吕荣庆 章明友
中建八局第二建设有限公司设计研究院 山东省济南市 250000
摘要：近年来，由于城市用地日益紧张，土地资源已很难满足人们生产生活需要，高层建筑的兴建将成为必然趋势。因此，对高层建筑给排水系统的设计要求也越来越高。本文详细分析了高层建筑给排水控制系统的设计。
关键词：高层建筑；给排水系统；设计
随着经济发展速度的加快，我国建筑行业的发展速度不断加快，高层建筑已成为现代城市发展中的主要建筑形式。高层建筑不仅层数多，而且设备和功能更完善。给排水系统作为高层建筑使用功能得以实现的不可或缺的重要部分，需针对高层建筑特点加强其给排水设计，确保给排水系统能具有较好的工况，更好的满足高层建筑各项功能要求。
一、高层建筑给排水系统概述
在我国建筑行业标准中，净高高于一百米的建筑即可称为超高层建筑，高层建筑往往是各类功能的综合体，其主要特点包括：建筑往往承载着较复杂多样化的功能；通常建筑内部含有写字楼办公、宾馆住宿、商场饭店、娱乐休闲场所等，可见高层建筑在功能上和结构上是综合体，所以对此类建筑的给排水系统进行设计，需兼顾各方面。在高层建筑中，其静水所导致的压力往往远高于普通建筑，在设计中如普通建筑一样进行单区水供给，一方面对用户的使用造成影响，另一方面对管道和配件等装置也造成较大压力，减少其使用寿命，所以在具体供水方式选择上，应在精确计算基础上为之设置分区，从而减少系统水压，使系统维持正常的可靠性和使用寿命。但由于住户多，因此也面临着较大的排水量，以及较长的各类管道，这就容易导致在管道中存在着难以预测的压力。所以在给排水系统的设计中，应充分重视排水系统能力的提升，并尽量使管道压力保持稳定性，使管道水封维持一定的可靠度。
二、高层建筑给水系统
1、给水方式。在我国高层建筑给排水系统中，高位水箱供水方式有并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式，其中减压水箱给水方式是较常用的方式，具有维护管理简单、设备费用低等优点。
减压水箱给水方式是分区设置水箱，水泵统一加压，利用水箱减压，上区供下区用水。这种方式虽然便于管理，但由于最高层的水箱水量多，建筑结构荷载增大，容易产生故障。若无减压水层分区出现故障，则位于之下的下层分区都将不能正常用水。
2、给水设备。高层建筑常用的有高位水箱、气压罐和变频泵无水箱三个给水设备，正确选择高层建筑供水方式，采用最科学合理的供水设备，选用技术先进、供水安全及经济合理的供水设备，是高层建筑给排水系统设计的关键。
3、给水系统
1)给水模式。高层建筑的给水模式大致分为两个系列：并联、串联系列。其中，串联给水方式是指分区设置水箱和水泵，水泵分散布置，从下区水箱抽水供上区用水，并依次类推。这种给水方式提高了工作效率，消耗的能量少并且使用的管道短，节约了投资成本。但这种方式也有其缺点，一旦下层发生故障则其上面的所有楼层均不能正常用水，而且在维修上有一定难度，而且建筑下层水箱需水量大，增加了结构负荷。而并联给水方式水泵集中布置便于管理，出现故障后维修工作相对较容易，而且一个地方出现故障不会影响整体用水情况，但其给水管道的装置较复杂，对一小部分的用户会有一定影响，不过总体来讲并联给水系统较灵活。
2)减压系统设计。减压阀是高层建筑给排水系统中必不可少的装置。由于其本身属于机械设备，所以也存在着故障风险。在实际情况设计时，可考虑布置水箱、水泵等方式控制减压阀的数量。以某金融大楼为例，引入串并联结合的方式，大部分装置为水箱＋水泵，一些观光建筑需设置的变频器除外。
三、高层建筑排水系统
高层建筑排水系统可分单、双立管排水系统。单立管排水系统根据其排水方式不同，又可分为苏维托单立管排水系统、旋流式单立管排水系统及吸气阀单立管排水系统。
