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摘要：目前，城市化进程加快，超高层建筑越来越多，人们生活水平的提高对高层建筑使用功能的要求越来越高，尤其是给排水方面，而且不仅要满足基本的使用要求，还要实现节能环保目标。对于高层建筑的给排水设计，需要结合实际情况，全面考虑设计与使用中可能存在的问题，并借助高素养人才，提高设计质量，以此为实际的给排水设计工作提供参考借鉴。
关键词：超高层建筑；给排水设计；设计要点
1新时期城市超高层建筑给排水设计存在的问题
1.1给水稳定性不足
给水稳定性不足的问题相对少见，主要受到突发事件、用水量短时波动等不可控因素影响。在材料选取不当的情况下，部分给排水系统管道也可能出现破裂、维护工作压力大等问题，降低给水稳定性。
1.2备用系统设计不完善
备用系统，是指应急供水系统，如建筑内消防系统，往往不可与常规给水系统进行共道设计。而常规给排水系统一旦出现故障，往往出现给水困难、中断或排水不畅的情况。一方面现代都市内土地使用情况较为紧张，无法为所有建筑提供两套给排水系统；另一方面，给排水系统的修护开支较大，在非必要情况下各地往往不会设计两套工作系统，这也加剧了给排水系统设计上的问题。
2城市超高层建筑给排水的设计要点
2.1消除排水系统势能
可以采取有效消能措施，降低水流速度，防止管系受到太大的水流冲击。经试验可知，在立管上按照一定间隔设置“乙”字形弯能减少近一半的水流速度，实际工程中通常从顶层开始按照6层楼的间隔安装效能装置。另外一个能避免管系被破坏的措施为加装通气立管，使立管和大气直接相同，使管系内正压通过通气立管释放，并补给空气消除负压，确保立管中的气压和大气压力尽可能接近，保证立管中的空气保持流通，不断排除有害气体，为水封提高安全保护，经试验可知，采用通气立管的方法，能提高至少一倍排水功能。上述措施的应用都能消除由于建筑高度较大在排水系统中产生的势能，从而使排水系统稳定、安全、高效运行。在排水立管中，水流并非连续的，而是断续和不均匀的，并携带空气。立管中的水流在管道中下落的过程里，实际上是水和空气的混合流，水流量很不稳定。对管系有较大影响，容易造成破坏的是柱塞流。若立管中水流处于柱塞流状态，同时气流无法破环水塞，则将形成一定的有压冲击流，其运动前端是比大气压大的正压，而后端是比大气压小的负压，伴随水塞不断下落，立管气压剧烈变化，会产生正压喷溅或者是负压抽吸的现象，严重影响水封层自身稳定性，最终使排水系统无法正常运行。为了使排水管系的运行安全可靠，首先要避免水流在立管中产生柱塞流。为此，要通过严格的计算，对立管设计流量进行控制。
2.2选择适宜的供水方式
首先，在超高层建筑中，会按照一定楼层数进行设备层的布置，对此可在这一层中设置水箱，将两个设备层之间的楼层作为一个分区，设置一组变频泵进行加压供水，同时各分区通过减压阀的设置再分成两个小的分区，上部设备层水箱通过工频泵转输来自下部设备层水箱的水[1]。假如某超高层建筑共设3个设备层，则只需在首个设备层与第三个设备层（从下往上计数）安装水箱，能减少大量占地面积。另外，采用以上系统，设备和管材的承压是首层与第三层设备层（从下往上计数）总高度的一半，通常在2MPa以内，现有的设备与技术在这种压力条件下可保证安全。对酒店而言，因它对压力稳定性有着极高的要求，所以为防止采用变频加压供水方式后用水忽热忽冷等问题，应采用重力供水的方式。
但重力供水存在屋顶水箱容易产生二次污染等实际问题，所以酒店应加强物业管理，并设置两个以上的水箱，进行定期冲洗，同时酒店要24h供水，储水能实现及时更新，防止二次污染问题的发生。另外，酒店用水有很大的变化，若采用变频供水方式，则水泵的配置难以和用水曲线保持吻合，所以水泵无法始终在高效区进行运行，导致效率降低，造成水资源浪费[2]。由此可见，对酒店高层建筑而言，宜采用重力供水的方式。
