高层建筑给水排水设计方案3篇
（一）
一、关于高层建筑给水系统的设计
1.变频泵无水箱给水方式
变频泵无水箱的给水方式就是采用变频技术取代高位水箱技术，该方式主要是利用变频器改变电压和频率，从而达到调制水压与流量的目的。这种方式是从节能的角度设计的，它的调制功能不仅可以保证供水系统正常运行，还能延长相关设备的使用期限。并且该设备的占地面积极小，既节省空间又方便安装。另外，在使用方面也非常的便捷，采用的是全自化的设计。但是此方式并适用于所有的建筑，其造价比较高，并且对环境的要求很严格，设计者们应该根据工程的实际情况来考虑。笔者曾经的一个设计项目，位于惠州市仲恺高新区，该项目裙楼为6层商场，上部5栋塔楼，还有两层地下室。笔者的设计思路是：在裙楼采用3个生活水池，但由于商业用水的功能不同，在综合考虑各方面的因素影响之后，笔者分别采用了3套变频供水设备，以保证其供水系统的正常运行。
2.减压给水方式
高层建筑的给水问题主要是通过减压的方式来解决的，所谓减压给水方式就是利用水泵将水引到最高层，再利用分区的方式由上到下进行供水，并通过在其中设置相关的减压阀来进行减压。一般来说，消防用水采用比例式减压阀，而可调式的减压阀更适用于生活供水系统。减压给水方式的特点就是投资少、设计简单并且供水比较稳定，但下区水泵的损耗会比较大。
3.高位水箱给水方式
高位水箱给水方式是运用水箱和水泵进行并联或串联等方式进行给水。由离心水泵提供水到水箱，再根据需要从水箱分流到各区，高位水箱主要是起到一个减压、稳压的作用。其主要特点：首先，用水箱储备水以备不时之需，从而保证正常给水；其次，相关设备的利用率较高，使用寿命较长；最后，该方式投资较小，节省了一部分开支。但是其缺点也很明显，水箱占地面积比较大，并且容易受污染。另外，水箱运行时会产生较大的噪音。总而言之，上述各种方法都有自己的优缺点。在实际的设计过程中，我们应该根据工程条件以及需要来选定相应的给水方式。并且上述几种方法可以配合使用。例如，在万科红郡四五期的项目设计中，笔者根据需要采用了综合设计的方法。该项目位于番禺南村南大干线以南，其中A6～A12栋，B1～B4栋为笔者独立设计。A7、A8栋建筑层数为42层，建筑高度超过100m的超高层住宅。给水分区分为3个区，3层及3层以下由市政水直供；4～19层为中区。采用1套变频供水设备，采用支管减压的方式，控制用水点处供水压力不大于0.20MPa，减压阀采用能减静压的可调先导式减压阀。19至天面层为高区，采用1套变频供水设备，采用支管减压的方式，保证每户入户水压不大于0.20MPa。
二、太阳能热水供给系统
现代社会提倡节能环保的用水模式在热水的提供方面，我们都更倾向于采用无污染、低耗能的太阳能热水器，而这一热水供给方式在高层建筑中可以得到更好的利用。例如笔者设计的南宁・五象新区项目，该工程给排水方面设计的最大特点是每栋住宅均设置了太阳能热水系统。每栋天面设有平板式太阳能集热器、贮热水箱、恒温水箱、太阳能循环泵、热水回水泵、空气源热水泵组等。自来水立管供水给贮热水箱，由太阳能循环泵供水给太阳能集热器，加热后水循环至贮热水箱，贮热水箱与恒温水箱连通。在太阳能不能保证恒温水箱水温的情况下，由空气源热泵维持热水水温。
三、关于高层建筑排水系统的设计
排水系统的组成成分除了排水管道外，还有相关的通气管道、抽升设备、卫生器具等等。近年来，我国提倡绿化建设。所以在污水的排放问题上，我们应该更注重污染及回收利用的问题。在排水系统的设置方面，应该将不同性质的污水进行分类处理。例如生活污水或其他较严重的污水应该单独处理排放，雨水或污染程度较轻的污水可以合流处理。在排水管道布置方面，应该遵循距离最短、维修清理方便等原则。在排水管道的敷设方面，管道的设计应该留有一定的变动空间，不宜靠得太紧密，还应该在穿墙、穿楼板时留有后备洞口。另外，采用45°或90°的弯头来连接排水立管和排出管端部。
四、结语
