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关键词:给水排水设计;高层;优化
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。
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).
[3]李宏武.建筑给水排水中几个问题的探讨[J].科技资讯,2007(13).
关键词:高层建筑;给水排水;优化方案;方案设计;建筑工程
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).
[3]夏远.高层建筑给水排水工程的设计优化研究[J].城市建设理论研究(电子版),2015,5(12).
【关键词】高层建筑;给水排水;设计
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.
[2]李昌军.高层建筑给水排水设计规划[J].科技创新导报,2008,(35):85.
【关键词】高层建筑;给水排水;供水压力;热水系统
目前,国内的高层建筑发展步伐非常快,其中最快的有深圳和广州,另外上海、北京等地的高层建筑量也是逐年翻长的,其他很多二线、三线城市也有一定数量的高层建筑兴起。随着我国人民生活水平的飞速提高,城市人民对生活水平的要求也是越来越高了,再加上城市人口暴增,导致城市里的用地非常紧张,因此也促进了高层建筑的发展。下面及谈谈本人对于高层建筑中给水排水问题的探讨和设计建议。
1.高层建筑中常见的给水排水问题
1.1给水系统的压力问题
高层建筑的给水系统按竖向区分可以分为低区供水和高区供水,低区供水一般选择的系统是带稳压装置或者是使用带气压罐的变频供水,也可以使用高位水箱直接进行供水。而高区供水则基本上都应用屋顶水箱或是高位水箱进行供水。由于建筑较高,因此一定要考虑到高区和低区系统的平衡性。例如北京一高层的划分即为将1~11楼分为底层,水箱设置在12层,供水高度达到50米左右,最低的静水压为520kpa;12~22层定为高层,水箱设置在第22层,供水高度要求达到80米以上,最低静水压为800kpa。这个静水压的值已经远远超过了规定范围。产生的后果即是使得居民在用水时水花很不稳定,卫生器具的软导管部分也经常发生爆裂现象,造成很多安全隐患,居民怨声连连。
高区的静水压也是非常有讲究的。有效建筑人员考虑到成本问题,将高区的水箱放的位置相应比较低,着导致最高点的静水压相应较低,很多时候出现无法启动或关闭自闭冲洗阀的现象。
1.2高层建筑卫生间异味严重
高层建筑中的异味主要是排水管道中逸出的味道。一般高层建筑中的排水管道都会和通气管道相连的,到有的高层由于设置卫生间排水管道是设计的不得当,则很容易使得排水管道无法很好与通气管道想结合,导致异味测漏现象严重。
1.3水箱、水池检修口设置位置不当
有的房间将水池检修口设置在地下消防水池的地下室项板下,这使得检修人员每次进出水池都非常困难。也有的房间的水箱顶面距结构顶板的距离太小,而且水箱的检修口没有靠近浮球阀,使得很难进行水箱的清洗工作,同时检修人员也很难修理浮球阀
1.4雨水管道设置不得当
现在的高层建筑一般都与一些周边的多层建筑相连接。而在设计雨水管道时,一般为了方便省力都会直接将高层建筑的雨水管道和多层建筑的雨水管道连在一起,这种设计表面上看是没什么问题的,在雨水量小的情况下是完全可以的。但一旦雨水量非常大时,排水口非但不能够很好的完成排水的作用,反而会使得机组透平油中的含水量饱和度严重超标,使得空气的含量也会降低。
1.5家用空调凝结水、屋顶雨水、阳台雨水等排放不当
有的高层建筑将空调凝结水、屋顶雨水、阳台雨水三部分公用一根管或者是每部分单独排放时,把水都直接排到雨水井中。这样做有两个问题,一是当排出雨水井管道堵塞或者当合用管道排水不通畅时,雨水很容易从阳台上倒灌进入户内;另一种问题是阳台的地漏水封容易干涸,室外窖井中的有害气体也会通过地漏计入室内,对居民的健康是非常有害的。同时雨天的排水声也是非常吵的,它会通过凝结水管传到室内,影响居民的休息。
1.6热水系统的布置问题
高层建筑中的热水供应系统很容易出现热水膨胀和排气等状况,在加热设备中,溶于水中的气体很容易在管中形成气塞,使得热水不能够正常循环。
2.针对给水排水问题提出的设计建议
2.1针对给水系统的压力问题提出的建议
在设计方案时应该认真结合建筑物的高度和设计规范对建筑物的给水系统进行合理的分区,要充分考虑到高低压的特点和规范,不能够简单的将给水系统分为两个部分,而应该结合高度和设计值将系统分为至少三个部分或者三个部分以上,使得居民用水更加安全舒适.如果挑选方案过程中发现静水压力过大的问题,应该考虑到在使用时由于压力过大很容易导致软管的爆裂等状况,可以经过分析在规范的设计前提下加比例减压阀。比例减压阀可以很好的解决压力过大问题,减低静水的压力,就像将原本两个区的供水系统现在分成了多个区域。
2.2异味的处理方案
对于异味问题,最好的解决方法除了要通风系统非常良好,还要求在排水管道的设置上做相应的处理:凡是与卫生器具相连的排水管道,一定要带存水湾,即使卫生器具本身是不带存水湾的,在排水管道设计中也要加入存水湾这一设置。
2.3油水分离方法
在进行油水分离时,首先要解决好如下几个技术问题:(1)分离设施不受含水量的影响限制;(2)油液在气液两相界面面积的大小和气相空间停留的时间大小上都影响着水的气化效果;(3)尽量去降低油系统的运行温度,油温长期偏高很容易导致油质的老化;(4)在凝结系统和器件的结构选择上,要尽可能有利于真空系统内水汽的凝结,过多的不凝结的水汽回使得真空泵的寿命减短,而且也对真空度也是很不利的。
2.4关于水箱、水池检修口问题的解决方案
设有人孔的池顶,顶板面与板底的距离应该大于0.8米,在设置水池检修口的位置时也要充分考虑到检修人员的进出是否方便,人孔要尽量放在离浮球阀的位置上,而且最好是能在水池外面就可以直接摸到浮球阀,对其进行检修过程。
