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摘要:现代建筑排水设计发展已相当完善，但小高层建筑具有的功能复杂、用水要求高、排水量大等特点,使得小高层建筑对给水排水工程的设计提出了一定的要求，须采取相应的技术措施，才能确保给排水系统的良好工况，满足各类小高层建筑的功能要求。本文以多年工作经验为基础,具体分析了某小高层建筑的给排水系统设计。
关键词:小高层建筑;给排水; 消防系统;设计
一、工程案例
某小高层建筑为10-15楼层。其地下1层为车库以及设备用房；1、2层为会所、商场等；3层为管道转换层；4层以上为标准层住宅，建筑高度为48.50m。
二、给水系统
由于无负压给水一旦自来水管网停水或者出现问题,则有可能造成没有储备水。根据本地实际情况,故采用变频调速供水,控制方式较为简单,可根据泵后压力的变化来确定水泵的转速和多水泵时启泵台数的调配,可以做到无级调速,不论水箱进水浮球阀开闭的大小如何,均可有效供水,这样就增加了供水的可靠性。
市政供水压力为3.2MPa,为了充分利用市政水压,地下1层~地上3层采用市政压力直接供水;4层以上采用变频设备供水。
考虑到四层及以上楼层给水系统无调节水箱，故加压泵按用水秒流量选型。水泵运行时，在变频调速的同时有多种流量组合以适应不同用水量的变化，选用三台主泵、两台小泵配一小型气压罐。三台主泵二用(其中一台恒速，一台变速)一备，变频调速装置可以在几台主泵之间互相切换。夜间小流量时启动小泵与气压罐共同供应生活用水，以节省供水能耗
为使住宅给水系统竖向分区的水压分布均匀，在四层及以上楼层给水分区的四-六层水表前的横支管上，设置新型的可调节式减压阀，把给水压力控制在设定的范围内，避免部分楼层的超压现象，保证给水系统的正常运行和使用
三、排水系统
本工程污、废水采用合流制,室内污、废水经化粪池处理后排入市政污水管网;二层餐饮场所的废水经隔油池处理后排入室外污水管网;地下室废水采用潜水泵提升至室外污水管网。
1．优化集水井的设计。一般来说,消防电梯旁边要设一个独立的消防集水井,本工程地下室没有人防工程,如果在消防电梯旁设集水井,结构上必然要降低电梯筒的大承台,那样会增加一定的造价,笔者想将该井移到车库内与车库集水井共用。虽然电梯前室与周围的车库同属一个大防火分区,但由于电梯前室与车库连通的门为甲级防火门,为了不因为管道的连通而破坏两区域的防火安全性,也就是当车库的汽油发生火灾时经管道传入电梯筒,故此笔者将消防电梯底坑至集水井的排水管伸到集水井的潜水泵吸水高度以下,也就是水面以下,并在短立管的顶端设管堵以便清扫。
2．卫生间与厨房分设废水立管的问题。《住宅建筑规范》(以下简称《住规》) 中第8.2.7条规定,住宅厨房和卫生间的排水立管应分别设置。但笔者发现普遍的做法是立管一到转换层后,两种管道就合并了。笔者认为,在没有中水回用的项目中,大可不必受此限制。因为分设立管的目的是为了防止卫生间大流量的坐便器冲水时破坏厨房间洗菜池水封,而使卫生间排水管道内的污浊有害气体串至厨房内。那么,当卫生间内设有专用通气管时,再就近把厨房间排水管接入卫生间内的排水立管 ,就不可能发生因水封破坏而相互串气现象。尤其对与高层住宅顶部的空中别墅,一般厨房间与下部标准层厨房间不再同一个位置,大可不必为该厨房间而专设一根立管从28层一直立到一层再接出室外,可就近把该层厨房间排水管接入卫生间内的排水立管。
3.底部横支管与立管连接的问题。通常的做法就是:
(1)底部两层增设单独的排水立管,并设伸顶通气,或者增大立管管徑不设伸顶通气。这种做法的缺点是立管增加造成不美观并且增加造价或占用更多的室内空间。
(2)在底部厨房的排水支管上增设排水止回阀,该支管设于厨柜内方便检修。而底部阳台洗衣机的排水地漏则选用塑料无水封磁性翻斗式地漏。上面所采用的两种新型排水配件均具有防倒灌及防臭气的功能。同样,在不设洗衣机的阳台也全部采用塑料无水封磁性翻斗式地漏,可避免因为普通地漏水封干涸而造成臭气溢出,因此,设洗衣机的阳台排水都要接入市政污水管网。
(3)《住规》第8.2.7条的条文说明规定,靠近与卧室相邻的内墙时,应采用消声措施的管材。据笔者所知,目前用得较多的室内塑料排水管材有4种:硬聚氯乙烯直壁排水管、硬聚氯乙烯内螺旋管、中空壁消声硬聚氯乙烯管、中空壁消声硬聚氯乙烯螺旋管。第1种用得最多,不用多介绍;第2种的优点是流量比直壁管大,并有一定的降噪效果。比如,可用作十几层建筑的污水立管时,不设专用通气管;第3种是用作只要求降低管道噪声的排水管,效果较第2种好;第4种是用在既要降低噪声,又要增大流量的场所。根据以上各管材的特点,本工程室内靠近卧室的污废水立管采用中空壁消声硬聚氯乙烯管。
四、消防系统
本工程设有消火栓系统、自动喷水系统、气体自动灭火系统及手提式灭火器。用水量标准:室内消火栓为10L/s ,火灾延续时间2h;室外消防用水量为15L/ s,火灾延续时间2h;自动喷淋系统为27L/s,火灾延续时间为1h。
1．消火栓系统
消火栓系统基本流程为：消防专用贮水池→消防泵→总分配管和环状干管→各栋塔楼的消防环状管网。
每幢建筑的消防给水系栓栓口静水压不大于0.8MPa。管道在负一层、三层设备层和天面均连成环状。消防泵(一用一备)的输水管在水泵房外形成环状，分别与管网相连，其开启由消防箱上的碎玻璃按钮或消防中心控制，以此来保证在火警时能使任何一个消火栓有足够的水压和水量。当消火栓栓口出水压力超过0.5MPa时，设置不锈钢孔板减压。
消火栓的布置应确保同层相邻两个消火栓水枪的水柱能同时到达室内任何部位。消火栓箱采用铝合金箱，箱内配置：碎玻璃按钮一个；警报器一个；指示灯一个； DN65mm消火栓一个；麻质衬胶水带一条，L=25m；φ19mm×65mm直流铝合金水枪一支；同时还配有供内部人员扑救初期火灾的自救式小口径(内径φ19mm)胶管圈盘一套，喷嘴口径为φ8 mm，胶管长25米。箱体尺寸（mm）L×W×H=1100×650×240。
在首层消防通道附近设有两套消防水泵接合器，以便消防车利用室外消火栓取水直接救援。
2．自动喷水灭火系统
系统由室外小区低区喷淋加压给水管网供水。按照《自动喷水灭火系统设计规范》的规定，本工程火灾危险等级属于中危险级，喷淋系统的用水量为27L/s。在裙楼卫生院、商场、会所、地下车库以及住宅层的走道、前室等均设自动喷水灭火设备。系统采用玻璃球喷头，除厨房喷头动作温度为93℃外，其余部位喷头动作温度为68℃，每个喷头保护面积不大于12.5m2。在裙楼自动扶梯周围的防火卷帘处设加密闭式喷头，其间距为2.0m。
根据建筑高度和每个报警阀控制的喷头数不超过800个以及系统管网内的工作压力不大于1.2 MPa的原则进行垂直和水平分区。地下车库分为三个区：首层分为两个区；二层分为两个区。每区各设置一组报警阀。
系统设置两台喷淋主泵，一用一备，其开启由湿式报警阀上的压力开关控制或消防中心控制，1h后自动停泵。平时管网由全自动气压供水稳压设备补压，以保证系统最不利喷头的水压不小于0.10MPa。
3．自动气体灭火系统改为采用无管网悬挂式储压超细干粉灭火系统