1、单立管排水系统
1)苏维托单立管排水系统。它是单立管的一种，能使气水混合或分离，从而代替其它管件。其核心部件混流器设置在每层立管与按管的连接处，为了使立管流出的污水与空气混合，使管内的液体与气流的速度受限制。而另一核心部件跑气器作用机理是使气体从污水中分离出来，以避免立管底部产生过大压力。
2)旋流式单立管排水系统。其组成部分为楼层间的排水横支管、立管的旋流配件及立管底部排水弯头。作用机理是立管内壁形成水膜流，与外界空气相通形成管心气流，从而具有良好的排水能力。
3)吸气阀单立管排水系统。其作用机理是在立管顶部安装吸气阀，缓解水塞前后形成的压力，改善污水不能排除的问题。吸气阀的设置，对立管的排水与通气能力起关键性作用，是衡量高层建筑排水功能是否完善的决定性因素。
2、双立管排水系统。由于高层建筑的排水立管较长，且排水情况较复杂，导致排水立管的气压变化不稳定，所以为了改善排水立管的气压波动不稳，设立双排立管，以保证排水系统的通畅。
四、高层建筑给排水系统设计
随着社会的进步及人们对生活、办公、娱乐等场所的高要求，高层建筑的给排水系统必须不断更新设计，并加入新的技术才能适应社会发展，满足人们高要求。因此高层建筑给排水系统的研究与设计刻不容缓。
本文以某超高层金融大楼为例，分析其给排水系统的设计。该建筑包括商场、办公楼、公寓、观光及设备层等。总建筑面积为204700m2，楼层78层，地下6层，地上建筑72层，建筑高度339m。其中地下2层至6层是项目地下停车库，地下1层至地上6层是国际名品购物中心，地上7层至8层为私人会所与会议中心，地上9层至70层为写字楼，地上71层至72层为设备层。30～50层为高区，分为办公室与居民住房两部分。办公室与居民住房给予分别供水。
1、给水系统的设计。由于受节能理念的影响，该建筑的供水压力为0.45兆帕。因此，在该建筑的地下6层至地上8层选择市政供水；10层以上则通过使用变频器来实现供水。由于该建筑物属于超高层建筑，因此10层至35层选择低区变频器供水，36层至72层选用高区变频器。经统计，该建筑物共有酒店客房200间，行政套房30个，酒店公寓130间，每日平均耗水量340m3。因此要设计135m3的储水池作为独立存在的部分。
2、排水系统的设计
1)节能与安全。在实际设计中，为了排水的节能和安全，通常对集水井进行优化改造。若只是简单地把集水井设在电梯附近，则会使电梯承台高度降低，增加设计预算费用。该金融大楼在排水设计时，在板块横向接缝处设计多功能插芯，水通过单元板的横框插芯，流至横框的排水孔处，实现逐层排水。为了保证排水系统的安全，可对集水井进行优化，使其排水管设置在潜水泵下面，与车库专用的积水井合并。
2)废水立管的分设。依据《建筑给排水设计规范》对高层建筑给排水系统的设计要求，住户的洗手间与厨房立管应分别设立。而该金融高层建筑中，这些分设的排水管延伸至转换层时合二为一。一般的工程设计做法是采用在住户底部管道增加独立排水管和设置伸顶通气装置，由于其外立面管道增多，导致室内空间被占用，使其美观度下降，且工程成本费用增多。为了解决这些问题，通常是在厨房排水管上布置回阀，为了检修方便，将其设计在橱柜内。
3)污水网的设置。在本金融大楼建筑中，生活污水和废水进行集中处理。生活污水是通过化粪池进入市政的污水网中；其它废水经隔油池的标准化处理后，进入市政污水网；地面以下的废水则压迫设置专用水泵，使其进入污水管网。
参考文献：
[1]王苏珍.浅析高层建筑给排水控制系统的设计[J].建筑工程技术与设计，2015(12).
[2]徐蕾蕾.高层建筑给排水控制系统的研究与设计[J].科技创新与应用，2015(09).