摘要：最近几十年我国的建筑行业得到了快速的发展，建设项目投资逐年提高，高层建筑和超高层建筑也逐渐增多。作为超高层建筑设计中的重要组成部分，给排水设计相比于低层建筑，其设计更加复杂，技术难度和范围以及精确性都相对增加，使得设计师在对超高层建筑给排水设计时的要求更加严格。鉴于此，本文就结合笔者相关工作经验，对超高层建筑给排水设计要点展开简要的阐述。
关键词：超高层建筑；给排水；设计要点
一、超高层建筑给排水系统的特点
一般来讲，超高层建筑由于层数多，高度高，在进行给排水设计时有以下特点：
(1) 对给水系统的静压要求大，并且对管道的配件等要求很高。超高层建筑的给水管道要使用高质量的配件，并且应加设中间和屋顶水箱在给水系统合理的纵向分区，以保证系统的安全稳定运行。在选择管道类型时，要注意管材、管件、附件等的压力等级满足工作压力的要求，否则容易造成管道渗漏或爆裂的现象。
(2) 超高层建筑高度高、功能多、结构复杂、火灾危险性明显高于其它建筑，对消防系统要求更为严格。因此需要设置安全可靠的消防给水系统，包括室内消火栓系统、自动喷水灭火系统等水灭火系统。由于建筑高度决定了水灭火系统的压力可能过高，需要合理设置转输、减压、消能等手段，确保既能满足规范要求，又能保证系统的安全运行。
(3) 给排水管道需要有一定的防震性和隔噪音性。由于超高层建筑对防震和防噪的要求很高，并且室内的管道类型也较多( 如电线线路管道、天然气管道等) ，因此，为保证管道不漏水和建筑结构的完整性，在对超高层建筑给排水设计时需要充分考虑防噪、防震、防沉降、防压力过大等问题，进而确保给排水系统的安全稳定性。
二、超高层建筑给排水施工的重难点
超高层建筑给排水设计中，还应充分考虑施工的特点，在设计中采取一些预防措施，避免不合理的施工方法和返工的发生。
（1）标准层部分
从整个建筑结构来看，标准层和转换层都需要用大量的梁和柱子作为支撑，其结构非常复杂，这无疑增加了管道铺设的难度，为了获得较大的使用层高，可能导致排水管道安装的不合理，极易引发排水管道漏水和堵塞等问题。要避免或消除类似问题，就要加强与其它专业配合，合理安排管线的平面和竖向布置，对一些典型断面需要做管线综合设计。
（2）土建施工阶段
钢筋混泥土是超高层建筑的主要原材料，因此，钢筋混泥土工程就成为超高层建筑土建施工中最为重要的工程。 排水管件的预埋通常被工程单位忽视，漏埋、漏留和预埋、预留问题时有发生。由于超高层建筑的层数较多，热水系统和给水系统会受到较大的静水压力，极易损坏配件和管道。要解决这个问题就要优化系统，根据实际情况合理增加减压设备或在建筑的中间和屋顶设立水箱，以保证系统能够正常运行。
（3）地下室部分
超高层建筑的地下室安装了较多的重要设备，导致地下室的管线众多，如果不能合理规划这些管线，就容易引发一系列的问题，将大大削弱设备的功能。 在防震和防噪声方面，高层建筑也有十分严格的要求，但由于地下室的设备和管道过多，导致防震和防噪声作用不能充分发挥。 因此，对超高层建筑中的防震、防噪声和防压等问题一定要慎重处理。
三、超高层建筑给排水设计要点分析
（1）给水设计要点
首先，由于超高层建筑，如公寓、办公等，其分户单元过多，应将水表设计在便于读数的位置，如每层设置在足够大的集中管井内； 如果使用的水表是 IC 卡水表或者远传水表，则没有特殊要求，只要满足在各个用户总进水口处即可。输水线管的设计应当将其置于水管层底部，避免室内装修等破坏管线，造成漏水等问题； 同时，输水管线选用的材料应该具有较大的刚度，以免使用重发生外曲变形等问题。其次，在给水立管的顶部，需要设计自动排气设施，将水流中逸出到管道顶端的空气排泄出来，以免形成气阻，影响给水系统的正常给水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第三，做好设计压力的设计，避免过大的静水压力造成管道破裂，一般来说，在压力控制的范围内，可以通过减压阀来将竖向输水管分成多个区域，保证给水系统的安全。
（2）排水设计要点
1、污水系统