按2007年公安部的《关于贯彻公共安全行业标准加强消防监督有关问题的通知》中规定,高层民用建筑中火灾危险性大、发生火灾后对生产和生活产生严重影响的配电室等属于“特殊重要设备室”,应设气体灭火系统。本工程由于配电房较为分散,而且各房间的容积都不符合《气体灭火系统设计规范》内的面积和容积的规定,经技术经济比较采用无管网悬挂式储压超细干粉灭火系统,该装置为无管道系统,相对简单,也不用另外设气体瓶罐间,仅象一只只吊灯悬挂于顶部,技术先进,经济合理,并便于施工和维修。该系统可由感温元件温控启动;热引发启动;电引发启动。是小高层建筑内变配电间气体灭火系统较好的替代系统。
4．手提灭火器配置
地下一层发电机房采用全淹没CO2灭火系统，灭火剂设计浓度为58%。地下车库、发电机房、变配电房、商场、电梯机房等处设置移动式灭火设备，按中危险级A类火灾设计
小结
1．该工程采用变频调速供水设备，既节约能源又防止二次污染。取消了屋顶水箱，减少结构荷载，节省投资。
2．每层设集中水表间，使检修维护方便，抄表计费集中，节省时间。
3．采用新型给水管材。住宅厨房、卫生间冷热水管使用铝塑复合管，铝塑复合管防腐蚀、耐高温、运输和施工方便，是替代传统镀锌钢管的良好给水管材。
4．为使住宅给水系统竖向分区的水压分布均匀，在给水分区的最低三层横支管上设置新型的可调节式减压阀，把水压控制在设定的范围内，避免部分楼层的超压现象，保证系统的正常运行和使用。
5．在消防给水系统中，消火栓系统在泵房形成环状，保证了系统供水的安全性和可靠性。自动喷淋系统根据喷头数量和功能分区，采用不同的报警阀控制，方便物业管理。
参考文献：
[1]袁文蔚.高层住宅给排水及消防系统的设计[J].安徽建筑工业学院学报:自然科学版,2004,(4).
[2]尹纲领.高层建筑给排水设计应注意的几个问题[J].山东建筑工程学院学报,1996(3).
[3]张先义.浅谈高层建筑给排水设计[J].中外建筑,2001(6).
[4]宋纪元.略论高层建筑给排水工程设计[J].工程建设与设计,1994(1).
关键词:小高层建筑;给排水; 消防系统;设计
一、工程案例
某小高层建筑为10-15楼层。其地下1层为车库以及设备用房；1、2层为会所、商场等；3层为管道转换层；4层以上为标准层住宅，建筑高度为48.50m。
二、给水系统
由于无负压给水一旦自来水管网停水或者出现问题,则有可能造成没有储备水。根据本地实际情况,故采用变频调速供水,控制方式较为简单,可根据泵后压力的变化来确定水泵的转速和多水泵时启泵台数的调配,可以做到无级调速,不论水箱进水浮球阀开闭的大小如何,均可有效供水,这样就增加了供水的可靠性。
市政供水压力为3.2MPa,为了充分利用市政水压,地下1层~地上3层采用市政压力直接供水;4层以上采用变频设备供水。
考虑到四层及以上楼层给水系统无调节水箱，故加压泵按用水秒流量选型。水泵运行时，在变频调速的同时有多种流量组合以适应不同用水量的变化，选用三台主泵、两台小泵配一小型气压罐。三台主泵二用(其中一台恒速，一台变速)一备，变频调速装置可以在几台主泵之间互相切换。夜间小流量时启动小泵与气压罐共同供应生活用水，以节省供水能耗
为使住宅给水系统竖向分区的水压分布均匀，在四层及以上楼层给水分区的四-六层水表前的横支管上，设置新型的可调节式减压阀，把给水压力控制在设定的范围内，避免部分楼层的超压现象，保证给水系统的正常运行和使用
三、排水系统
本工程污、废水采用合流制,室内污、废水经化粪池处理后排入市政污水管网;二层餐饮场所的废水经隔油池处理后排入室外污水管网;地下室废水采用潜水泵提升至室外污水管网。