2.5关于排放不当问题的解决方案
首先阳台的排水设置一定要单独进行设置,其次立管的底部要采用间接排水的方案,将废水一律排入到明沟和水封窖井中去,这样能够很好的杜绝屋面雨水从阳台地漏溢出等状况,同时也可以很好的防止异味气体从阳台地漏中逸出,使得空气气味难闻的状况。家用空调凝结水完全也可以使用和阳台排水相似的方法进行设置。
2.6热水系统的管路布置问题的解决方案
热水系统最好采用等流程管路的布置方案,这种布置方案能够很好的保证用户使用热水的水温一直保持在一定范围内,这样在日常管理中就很简单了便捷了。
3.总结
高层建筑给水排水的设计与普通的多层建筑是有很大的不同的,因此在高层建筑设计过程中,在满足规范的前提条件下,设计者也要针对高层建筑的特点提出更好的设计方案来,既考虑到安全方便性,也要考虑屋内设计的美观性。高层建筑对于给水排水工程要求一直是非常严格的,设计时要考虑周全,如何提高整体的质量还需要相关人士进行更深层次的探究和优化。笔者通过参考有关的设计规范,加上多年的实际工作经验,写以此文。本文仅是笔者对于给水排水问题及其设计提出的一些建议,希望能够对相关人士有所帮助和启发。
参考文献:
[1]王希光;从智利矿难想到高层建筑设立避难间的可行性[J];科技创新导报;2011年22期
关键词:高层建筑给排水;设计;太阳能热水系统
1 高层建筑给水设计
为了选择给水方式,可按建筑物的层数粗略估计自室外地面起所需的最小保证压力值,一般一层建筑物为10米水柱;二层建筑物为12米水柱;三层及三层以上的建筑物,每增加一层增加4米水柱。对于引入管或室内管道较长或层高超过3.5米时,上述值应适当增加。
根据上述因素来确定给水方式,基本方式可分为下列几种:
1.1直接供水方式:室外配水管网的压力、水量整日能满足室内用水需要,一般低层可采用。
1.2设置高位水箱的供水方式:配水管网的压力在一天之内有定期高低的变化,这种情况下可以设置高水箱。
1.3设置水泵和水箱的供水方式:在城市配水管网的压力经常或周期性的室内所需要的供水压力;室内用水量较大且不均匀时,可采用设置水泵及水箱的方式。
1.4分区分压供水方式:在高层建筑物中,城市供水管网的压力仅能供到下面的几层,同时为避免底层管道承受过大的静水压力,又能充分利用室外管网的压力,可采用分区分压供水方式。低区可由室外管网直接供水;上区可采用水泵与水箱联合供水。
消防给水系统如与生活或生产供水系统合并时,则消防泵要求能供上下两区消防用水。
2 高层建筑排水系统分类和排水系统的组成
城市高层建筑的排水系统通常由卫生器具,生产设备受水器、排水管道、通气管系统、清通气设备、抽升设备、局部处理构筑物等组成。具体设置如下: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;排水机制依据技术、经济两大因素决定排水采用分流制还是合流制,需做经济、技术比较。对于民用建筑而言,生活污水可以和雨水公用排放系统,对环境的污染不大,还可以节约管道布置资金,减少建筑成本;对于工业建筑而言,工业废水因为必须经过一定的处置才能排放,因此不能与雨水河流,以免造成更大的污染,更重要的是大大增加水处理成本,当然如果生产废水和生产污水较轻,可以与雨水合流,否则应单独收集处理。排水管道有如下通气方式:伸顶通气管;专用通气管;环形通气管;主通气管;副通气立管;结合通气管;器具通气管等。
3 高层建筑消防给水系统
3.1确定消防用水量是高层建筑防火设计的一个中心环节。《高层民用建筑防火设计规范》(以下简称《高规》)以及近期公安部编写的《防火手册》对消防用水量都有较具体而又合理的规定,给排水设计者可根据建筑物的性质选择合适的消防用水量。
3.2防患于未然,高层建筑必须设置具有自救能力的消防给水系统,及时控制火势并迅速扑灭火灾。消火栓给水系统是高层建筑的主要消防系统,要满足各点的灭火用水量和水压的要求。为了扑灭初期火灾,需要在屋顶水箱内储备10分钟室内消防用水量。由于种种条件限制,水箱内静压不能保证顶上约7层消火栓处所需的压力,为此可以设置稳压泵、气压罐。为了节省占地面积、设备布置方便以及满足可靠性要求,推荐采用全自动恒压变量给水设备,以保证任何时候的初期消防用水量和水压,我们已在有些高层建筑消防设计中采用。
3.3关于自动喷水灭火系统。无疑,此系统有极好的灭火效果,按《高规》规定,高层建筑的走廓、厨房、餐厅、舞厅、办公室、会议室等均应装洒水喷头,一般采用湿式灭火系统。这种灭火系统枝状上较成熟,构造简单,投资少,灭火效率高。喷头选用按公称动作温度宜比环境最高温度高30℃的原则。在水力计算中,最上层自动喷水灭火管道设计流速宜比常规的小,以求减少水头损失,因而消防总扬程亦减小,往往可把多级泵至少减少一级,从而减少消防用电、节约资金。
3.4室外给水系统在水量和水压方面,往往满足不了高层建筑消防用水的要求,当高层建筑的建筑高度超过100m,市政给水管道为枝状或只有一条进水管时,宜设消防水池。重要高层建筑需储存3小时的消防用水,其他高层建筑需储存2小时的消防用水,消防水池需设消防车取水用的取水口,取水口与被保护建筑物的外墙距离不宜小于15m,并不宜大于100m。由于受场地限制,消防水池经常设在高层建筑的地下层内,该水池有时还储存室外消防用水,因此,设置消防车取水口不应遗忘。消防电梯井的井底应有排水设施。由于电梯井底深度大,无法自流排水,通常用水泵按集水池水位高低自控抽除。在以往的高层建筑防火设计中,对电子计算机房、金库等重要场所,采用了无管网全淹没式卤代烷灭火系统。
4 建筑室外给排水系统
4.1室外采用生活用水与消防用水合用管道系统。室外消防采用低压制给水系统,由市政自来水直接供水,发生火灾时,由城市消防车从现场室外消火栓取水经加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火用水。总水表处安装管道倒流防止器,有效防止市政管网突然产生负压时的倒流污染现象