排水系统的设计应该主要从环境污染及回收利用两个方面考虑，在做好基本技术的基础上提倡绿化建设，例如笔者上述举例所说的万科红郡项目。因为该项目为申报绿色节能的三星项目，故该工程给水排水系统的设计充满新意。尤其是再排水系统的设计方面，充分体现了绿色节能的要求。该项目的首层雨水排水采用2套管网，阳台雨水及路面雨水收集后排入市政雨水管网。天面雨水经管网收集后进行过滤、消毒等处理程序后的雨水进行回用，回用水可供给道路浇洒、景观用水、清洗地下车库等。
作者：何辉 单位：广州智海建筑设计有限公司第五设计所
（二）
一、高层建筑给排水竖向分区设计
1.1进行竖向分区设计的必要性研究
高层建筑与多层建筑相比体积更大、高度更高，如果只采用室外供水路线的设计，一定会由于压力不足，而不能使整个建筑中的各个用水环节的供水质量得到充分的满足，所以在高层建筑的供水系统中，都需要进行增压设施的设计，来弥补自然压力的不足。在这样的条件下，如果不采用竖向分区的设计，就会使高层建筑中的底层用水点静水压力过大，就会因此而造成一些弊病，如（1）较低楼层的出水器具的流量过大，在高压作用下，就会形成喷射状的水流，使用户的使用造成不便，并且也会形成极大的浪费。（2）上层的出水器具的流量不足，在物理学的作用下，往往会形成负压抽吸的现象，水的反向流动很容易出现污染的情况。（3）高层建筑的底部管线需要承受极大的水压，因此当水门关闭时会难免发生水锤，在水锤的作用下，形成明显的振动现象并且伴有严重的噪声，问题严重时还会对管线构成严重的破坏。（4）高层建筑的最底层用水设施如阀门等，磨损的情况相对严重，同时在强大的水压作用下，更加容易发生泄露，并且在高压的作用下，也使设备的维修与更换增加了更大的难度。更为严重的是，如果在长期的供水运行中，持续过大的超出供水设备和管线承压界限的压力，就一定会造成供水设施的配件及管路系统的严重损坏，给高层建筑供水造成不阻碍和不可预测的经济损失。因此，基于以上诸多原因的考虑，高层建筑的给排水系统，采用分区的运行方式，是使以上问题得到良好解决的重要手段。
1.2高层建筑给排水竖向分区的方式研究
通过以上的分析已经得出结论，高层建筑的给排水系统设计，必须要采用竖向分区的方式来进行。大体说来，进行高层建筑给排水系统竖向分区要坚持以下一些原则：进行分区设计时，要科学合理进行压力值的选取，如果选取的压力值过高，还是会出现不进行分区供水的一些弊端。而如果选取的分区压力值过低，又会造成由于分区部分过多，使给排水所需要的设备、配件及管线等额外增加。不但会造成经济上的不必要损失，也同时会使高层建筑在今后的使用中，出现维护、维修工作量过大的情况。所以，在进行高层建筑给排水系统的分区时，一定要根据具体的使用要求、材料质量和各个配件的额定工作压力等因素相结合来进行科学合理的压力值的确定。通常来说，我国目前在进行高层建筑给排水系统的分区时，所选取的压力值，都是以各处分区最底部用水点的静水压力低于配件的额定工作压力的标准来进行确定的。在我国2009年颁发的《建筑给水排水设计规范》中有明确的规定，高层建筑给排水系统分区，每部分分区的最底部用水点位置的静水压力必须控制在0.45MPA以下，而如果静水压力超出0.35MPA的用水节点处，必须要进行适当的减压及压力调整设施。在各个分区中，处于最为不利用水点处的水压，必须要达到正常供水压力标准。当采用高位水箱的方式进行供水时明确规定，高位水箱放置位置确定后的最底部，与供水最为不利的用水点位置的供水配件的垂直距离必须要达到或超过此供水不利位置的流出水头同水流流经高位水箱的最底部供水管线与水表的水头损失的总和。在实际的操作中，一般都会把以上运算过程得出的数值叫做该供水分区的最低静水压力值。结合以往的经验可以得出结论，通常高层建筑的供水分区的最低静水压力值大约为0.1MPA。所以，用以上数据做为参考，高层建筑的每一个供水分区顶部入户管线的进管压力值一定要保证在0.1MPA以上，通常生活中的居民用水的最理想水压应该为0.20MPA至0.30MPA之间。因此，当有些用水位置的压力值超过0.35MPA时，就应该适当的进行降压设备的放置，从而，最大程度的避免用水压力过大及过小而造成的用水障碍。