1．优化集水井的设计。一般来说,消防电梯旁边要设一个独立的消防集水井,本工程地下室没有人防工程,如果在消防电梯旁设集水井,结构上必然要降低电梯筒的大承台,那样会增加一定的造价,笔者想将该井移到车库内与车库集水井共用。虽然电梯前室与周围的车库同属一个大防火分区,但由于电梯前室与车库连通的门为甲级防火门,为了不因为管道的连通而破坏两区域的防火安全性,也就是当车库的汽油发生火灾时经管道传入电梯筒,故此笔者将消防电梯底坑至集水井的排水管伸到集水井的潜水泵吸水高度以下,也就是水面以下,并在短立管的顶端设管堵以便清扫。
2．卫生间与厨房分设废水立管的问题。《住宅建筑规范》(以下简称《住规》) 中第8.2.7条规定,住宅厨房和卫生间的排水立管应分别设置。但笔者发现普遍的做法是立管一到转换层后,两种管道就合并了。笔者认为,在没有中水回用的项目中,大可不必受此限制。因为分设立管的目的是为了防止卫生间大流量的坐便器冲水时破坏厨房间洗菜池水封,而使卫生间排水管道内的污浊有害气体串至厨房内。那么,当卫生间内设有专用通气管时,再就近把厨房间排水管接入卫生间内的排水立管 ,就不可能发生因水封破坏而相互串气现象。尤其对与高层住宅顶部的空中别墅,一般厨房间与下部标准层厨房间不再同一个位置,大可不必为该厨房间而专设一根立管从28层一直立到一层再接出室外,可就近把该层厨房间排水管接入卫生间内的排水立管。
3.底部横支管与立管连接的问题。通常的做法就是:
(1)底部两层增设单独的排水立管,并设伸顶通气,或者增大立管管徑不设伸顶通气。这种做法的缺点是立管增加造成不美观并且增加造价或占用更多的室内空间。
(2)在底部厨房的排水支管上增设排水止回阀,该支管设于厨柜内方便检修。而底部阳台洗衣机的排水地漏则选用塑料无水封磁性翻斗式地漏。上面所采用的两种新型排水配件均具有防倒灌及防臭气的功能。同样,在不设洗衣机的阳台也全部采用塑料无水封磁性翻斗式地漏,可避免因为普通地漏水封干涸而造成臭气溢出,因此,设洗衣机的阳台排水都要接入市政污水管网。
(3)《住规》第8.2.7条的条文说明规定,靠近与卧室相邻的内墙时,应采用消声措施的管材。据笔者所知,目前用得较多的室内塑料排水管材有4种:硬聚氯乙烯直壁排水管、硬聚氯乙烯内螺旋管、中空壁消声硬聚氯乙烯管、中空壁消声硬聚氯乙烯螺旋管。第1种用得最多,不用多介绍;第2种的优点是流量比直壁管大,并有一定的降噪效果。比如,可用作十几层建筑的污水立管时,不设专用通气管;第3种是用作只要求降低管道噪声的排水管,效果较第2种好;第4种是用在既要降低噪声,又要增大流量的场所。根据以上各管材的特点,本工程室内靠近卧室的污废水立管采用中空壁消声硬聚氯乙烯管。
四、消防系统
本工程设有消火栓系统、自动喷水系统、气体自动灭火系统及手提式灭火器。用水量标准:室内消火栓为10L/s ,火灾延续时间2h;室外消防用水量为15L/ s,火灾延续时间2h;自动喷淋系统为27L/s,火灾延续时间为1h。
1．消火栓系统
消火栓系统基本流程为：消防专用贮水池→消防泵→总分配管和环状干管→各栋塔楼的消防环状管网。
每幢建筑的消防给水系栓栓口静水压不大于0.8MPa。管道在负一层、三层设备层和天面均连成环状。消防泵(一用一备)的输水管在水泵房外形成环状，分别与管网相连，其开启由消防箱上的碎玻璃按钮或消防中心控制，以此来保证在火警时能使任何一个消火栓有足够的水压和水量。当消火栓栓口出水压力超过0.5MPa时，设置不锈钢孔板减压。