4.2室外污水均都采用生活污水与雨水分流制排水方式,采用雨污分流排水体制,起到了分流节能的作用,生活污水经化粪池处理后排入市政污水管网,化粪池进出口采用FRP/PVC玻璃钢复合水封管件,确保安装和使用质量,防止大量发酵臭氧窜入室内,阻止虫抓入管理,避免漂浮气体固体两相污物堵塞化粪池出口管段。室外道路边适当位置设置雨水沟及检查井,收集道路、人行道及屋面雨水后排至市政雨水管网。
5 太阳能一热泵集中热水系统
在广西,太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一,其中太阳能热水技术是最广泛的太阳能应用。太阳能一热泵集中热水系统的主要组成为太能集热器和太阳能辅助加热空气源热泵机组,其辅助设备与常规的中央热水系统相同,包括太阳循环泵、热水加热环泵、换热器、热水箱及控制器太阳能与太阳能辅助加热空气源热泵结合作集中热水系统的热源,其目的在于取长补短,使二互为补充,互为备用,在日照充足时优先使用太阳加热热水,利用太阳能集热器产生的低温热水作为阳能辅助加热空气源热泵的辅助热源,从而改善热的运行工况,提高其制热性能。这种组合形式,使者均在相对比较稳定高效的条件下工作,保证系统年全天候的卫生热水供应。
结语:空气源热泵制热过程是对空气中蕴藏的太阳能量的提升利用,根据泵的工作特性,在整个热水系统的运行过程中,热机组作为辅助热源运行所供应的热量中,只有一小分来自电能,所以太阳能量热泵集中热水系统大大高了太阳能利用率,减少了对一次能源的消耗。目前世界各国正在研究开发卤代烷灭火剂代用品,并采取了一系列技术措施,限制卤代烷的使用。对于使用卤代烷的计算机房消防系统,能否采用自动喷水灭火系统,采取代替全淹没式系统,正在进行实用性研究。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。
参考文献:
关键词:高层建筑 给水系统 排水系统
随着经济的快速发展和科学水平的不断提高,高层建筑的高度和层数也在不断地增加。进入21世纪,高层建筑向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展。高层建筑已成为现代化大都市的一种标志。高层建筑层多楼高,有别于低层建筑,因此对建筑给水排水工程提出了新的技术要求,必须采取新的技术措施,才能确保给水排水系统的良好工况,满足各类高层建筑的功能要求。
1. 高层建筑给水排水工程的特点
由于高层建筑具有层数多高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点,因此,对建筑给水排水工程的设计、施工、材料及管理方面都提出了较高的要求。与低层建筑给水排水工程相比,高层建筑给水排水工程具有以下特点:高层建筑给水热水消防系统静水压力大;高层建筑引发火灾的因素多,火势蔓延速度快,火灾危险大;高层建筑的排水量大,管道长,管道中压力波动大;高层建筑的建筑标准高,给水排水设备使用人数多,水量大;高层建筑动力设备多,管线长,易产生振动和噪声。
2 .高层建筑给水排水工程存在的问题
经过上百年的发展,高层建筑的给水排水技术已日趋成熟,但也存在着许多巫待解决的问题,具体有以下几个方面。
(l)节水、节能的给水排水设备及附件的开发与运用。
(2)新型减压、稳压设备的研制与应用。
(3)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。
(4)高层建筑消防技术与自动控制技术。
(5)提高排水系统过水能力,稳定排水系统压力的技术措施。
(6)低成本高效能的新型管道材料开发与应用。
(7)热效率高体积小的热水加热设备的研制与应用。
高速发展的建筑业,必将对建筑给水排水技术提出更高的要求,为了适应和推动高层建筑的发展,必须不断改进和提高高层建筑给水排水技术,使高层建筑给水排水技术达到一个新的水平。
3 .建筑内部给水管网布置方式
建筑内部给水通过引入管引入室内以后,根据管网形式不同可以分为:环状网、枝状网。根据横干管在建筑内部的位置不同,可以分为:下行上给式、上行下给式、中分式。通常水泵吸水不允许直接从室外给水管网抽水,而是水泵从储水池抽水,有单设水泵和水泵一水箱联合(可在水箱中设置浮球阀或液位继电器)两种,目前给水系统升压多用离心式水泵,因为它的类型多、选择方便、占地少。给水系统所用水泵一般分为恒速水泵和变频调速水泵,目前变速泵应用于高层建筑生活供水系统较为广泛。
4. 高层建筑消防给水系统
4.1 高层建筑火灾特点
高层建筑由于层数多,建筑高度高,与低层和多层建筑相比,高层建筑发生火灾的危险性大,往往具有:火灾的隐患多,火种多;火势猛、蔓延快;人员疏散困难;消防设备设施不够完善,补救难度大;伤亡惨重,经济损失巨大。
4.2 高层建筑消防给水系统分类
按消防给水系统的构成与功能可分为室外消火栓系统、室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统又分为闭式自动喷水灭火系统,开式自动喷水灭火系统与自动喷水一泡沫联用灭火系统。按消防给水系统的服务范围大小,可分为区域集中高压(或临时高压)消防给水系统和独立高压(或临时高压)消防给水系统。
按消防给水的压力与流量是否满足系统要求,可分为常高压和临时高压消防给水系统。按消防给水方式的不同,可分为分区消防给水系统和不分区消防给水系统。
4.3 室外消防给水系统
为确保消防给水安全,高层建筑室外消防管网的进水管不宜少于两条,并宜从两条市政给水管道引入,当其中一条进水管发生故障时,其余进水管应仍能保证全部用水量。
4.4 室内消火栓给水系统