二、高层建筑给排水方式的设计研究
2.1气压罐供水设计
高层建筑气压罐供水系统中，主要包括离心泵和气压罐两个主要部分。在此系统中的气压罐是一种钢材料制造的全封闭的存水容器，当给水操作进行时，在此气压罐内所存储的空气的作用下，产生对贮水量的调整作用，同时在气压的作用下，把此容器内的水压提升至所需的几何高程，从而产生节约水量的效果。采用气压罐供水设计主要有以下一些优势：（1）存留在此密封装置中的水不会受到污染，而容易保持洁净。（2）建设资金的投入较小，有利节约成本。（3）由于不需要进行高位水箱的使用，而使整体荷载降低。（4）方便管理，自动管理容易实行。同时也具有以下一些缺点：（1）此密封容器的存水量通常不大，因此水量调节能力也有所降低，供水可靠性不高。（2）供水压力变化较大，容易形成一定的起伏。（3）单位时间内的水量存贮能力不高，因此导致水泵的运行次数较多，并且经常处于变压状态下运行，使水泵的效能和使用寿命缩短。
2.2减压分区供水设计
此方式的工作原理，是通过对减压水箱及减压阀进行减压处理，由水泵将水供入建筑最顶层的贮水装置，每个分区都进行贮水装置的设计，进行由上一级贮水装置向下一级贮水装置进行供水的动作。或者将减压阀设置在高低两个相邻的分区之间，减压阀门替代了水箱的作用。上区向下区进行送水时，经由主管线的减压阀门，再流入下一层的给水管网。采用此方式进行给水较为可靠，并且整体结构相对简单，减少成本、便于维护。由于不需要在每个供水分区进行水箱的设置，从而使建筑面积可以更加有效的利用。缺点是底部分区的水压损失过大，水泵的能量损失过大。
2.3高位水箱供水设计
在高位水箱给水方式中的主要组成部分为水箱和水泵。同时高位水箱供水方式又可以细分做串联式给水设计、并联式给水设计及减压水箱供水设计和减压阀门供水设计等四种。高位水箱供水设计的主要工作原理为：由设置于建筑顶部的高位水箱负担起存贮水量和对本分区内进行调节压力及用水量的功能。而由安置于单独建筑设施内的水泵进行向此高位水箱的供水。采用高位水箱供水设计有以下一些优势：（1）此设计方案的水压基本能够保持平稳。（2）高位水箱内存贮相对更大的水量，因此可以保证供水的持续性和可靠性。（3）因为高位水箱内可以存贮相对较多的水量，所以水泵可以不作过多次数的运转，大大的提高的运行效率。（4）系统安装简单，不必投入太大的资金。同时也具有以下一些缺点：（1）使高层建筑结构在原有的基础上，增添了一定的复杂性，主体结构建筑投资有一定程度的提高。（2）高位水箱存贮的水，经过过长时间的存贮后，不容易保持卫生。（3）当水泵向水箱进行供水时，管路系统和机电系统容易产生一定程度的振动和噪音。（4）高位水箱的体积较大，会相对增加对建筑面积的过多占用。
三、结论
伴随着社会经济的发展和科学技术的不断进步，高层建筑给排水系统的设备和材料一定会出现多样化的发展方向，技术能力也一定会相对更加完善，并且向程序化发展。但同时也必然会对高层建筑给排水设计工作者提出了更高的要求。作为设计工作者，只有时刻努力进行对新材料新技术的学习和研究，才能更好的适应不断发展变化的市场环境，才能创造出更好的经济利益和社会效益。
作者：陈洪升 单位：台州学院
（三）
一、高层建筑对于给水排水系统的发展需求
进入二十一世纪以来，我国的建筑也随着科技的发展，逐步向功能更完善、设备更齐全、技术更先进、层数目更多等方向发展，这也是当今世界建筑的发展趋势，虽然高层建筑有着诸多现代化优势，但较以往建筑来说，其高度过大、楼层多、振源多、排水量多等方面都导致现代高层建筑需要有更为先进的技术要求。因此随着高层建筑的楼层不断增多，必须也要保证有先进的技术措施，最终确保高层建筑用水及排水功能的良好使用，从而满足现代社会对高层建筑的要求。