消火栓的布置应确保同层相邻两个消火栓水枪的水柱能同时到达室内任何部位。消火栓箱采用铝合金箱，箱内配置：碎玻璃按钮一个；警报器一个；指示灯一个； DN65mm消火栓一个；麻质衬胶水带一条，L=25m；φ19mm×65mm直流铝合金水枪一支；同时还配有供内部人员扑救初期火灾的自救式小口径(内径φ19mm)胶管圈盘一套，喷嘴口径为φ8 mm，胶管长25米。箱体尺寸（mm）L×W×H=1100×650×240。
在首层消防通道附近设有两套消防水泵接合器，以便消防车利用室外消火栓取水直接救援。
2．自动喷水灭火系统
系统由室外小区低区喷淋加压给水管网供水。按照《自动喷水灭火系统设计规范》的规定，本工程火灾危险等级属于中危险级，喷淋系统的用水量为27L/s。在裙楼卫生院、商场、会所、地下车库以及住宅层的走道、前室等均设自动喷水灭火设备。系统采用玻璃球喷头，除厨房喷头动作温度为93℃外，其余部位喷头动作温度为68℃，每个喷头保护面积不大于12.5m2。在裙楼自动扶梯周围的防火卷帘处设加密闭式喷头，其间距为2.0m。
根据建筑高度和每个报警阀控制的喷头数不超过800个以及系统管网内的工作压力不大于1.2 MPa的原则进行垂直和水平分区。地下车库分为三个区：首层分为两个区；二层分为两个区。每区各设置一组报警阀。
系统设置两台喷淋主泵，一用一备，其开启由湿式报警阀上的压力开关控制或消防中心控制，1h后自动停泵。平时管网由全自动气压供水稳压设备补压，以保证系统最不利喷头的水压不小于0.10MPa。
3．自动气体灭火系统改为采用无管网悬挂式储压超细干粉灭火系统
按2007年公安部的《关于贯彻公共安全行业标准加强消防监督有关问题的通知》中规定,高层民用建筑中火灾危险性大、发生火灾后对生产和生活产生严重影响的配电室等属于“特殊重要设备室”,应设气体灭火系统。本工程由于配电房较为分散,而且各房间的容积都不符合《气体灭火系统设计规范》内的面积和容积的规定,经技术经济比较采用无管网悬挂式储压超细干粉灭火系统,该装置为无管道系统,相对简单,也不用另外设气体瓶罐间,仅象一只只吊灯悬挂于顶部,技术先进,经济合理,并便于施工和维修。该系统可由感温元件温控启动;热引发启动;电引发启动。是小高层建筑内变配电间气体灭火系统较好的替代系统。
4．手提灭火器配置
地下一层发电机房采用全淹没CO2灭火系统，灭火剂设计浓度为58%。地下车库、发电机房、变配电房、商场、电梯机房等处设置移动式灭火设备，按中危险级A类火灾设计
小结
1．该工程采用变频调速供水设备，既节约能源又防止二次污染。取消了屋顶水箱，减少结构荷载，节省投资。
2．每层设集中水表间，使检修维护方便，抄表计费集中，节省时间。
3．采用新型给水管材。住宅厨房、卫生间冷热水管使用铝塑复合管，铝塑复合管防腐蚀、耐高温、运输和施工方便，是替代传统镀锌钢管的良好给水管材。
4．为使住宅给水系统竖向分区的水压分布均匀，在给水分区的最低三层横支管上设置新型的可调节式减压阀，把水压控制在设定的范围内，避免部分楼层的超压现象，保证系统的正常运行和使用。
5．在消防给水系统中，消火栓系统在泵房形成环状，保证了系统供水的安全性和可靠性。自动喷淋系统根据喷头数量和功能分区，采用不同的报警阀控制，方便物业管理。
参考文献：
[1]袁文蔚.高层住宅给排水及消防系统的设计[J].安徽建筑工业学院学报:自然科学版,2004,(4).
[2]尹纲领.高层建筑给排水设计应注意的几个问题[J].山东建筑工程学院学报,1996(3).
[3]张先义.浅谈高层建筑给排水设计[J].中外建筑,2001(6).
[4]宋纪元.略论高层建筑给排水工程设计[J].工程建设与设计,1994(1).