4.4.1 高层建筑室内消火栓给水系统的主要设施 高层建筑室内消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防卷盘、消防管道、消防水池、消防水箱、水泵结合器、增压水泵及远距离启动消防水泵的设备等组成。
4.4.2 高层建筑室内消火栓给水系统的给水方式 高层建筑和消防时系统最大工作压力超过0.6MPa的其他建筑,应采用独立消火栓系统。按服务范围分为:独立分散的消火栓给水系统和区域集中消火栓给水系统。按供水压力可分为:高压消火栓给水系统和临时高压消火栓给水系统。
4.5 室内消防给水管网的布置
室内系统给水管网应布置成独立的环状管网系统,必须保证给水干管和每条消防竖管都能双向供水。室内环状管网的进水管不应少于两条,并宜从建筑物的不同方向引入。消防竖管不宜少于两条,其布置应能保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段。当建筑物内同时设有室内消火栓给水系统与自动喷水灭火系统时,室内消火栓给水管网与自动喷水管网分开设置。
5. 高层建筑排水系统
5.1 给水方式选择
市政外网可提供的常年使用水头为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,运转灵活。该方式具有供水可靠;设备及管材较少,投资省;设备布置集中,便于维护管理等优点。
5.2 给水管道布置与安装
各层给水管道采用暗装敷设,管材均采用给水塑料管,采用承插式接口,用弹性密封圈连接。管道外壁距墙面不小于150mm,离梁、柱及设备之间的距离为50M,立管外壁距墙、梁、柱净距不小于50mm,支管距墙、梁、柱净距为20-25mm。埋地给水管与排水管道平行,交叉时,其距离分别大于.05m和07m,交叉给水管在排水管上面。立管通过楼板时应预埋套管,且高出地面10-20m。在立管横支管上设阀门,管径DN>50Innl时设闸阀,DN
关键词:给水排水;高层建筑;设计
中图分类号:TU97 文献标识码: A 文章编号:
近年来,随着经济的快速增长,房地产市场繁荣发展,高层建筑不断涌现,高层建筑给水排水设计随着科学水平的不断提高,技术更先进,设备更完善、功能更齐全。它具有用水要求高、水流量大等特点,必须不断改进和提高高层建筑给水排水技术才能满足高层建筑的功能要求,确保给水排水系统的良好运转。
一、高层建筑给排水工程的特点
高层建筑一般具有高度大、层数多、振动源多、用水要求高、水流量大等特点,在建筑给水排水工程的设计、施工、材料等方面都要求较高。高层建筑给水排水工程与低层建筑给水排水工程相比,高层建筑给排水工程具有以下特点:
1、高层建筑生活给水和消防系统静水压力大,如果只采用一个区供水,不仅影响使用,而且管道及配件容易被破坏。因此,供水必须进行合理的竖向分区,使静水压力降低,保证系统的安全运行。
2、高层建筑引发火灾的因素多。高层建筑的结构功能复杂,失火可能性较大,失火后也容易迅速蔓延,人员疏散困难。所以,必须设置安全可靠的室内消防给水系统,满足各类消防的需要,而且消防给水的设计应“立足自救”,方可保证迅速扑灭初期火灾,防止重大事故发生。
3、高层建筑的给排水量大。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量,若发生停水和排水管道堵塞的事故,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的通气问题,以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。
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。
二、高层建筑给排水系统方案设计
1、给水系统的设计
高层建筑给水系统的设计中最为关键的是给水方式的选择,它直接关系到生活给水系统的使用质量和工程造价。根据《建筑给排水设计规范》中相关条文,高层民用建筑生活给水系统应竖向分区,且各分区最低卫生器具配水点处静水压力不宜大于0.45MPa;对于水压大于0.35MPa的入户管,宜设置减压阀。除此之外应该合理确定给水系统垂直分区,保证给水设备卫生器具的正常使用,避免压力过高,出现不必要的能量浪费。给水器材出水过猛,当启闭这些器材时易产生水击,使管网产生噪声、振动甚至管件破裂,致使卫生洁具给水零件容易破坏。(1)高位水箱供水。由于高层住宅消防要求在屋顶设置消防水箱,把生活用水箱和消防水箱合建可以节省投资,故较多的住宅都采用了这种方式。但由于水在水箱里停留时间较长,而且消防水管内的水是长期不流动的死水,难免不对水质产生影响。据国家有关部门对高位水箱的水质抽验,水质均不理想。所以采用水箱供水宜将生活水箱与消防水箱分开。为了保证供水的卫生要求,水箱出水还应经消毒设备消毒以克服二次污染。目前国内某些消毒设备质量并不十分理想,所以应考虑有备用量。
「呶凰箱供水方式包括水泵和水箱。该方式又可分并联供水式、串联供水式、减压水箱供水式、减压阀供水式。高位水箱的作用是存储调节本区的用水量和稳压。水箱内的水由设在泵房内的离心水泵供给。高位水箱给水方式具有以下优点:一是水箱内可储备一定水量,供水比较安全可靠;二是水压稳定;三是泵启动次数较少,效率较高;四是设备费和运营费较低。其主要缺点:一是水箱的设置占用了一些建筑面积;二是增加了高层建筑结构的复杂性,基建投资相对上升;三是水质较易受到污染;四是水箱进水时,产生噪音和振动。
(2)变频调速设备供水。其工作原理是在水泵出水口或管网末端安装压力传感器,将测定的压力值H转换成信号输入压力控制器,与控制器内根据用户需要设定的压力值H1比较,当H>H1时,控制器向调速器输入降低转速的控制的控制信号,使水泵降低转速,出水量减少;当HH1时,则向调速器输入提高转速的控制信号,使水泵转速提高,出水量增加。该供水方式取消了高位水箱,减少了一个水质可能受到污染的环节,水压稳定,供水可靠,能克服第一种供水方式不能满足顶层燃气热水器等对水压的要求的缺点,几个供水分区的设备可集中放置,方便管理,变频加压设备可配置气压罐及小流量泵,当用水量较小时,主泵可休眠,可依靠小流量泵或气压罐维持供水流量和压力,可用于市政管网压力较小的情况。