2.3做好雨水系统的设计
由于超高层建筑的高度很大，传统雨水斗主要采用重力流，未对排水压力予以考虑。所以在管材的优选过程中，应充分考虑因建筑高度较大产生的静压力，对于雨水管材，需在普通金属管道压力范围内选择金属管道。对于承压相对较高的部位，可设置无缝钢管。虽然在屋面采用纯重力流方式进行排水较为经济安全，但其雨水斗研制现在还处在初级阶段，无成型产品，依然按照传统的雨水斗系统进行设计[3]。另外，室内雨水所进入的首个检查井，建议采用消能井，否则会因为排出管压力较大而产生喷溅。在超高层建筑中，雨水系统的雨篷同样至关重要。它的面积虽然较小，重现期通常为5年，但它可以截留的总面积，远远超过自身面积，甚至大于屋面面积，所以它的实际排水量要比屋面大很多。虽然雨篷面积通常不大，但是有很多的立管与雨水斗。而且对建筑专业而言，雨篷是门面所在，所以建筑专业会对其立管及雨水斗等的布置提出很多要求，但雨篷的下面就是进出口，如果设计不安全，后果将不堪设想[4]。基于此，在对这一部分进行设计的过程中，必须妥善处理，在保证可靠性与安全性的基础上，再考虑其它方面的因素。
2.4水泵接合器的应用
正确安全水泵接合器是充分发挥其应有功能的关键，因此，在安装水泵接合器的过程中，需要注意下列几点要求：①水泵接合器具体安装位置与安装形式都要满足工程的设计要求，在确定安装位置与形式时，应进行综合分析；②在与水泵接合器相距15~40m的范围内，必须进行室外消火栓的设置，或这个范围内有消防水池；③墙壁式水泵接合器，是指安装在建筑外墙表面的水泵接合器，这一类水泵接合器需要和建筑的门窗及孔洞之间有适当间距，通常情况下这一间距应达到1m及以上；④对于地上式和地下式水泵接合器，需要设置明显的标志，尤其是地下式水泵接合器，要在地面上的适当位置设置永久性标志；⑤当水泵接合器和建筑外部管网相连时，应同时设置放水阀、单向阀及溢流阀，以此实现对水流的有效控制，使系统中的水流保持通常。通常消防水泵都为一用一备或两用一备，其中备用泵采用电力泵，两台水泵在同一时间产生故障的几率很小，一般只有供电发生问题才会同时无法投入运行，所以应采用柴油泵来作为备用，防止在电力发生故障时导致加压泵无法运行[5]。另外，柴油泵维护比电力泵简单得多，只需要对燃料是否足够和运行情况是否正常进行检查即可。目前常用的水泵接合器主要有三种，分别为地上式、地下式与墙壁式，具体要根据建筑实际情况，并综合考虑不同类型的水泵接合器具有的特点及适用条件来选择。
结束语
综上所述，在超高层建筑设计中，给排水设计是一项很重要内容，对超高层建筑的使用有很大影响。在实际的设计工作中，需要注意供水方式选择、消除排水系统势能、雨水系统和水泵接合器等要点问题，采取合理有效的措施方法，保证设计质量。
参考文献：
[1]李振鹏.超高层建筑的给排水设计要点研究[J].住宅与房地产，2019（25）：77.
[2]应慕沁.江苏省某高层建筑给排水及消防水系统设计实例分析[J].工程与建设，2019，33（03）：367-372.
[3]张亮.成都某超高层建筑给排水与消防设计要点探讨[J].给水排水，2019，55（01）：77-80.
[4]汤振勇.超高层建筑给排水设计中的节能与节材研究[J].建筑技术开发，2017，44（20）：28-29.
[5]高丹丹.BIM技术在建筑给水排水设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2017（15）：103.