二、高层建筑划分
当今国际上对于高层建筑并没有统一明确的划分标准，每个国家根据其不同条件，对各自国家的高层建筑有着自己的划分，我国当前规定十层以上（含十层）的住宅或者建筑高度在二十四米以上的两层以上（含两层）厂房均为高层建筑的范围。高层建筑由于其高度大，楼层多，给建筑的水系统工作带来了一定的工作难度，因此高建筑需要有更加先进的技术，才能保证水系统包括供水以及排水功能的良好运行，从而满足当今高层建筑的功用需求。
三、高层建筑水系统工程的特点
因为高层建筑的层数多、建筑高度高，使用人群多，用水量与排水量也自然较大，这些方面的综合原因对高层建筑给水排水系统的设计上带来了更多挑战，包括工程的设计方面以及其施工和材料的选择等多个方面，总之高层建筑的给水排水工程具有很多特点，因此本文对高层建筑水系统的一些特点，做了如下的分析：由于高层建筑的高等特点，其给水系统要求的静水压力比较大，假若只通过一个区进行供水，那么不但会影响使用，还会导致管道以及其配件的破裂，因此高层建筑给水系统必须采取科学合理地纵向分区，尽量降低静水压力，确保给水系统的安全使用。此外高层建筑的由于电气设备多的原因，容易出现火情，并且蔓延速度快，高层建筑的火灾事故往往会导致大规模的经济损害，并造成严重的人身伤亡，因此高层建筑的必须多个配备热感应灭火系统，这样就会加大给水管道工程的复杂性和难度。高层建筑由于楼层多、空间大等因素，人员势必会比较密集，因此其日常排水量也自然很多，基于这种因素，管道会有着较大的压力波动，所以为了使排水系统的性能稳定，使排水性能得以最优化，可以采取对管道内进行稳压的方式，在排水系统中设立通气管道来调解压力，或者采取最新式单立管的排水系统，另外管道必须采用高机械强度的材料，进行柔性接口。高层建筑有着很高的建筑标准，同一时段用水与排水量较多，因此一旦发生水系统的故障，将会有大范围的影响，只有必须采取科学高效的技术手段，才能保证供水与排水的正常使用。给水与排水管线多，容易产生震动噪音，在进行给水排水方案设计时，必须将隔绝噪音与防震的技术加入其中。
四、高层建筑水系统建设
高层建筑由于其楼层多，高度大，所以需要高压强进行给水，这种给水方式主要包括并联和中联供水式以及通过减压等方式的高位水箱技术，随着科技发展，当今高层建筑已经开始通过泵房中的离心水泵和气压罐共同作用来供给本区的用水，气压罐是通过密闭容器内的空气进行调节压强，从而可以实现将水供给到需要的高度，气压罐供水在高层建筑供水系统中具有以下几个优点：由于气压罐装置，一般无需建立水塔，可以使建筑的负载大幅减小，并节省建筑成本，而且气压罐内的水不容易被污染，更具安全卫生性，除此之外，还利于集中管理，可以进行自动化控制。在高层建筑给水排水的设计方案中，还可以充分利用地下室空间，这样不但可以使造价成本降低，还可以通过地下空间单独构建出消防用储水池和生活用储水池等，可以由此防止对生活用水的污染，分建时要防止消防用储水池占用停车空间等情况，因此只需选取面积较小的空间来建消防用储水池。
五、结束语
高层建筑在今天城市建设中已经越来越普遍，这也是现代城市建设的未来发展趋势。随着高层建筑工程日渐活跃频繁，高层建筑的给水排水工程设计也会越来越广泛，因此将高层建筑的水系统进行完善优化，是当今城建事业发展的大势所趋。高层建筑的水系统设计不仅仅是单纯的理论专业，而是与现实紧密结合的实际操作型理论，要通过理论来指导实际操作，并在实际操作中巩固与完善理论。总而言之，本篇文章阐述的高层建筑给水排水相关方案设计领域，仅仅是较为肤浅的探讨，要想在实践中进一步加强完善相关工作，还需要与更多专业人士在实践操作中不断探索，共同推动高层建筑水系统的基础设施技术完善前进，从而为我国城市化建设提供最大的贡献。
作者：杨俊霞 单位：中冶建工集团有限公司甘肃勘察设计院
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