这种方式在我国使用的相当普遍,它的供水水质较好,造价低于水箱供水。但采用这种方式,一定要供电可靠,选用的设备可靠,否则会出现经常停水的现象。变频泵的流量应按设计秒流量选用。当采用小区集中供水时,要考虑分期建楼的变化,宜选用多台泵并联方式,且泵房还要留有余地。变频供水既节能又保证水质,笔者认为在条件具备的情况下,应首选此种供水方式。
(3)叠压设备供水。这种供水方式在八十年代曾被采用。其优点与第二种相同,不同之处是充分利用市政管网压力。其缺点是调节水量较少,在市网较长时间停水时不能满足用水要求。可用于市政管网压力较大,供水量全天大于用水量的情况,但该方式一般会影响其他地方供水,建议在限定条件下使用。2、高层建筑排水系统
(1)生活排水系统。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化粪池,经化粪池初步处理后排至市政污水管网。对于高层建筑的生活排水系统,设计方要考虑的是要如何解决水气混合两相流的问题,如果此问题解决不好,当瞬间形成大流量或水流速过大时,排水管道中的气压发生激烈变化,会形成正压喷溅或负压抽吸,对排水管系中卫生器具水封的稳定产生严重影响,导致排水管道系统不能正常工作。针对此情况,高层建筑的排水管道一般须设置专用通气立管。专用通气立管与排水管并列设置,专用通气立管的排水立管的上端可在最高层卫生器具上边缘或检查口以上与排水立管通气部分以斜三通连接,下端应在最低排水横支管以下与排水立管以斜三通连接。专用通气立管应每隔2层、主通气立管应每隔8~10层,设结合通气管与排水立管连接。结合通气管下端宜在排水横支管以下与排水立管以斜三通连接;上端可在卫生器具上边缘以上不小于0.15米处与通气立管以斜三通相接。
(2)雨水排水系统及空调冷凝水排水系统。屋面雨水采用内排水方式,由雨水斗收集,重力流方式经室内雨水管道排至室外雨水管网。地下车库屋面雨水采用明沟排水排至室外雨水管网。空调冷凝水由安装于放置空调室外机的隔板墙内的收集管收集,汇集后排至室外雨水管网。
(3)消防电梯井坑排水,车库集水坑排水的排除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内的水位控制器控制,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、消防系统方案设计
高层建筑消防应立足于室内自救,建筑设计中应采用特殊的防火措施,严格执行国家和地方现行的消防与条例,并提交国家消防主管部门论证,灭火剂以水为主,其他灭火剂为辅。高层建筑消防给水系统主要有自动喷水灭火系统、消火栓灭火系统,火灾自动报警系统,另外还包括应急照明,疏散指示,气体灭火,水喷雾。高层建筑消防系统方案设计中应注意以下几个方面的设置:(1)正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水。通常在高层建筑中,在市政供水不能满足消防用水量要求或市政为单路进水时,规范都要求设置消防水池。计算消防水池容积时,应将火灾延续时间内室内各消防用水量之和减去市政进水管的补水量。补水时间可按最长的火灾延续时间计。如果要考虑室外消防用水量或是则还需要补充相应的用水量。当设置生活、消防共用水池时,不能利用建筑物的本体结构做水池池壁以及池底,以防止生活水质污染。对此,《强制性条文》中已经明令禁止。同理,如果高层建筑屋顶设有生活、消防共用水箱,也应满足该要求。从消防水池接入水泵间的引入管应该保证不少于2根,如果在接入泵房前就将引入管汇合为一,对消防水池而言,仅为单路供水,存在供水的安全隐患。同时,从消防水泵接入各消防管网的供水管也应保证两路。(2)消防管网布置成环状。高层建筑中一般要求消火栓系统布置成环状管网,在某些大面积的建筑内,由于各方向均布置了消火栓和消防立管,此时我们可将底层与顶层的消防干管均连成水平环路,立面又形成以立管相连的竖直环路,这种立体管网对消防供水最为安全。可是对于某些条形建筑,设计中我们只要将管网竖向成环即可,不必刻意追求这种立体管网,如果强行将消防干管绕成环路,将人为的使系统复杂化,且无太大意义。(3)消防增压泵的设置。为保证《高层民用建筑设计防火规范》或《自动喷水灭火系统设计规范》要求的最高层消火栓或喷头的静压力值,在高位水箱的水位差不够的情况下,设计中我们一般在高位水箱处设置消防增压泵。首先,增压泵的流量要满足1股水柱或1个喷头的水量;其次,增压泵的扬程不宜过大。由于高位水箱消防水位与顶层消火栓或喷头已有一定的位差,规范要求的静压力值减去这个水位差就是增压泵的最小扬程,所以增压泵的扬程一般只需要几米足以满足要求。如果增压泵扬程选的过大,将导致下层管网承压过高,消火栓出口压力或是各层自喷配水干管入口处压力增大,均需采取减压措施,使消防系统复杂化。但是仅靠增压泵来满足消防静压要求也不合适,因为增压泵的运行由压力传感信号控制向消防系统不断打水以维持压力,水泵需要常年频繁启停,机件容易损坏。故在条件允许的情况下,与建筑协商适当抬高水箱位置,利用高位水箱稳压最为稳妥;建筑条件实在不允许时,设计选择带气压水罐的增压设施亦可。
三、结束语总之,要使高层建筑给排水系统投入使用后能够安全、稳妥、有效的运行,我们要不断优化设计体系,改善传统设计中不合理之处,加强施工管理,提高施工质量,进而完善建筑功能。此外,设计者还应当不断采用先进的科学、技术,不断提升创新能力,开发新型高效的排水系统。为了更好的完善高层建筑给排水系统设计体系,我们需要不断在实践中总结经验,并用创新的思维和全局的眼光去发现不足,进一步探索。
【参考文献】:
[1]唐艳勤;吴大群;浅谈高层建筑给排水系统[J].科技风,2010,(07):167.
