排水工程在未来的时间更上一个台阶。

摘要：建筑给水排水工程随着科学技术的迅猛发展, 逐步成为一门相对独立的工程学科, 其涵盖的内容越来越广, 包含的系统也越来越复杂。建筑设计者经常为怎么使建筑给水排水工程设计更加优化而头疼, 现在的经验是根据以往的实践经验教训总结出来的, 虽然时间不短, 但是人们的经验毕竟是有限的。随着经济、科技的迅猛发展, 高层、超高层的建筑已经不能用简单的经验来完善设计, 其建筑功能的多样化、个性化, 给建筑给水排水设计提出了新的要求。

关键词：高层建筑,给水排水工程,设计方法式