超高层建筑内部的污水立管，排水量大，垂直高差引起的水流冲击势能对低层卫生器具的水封造成一定的破坏，为保证排水系统通畅且不受破坏，污水通气系统和消能装置的合理设置很关键。排水系统的通畅程度主要取决于排水立管中的水流流态变化，而柱塞流是破坏排水管道的主要原因。超高层工程设计中一般采用消能设施和专用通气管系统两种方式，防止立管中柱塞流的形成。消能设施一般自顶层起每隔 6 层设置一套。设置专用排水通气立管可维持管内的气压接近大气压力，使管内空气流通，有害气体及时排除，有效保护卫生器具的水封。同时，单层卫生间设有6 个及6 个以上大便器，卫生洁具排水连至一根排水立管时，须设置环形通气管。对于超高层建筑，最下部的分区底层排水无法满足《建水规范》第 4． 3． 12 条中对最小垂直距离要求。解决方案一: 采取底层排水单独排出室外，由于底部单独排水，不设置通气管，因此需要核算排水横支管的排水能力； 方案二: 为减少穿墙洞口，将底部排水横支管连至排水横干管上，但需距离排水立管底部1．5 m 以上。其次，设置专用通气管时，应尽量每层都设置结合通气管，使排水管道更加通畅。超高层建筑污水管道的管材选择也十分重要。室内重力污水管通常采用机械铸铁管，地下室压力排水管采用焊接钢管，焊接。
2、雨水系统
《建水规范》第4．9．5 条、第4．9．9 条，规定了重要公共建筑、超高层建筑的雨水排水工程与溢流设施的总排水能。超高层建筑雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于其 50 年重现期的雨水量，显然屋面溢流口不能实现，因此设计过程中屋面雨水量按50 年重现期设计，按100 年重现期校核。一般雨篷雨水的设计重现期按5 年计算，汇水面积计算按照雨篷所截留的上方侧墙的面积( 面积取值折减一半) 远大于雨篷的面积，因此，雨篷的雨水排水量远比屋面的排水量大。雨水立管在避难层内设置消能装置或者在避难层内转换。雨水斗尽量选用虹吸式雨水斗，在雨量较大时能及时排除屋面雨水。现阶段虹吸雨水斗的管路设计能同时满足正负压要求，能保证通过超高层建筑全程管路满水实验检验验收，避免负压失控确保系统正常运行。雨水管材一般采用承压较高的无缝钢管。另外雨水斗、立管的设置应考虑建筑外立面及人员出入安全等限制因素，在配合此部分的设计时要妥善处理。
（3）消防系统设计要点
就消火栓系统而言，大部分超高层建筑的消火栓系统都是通过临时高压给水系统进行供水，依照相关规定，消火栓栓口应该保持 1．0 MPa 以下的静水压力，对于栓口静水压力超过1.0MPa 的，需要进行分区。进行分区可以使用减压阀、水泵或是减压水箱进行。直接采用水泵进行分区，就是在不同的消防系统区域设置独立的消防泵，然后将各个区域的消防泵并联起来，构成完整的并联系统。就自动喷水灭火系统而言，报警阀处的工作压力大于1.6MPa或喷头处的工作压力大于1.2MPa时，需要采取分区供水方式。在设计喷水灭火系统时，需要按照报警阀所覆盖的楼层进行分区，并且尽可能使消火栓系统、生活给水系统和分区相配合，以免出现横管太过分散的情况。不仅如此，对喷头数量也应该进行适当控制，对湿式系统最好确保单个报警阀所控制的喷头数量在 800 个以下，而对干式系统最好确保单个报警阀所控制的喷头数量在500 个以下。此外，还需喷头最低位置和最高位置之间的高差进行控制，使其保持在50 m 以内。
四、结语
综上所述，超高层建筑给排水是一个相对复杂的系统，对超高层建筑质量、功能等有着较大的影响。因此，施工企业一定要严格按照图纸施工，保障建筑给排水工程的施工质量和建筑物的使用功能，在满足给水排水设计安全性、可靠性的前提下不断创新。
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论文作者:陈界
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
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