关键词:高层建筑;给排水;消防设计
中图分类号:TU998文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)11-0120-02
近些年,在国内土地供应紧张的大型城市如上海、重庆、北京、广州、杭州高层和超高层建筑保持着快速增长的势头,超过24米的公共建筑,或包括10层和10层以上的居住建筑都属于高层建筑。笔者作为一名建筑给排水设计师,根据工程实际设计经验与体会,结合国家规范要求,对高层建筑给排水系统设计的一些特点展开探讨,给水系统设计、排水系统设计、消防系统设计等方面论述了给排水管道设计过程中应注意的问题,以确保给排水系统的良好工况。
一、高层建筑给排水工程概述
高层建筑给排水的特点:高层建筑的建筑标准高。给水排水设备使用人数多,水量大,一旦发生停水或排水管道堵塞事故,影响范围大;竖向分区多;动力设备多;火灾隐患大;高层建筑的排水量大,管道长,管道中压力波动大。
目前,如何合理地设计给排水及消防系统,对高层建筑日常运行的经济性,以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最主要的问题。当前的高层给排水技术总体上日趋成熟,但也存在许多待解决的问题:(1)新型减压、稳压设备的研制与应用;(2)安全可靠经济实用运行管理方便的供水技术的研究与推广应用;(3)低成本高效能新型管道材料的开发与应用;(4)高层建筑消防与自动控制技术;(5)提高排水系统过水能力,稳定排水系统压力的技术措施;为了适应和推动高层建筑的发展,必须不断改进和提高给排水的技术水平。
二、高层建筑给水系统的设计
高层建筑生活给水系统设计中最为关键的是给水方式的选择,它直接关系到生活给水系统的使用质量和工程造价。根据《建筑给排水设计规范》中相关条文,高层民用建筑生活给水系统应竖向分区,且各分区最低卫生器具配水点处静水压力不宜大于0.45MPa;水压大于0.35MPa的入户管,宜设置减压阀。另外应该合理确定给水系统垂直分区,保证给水设备卫生器具的正常使用,避免压力过高,出现不必要的能量浪费。给水器材出水过猛,当启闭这些器材时易产生水击,使管网产生噪声、振动甚至管件破裂,致使卫生洁具给水零件容易破坏。
就目前我国城市给水状况而言,水压一般只能满足建筑五至六层的生活用水要求,对于高层建筑,城市市政给水管网的水压就不能满足高区部分生活用水的要求,绝大多数采用分区给水方式,因此合理划分生活给水系统竖分区,也是生活变频调速供水设备节能的重要因素,分区内层数较多,则会造成变频设备设计流量加大,在用水量较小的情况下,需开启水泵的负荷增加;另外,由于分区内系统压力较高,入户管设置减压阀的层数增加,耗能也相应变大。以笔者的实际经验来看,针对不同的高层建筑,给水方式主要有以下几种:
1.分区串联给水方式。如图1a)所示,各区设置水箱和水泵,各区水泵均设在技术层内,自下区水箱抽水供上区用水。
2.分区并联给水方式。如图1b)所示,每一分区分别设置一套独立的水泵和高位水箱,向各区供水。其水泵一般集中设置在建筑的地下室或底层水泵房内。
3.分区减压给水方式。如图2a)所示为减压水箱减压给水方式,是由设置在底层(或地下室)的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱,然后分送至各分区减压水箱减压后再供下区使用。
4.减压阀减压给水方式。如图2b)所示为减压阀减压给水方式,是由设置在底层(或地下室)的水泵将整幢建筑的用水量提升至屋顶水箱,然后再经各分区减压阀减压后供各区用水。
5.分区无水箱给水方式。如图3所示为分区无水箱给水方式,各分区设置单独的变速水泵供水,未设置水箱,水泵集中设置在建筑物底层的水泵房内,分别向各区管网供水。
工程实例:浙江台州某商住综合楼(建筑面积4.2万m2)地下1层,地上18层,地面上高度56m。该建筑供水高度达60多米,按照常规设计理念和传统的设计手法,上部供水大多采用底部水池、水泵加中间中转水箱、中转水泵(加压)至最高用水点的设计方法。
这种传统设计方法其优点是:(1)各分区供水段压力较小,对管材质量要求较低;(2)各供水区段有一定的水箱调节容积,能保证在输水故障时,有限延时供水时间。
它的缺点是:(1)上区供水受下区供水故障影响,安全度较差;(2)中转水箱、中转水泵需要占用中间楼层面积,且防振、噪声问题也很难解决;(3)中转水箱存在二次污染问题。
经过认真分析比较,大胆采用无水箱给水方式,采用变频给水设备直接供水方式,其优点有以下几点:减少了供水环节,从而提高了供水安全度;减少了二次污染;不占用中间楼层面积,减少了建设成本,提高了业主效益;避免了中转水泵产生振动和噪声从而给放置水泵的附近楼层带来的不利影响。
三、高层建筑排水系统的设计
建筑内部的排水系统直接影响着人们的日常生活和生产,在设计过程中应首先保证排水的通畅和室内良好的居住环境,避免疾病的传染。尤其对于高层建筑的排水立管,因排水量大,建筑高度高,合理地设置排水通气系统和消能装置,对增加立管排水流量,保证排水系统的通畅有着重要的意义。
由于高层建筑卫生洁具排水系统连接管的立管较长,底层排水压力大,易使下层卫生洁具发生排水喷溅;卫生洁具属于间断排水,使排水方向的前行管道系统产生正压,水流下降过程中,后续管道产生负压形成抽吸,均可能使管道系统发生水喷溅和水封水抽吸。一般10层及以上的建筑生活污水立管应设置专用通气体立管,从最高层算起,污水管道每隔六层设置消能装置,每隔三层设结合通气管同主通气立管相连接。
故笔者在该商住综合楼建筑排水系统采取了下列措施:(1)高层建筑的一、二层单独排水;(2)排水管系统加强通气,保持管系内气压平衡,采用专用通气管或新型排水管道系统;(3)排水立管采用乙弯消能措施;(4)污水、废水应分开设置立管排放,以便于废水回收和进行污水处理。采用了生活废水和生活污水分流制,废水系统即中水原水系统;生活污水系统包括卫生间冲厕、洗衣房排水、厨房、餐厅及地下车库排水;厨房餐厅排水及地下车库排水经隔油池处理后排放。
四、高层建筑消火栓系统的设计
建筑物内容消火栓一般包括:消火栓箱、消火栓、水龙带、水枪。对于商住楼中的住宅部分, 消火栓在消防电梯前室设置,并且每一层有两股水柱同时到达室内任何部位的要求。另外,消火栓给水系统中应按照设计要求和规范规定在需减压处设置减压孔板等减压装置,避免消火栓栓口的静水压力过大,引起消火栓拴润的损坏。消火栓栓口的静水压力超过0.8MPa时,采取分区给水系统,大于0.5MPa时,则设置减压孔板等减压装置。该商住综合楼设计室内消火栓消防水量为40L/s,室外消防水量为30L/s,火灾延续3h,室内消防水量由屋顶水箱和消防加压水泵联合供应。屋顶水箱储存18m3消防水量,在水箱间内设有2台稳压管道泵(一用一备)和1个气压水罐用以确保消火栓。在管网安装完毕后,进行强度试验和严密性试验。
五、结语
1.采用变频水泵直接供水的新方法,提高了供水安全度、减少了二次污染、不占用中间楼层面积,减少了管道等其他的配套投资建设成本,节省了大量的资金。
2.在保证室内排水的通畅的前提下,做好中水回用系统的应用,节约水资源,减少水处理成本。
3.消火栓系统的设计必须严格按照规范的要求,满足水量,水压的要求,定期对消防系统进行检验,确保高层建筑的安全。
总之,建筑给排水设计的好坏直接影响到人们的生活质量和生活环境,所以在设计过程中除了满足相关规范要求外,设计者还需要从使用效果上精心考虑,不断总结和完善设计技术,达到设计安全、合理、经济的目的。
参考文献
[1]刘永刚.住宅建筑给排水设计的若干问题探讨[J].山西建筑,2006,32(18).
[2]陈秋植.中区大厦给排水系统的设计[J].给水排水,2002,(1).
关键词:高层住宅;给水;排水;消防
中图分类号:TU823 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)26-0130-02
在当今人们对高层建筑各方面设计提出更高要求的背景下,更应注重给排水系统的科学、合理设计,文章试图从以下几个方面的来探讨高层住宅建筑给排水系统的设计。
1 高层建筑给水系统设计
1.1 给水设计
从目前高层建筑给水方式来看,主要有如下三种:第一,市政管网供给;第二,水池水泵房屋面水箱用水点供给;第三,水池变频供水设备用水点供给。
第一种市政管网供给方式,在投资、安装、维护、节能方面具有很大的优点,但其可靠性、持续性比较差,由于在建筑内部供水贮备设施,一旦市政管网出现停水现象,则建筑内部也会随之出现断水,但由于内部无贮备水量,当外网停水时,将使内部断水。第二种供水方式具有水量贮备环节,因此弥补了第一种供水方式供水可靠性缺点,保证供水的持续性和稳定性,但在其它方面与第一种方式相比,明显处于劣势状态,如安装麻烦、维护不便、投资较大、节能不足等,而且该方式中的水泵在工作时,会产生振动和噪音,对居住者的生活有可能产生一定的影响,同时也有可能带来给水的二次污染,相关设施的增加,造成了整个建筑物荷载的增加,对建筑物本身的安全性、稳定性或多或少会带来一定的影响。第三种给水方式虽说在一定程度上考虑到了第一种方式和第二种方式存在着的明显不足,如供水可靠、维护方便、消耗较少,但由于该方式的应用所需要水泵型号较多,技术要求较高,因此,在投资成本方面会有所偏高。
通过以上分析,可以明显看出,各种供水方式各有有缺点和适用范围,需要结合高层建筑实际情况,选择经济、科学、合理的给水方式。
1.2 减压设计
用水点水压偏高是高层建筑给水设计中经常遇到的问题,超压的出现,不但会给居住者的用水带来诸多不便,还不可能造成洁具配件的损坏,因此,需要注意减压设计,据笔者的归纳总结,主要有以下几种减压设计方式。
①分区设水箱。该减压方式保证了给水的可靠性,但由于需要水箱设备,需要一定的建筑空间,同时对建筑的荷载会产生一定影响。
②设置减压阀。减压阀是减压设计中的常用方式,主要包括以下两种方式:其一,将减压阀装设在立管上。该方式在一定程度上会节约投资,因为所需减压阀数量较少,只需要在立管分区处设一组减压阀即可。但由于减压阀装设在立管上,当减压阀维修时,会对诸多用户的正常供水产生影响,可靠性方面稍微较弱,且此种方式的进户支管在室内贯穿距离较长,面积较大,会给居住者的室内装饰带来诸多的不便。第二,将减压阀装设在用户分支管上。这种方式便于维修,且维修时不会对太多用户的给水产生影响,可靠性与减压阀装设在立管上相比较高,但由于分支管数量较多,从而也增加了减压阀的数量,同时也增加了建设成本。
1.3 水表设置与建设管理
①水表设置。传统的分户水表布置方式即将一个或多个水表装设在每个单元住宅的厨房或卫生间处,但此方式在长期的应用过程中产生了诸多的问题,如抄表会干扰居住者生活,也不利于住户居住的安全性,同时也给抄表人员增加了工作强度,不利于水表的集中管理,甚至有偷水现象出现。这一系列问题促使要不断创新水表设置方式,出户设置水表已经成为了新时期水表设置方式的必然发展趋势。目前,主要有两种出户水表设置方法,即管道井集中设置与地面集中设置,可根据建筑物的实情,在综合比较两种方式的特点基础上,选择经济、合理的水表设置方式。
②水表建设管理。高层及坡地建筑可采用二次加压方式进行水表建设和管理,即供水公司以小区为单位建设总水表,建筑开发商通过蓄水池及水泵房的建设来实施二次加压,供水给住户。而收费和水表管理工作则由小区物业管理来实施。多层建筑可采用一户一表方式对水表进行建设和管理,即由供水公司以建筑为单位统一建设水表,当然收费和管理也由供水公司直接进行。为了更大程度的节约用水,方便水表管理,建议高层建筑采用一户一表的方式对水表进行建设和管理。
2 高层建筑排水系统设计
2.1 下沉式卫生间排水设计
虽说《住宅设计规范》规定,卫生器具排水管不宜进入他户,但在实际的卫生间排水设计过程中,大部分住宅的卫生器具排水管还穿过和楼板进入到了他户,这就难免因为排水管理质量问题漏水而造成邻里关系的不合,甚至是产生矛盾纠纷,影响社区和谐。因此,笔者提出通过下沉式卫生间排水设计来解决这一问题,可作参考:卫生间为下沉地面楼板,而污水横管设于本层下沉板以上的户内。这给排水管理的施工带来了便利,但检修且有所不便。同时,为了避免由于管道漏水而影响下层居住者的生活,要提高卫生间的整体防水施工工艺和施工质量,在暗封卫生间所有管道之前必须按照相关规范实施严格的试压注水试验。在不违背《住宅设计规范》规定,又满足设计功能的前提下,建议卫生间下沉400mm为宜。
2.2 厨房排水设计
笔者认为常规的厨房地漏设置已无太大价值,完全可取消传统厨房的地漏设计。因为厨房少量的污渍直接用除污工具清洗即可,无需进行全部冲洗。而且地漏容易使水封内积存污渍,若长时间没有对厨房进行冲洗,水封内容易向厨房散发出臭气,影响厨房的卫生状况。同时,若设置地漏,建议将洗涤池排水支管直接接到排水立管,从而可以使地漏排水支管无需进入下层建筑。
2.3 通气管的设置
3 室内消火栓系统设计
《建筑设计防火规范》规定,7层以上住宅应在室内装设消火栓系统,但由于空间的限制,这一规定确有难处,使得诸多单元式住宅的消火栓明设于楼梯休息平台。笔者建议为了达到《建筑设计防火规范》规范要求,可只设置不带消火栓箱的DN65和干式消防竖管对室内消火,若按照常规方法安装消火栓,有一道梁正好处于消防箱安装高度,这样就只能明装,不仅不利于休息平台正常功能的发挥,还影响了休息平台的美观,因此,笔者建议可以把栓箱分离暗装于梁的上下部,位置方面要保证能够取到消防设备,或者消火栓只留栓口,不装消防箱、水枪水龙带。
4 工程应用分析
4.1 给水系统设计
4.2 排水系统
4.3 自动喷洒系统设计
4.4 消火栓系统设计
为了满足室内消火栓水泵和喷淋水泵吸水灭火,室外设有1座消防池,为550 m3。当任一水泵进水管管道检修时,另一管仍能供应全部消防水量。为满足栓水泵故障时由消防车加压供水,室外上下两区各设3套防水泵接合器。
5 结 语
给排水设计是一个复杂的过程,涉及到诸多的因素,文章只是结合笔者实际工作经验总结出了相关设计要点,在具体工程实践中,还需要根据工程实际,结合工作经验,参照相关规范,设计出经济合理的给排水方案。