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【摘要】本文以自身多年给排水设计经验为依据，分别探讨了高层建筑给水方案和解决供水压力不足方案，以及排水方案和解决排水水气混合两相流顺畅的方案设计，有论述不到之处，欢迎大方之家不惜教诲。
【关键词】高层建筑、给水方案、供水压力、排水方案、水汽混合、解决
Analysis on Water Supply and Drainage Scheme Design of High - rise Buildings
Jiang Yi
（Beijing in the design and research Institute limited liability company in Xi'an BranchXi'anShanxi710000）
【Abstract】Based on its own years of experience in water supply and drainage design， this paper discusses the design of high-rise building water supply scheme and the solution of water supply pressure scheme， as well as the drainage scheme and the solution of the mixed two-phase flow. Generous home at teach.
【Key words】High - rise building；Water supply program；Water supply pressure；Drainage scheme；Water vapor mixing；Solution
隨着城市化进程的加快，人口规模日益增加，高层建筑作为城市解决居民居住问题的关键所在，受到广大人民的极度热爱与重视，然而随之水资源不足、供应不及时的现象也日益凸现。如何在有限的条件下，合理设计高层建筑给水和排水系统成为诸多学者重点研究的课题。本文就笔者积累总结的经验，简单小议一下高层建筑给水方案和解决供水压力不足方案的设计和解决供水压力不足方案的设计。
1. 高层建筑给水系统设计
建筑给水系统是将水源中的水引入建筑内并输送到室内各配水龙头、生产机组和消防设备等用水点处，来满足各类用水设备对水质、水量和水压要求的冷水供应系统。
1.1建筑给水系统的分类和组成。建筑给水系统按用途可分为生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统。建筑内部给水系统由引入管、水表、给水管道、配水装置和用水设备、升压和贮水设备、给水附件等组成。
1.2高层给水方案设计。给水方案是指依据建筑物的高度、用水量、配水点布置及室外给水管网的压力和水量等因素确定的供水方案。常用的给水方案有：分区给水、直接给水和间接给水三种。高层建筑因其高度高，层数多，振动源多，用水量大的特点，为满足室内水压、供水量的充足和饮用水的卫生干净，常采用高位水箱给水、水泵补水的间接给水和分区给水相结合的方案。因为前者所需的设备简单、可靠性高、易维护、储存势能可以应对短时停水、停机、也可兼做消防前期给水。后者是根据高层的特色在竖向上分几个区给水，不然会因低层管道中静水压力过大，造成漏水、出水流量大、噪声等现象。
1.3解决高层供水压力不足的方案设计。高层给水系统中常见的不足现象就是高处的水位供给不上，压力不足，个人建议可以从增加供水压力和减少管道阻力两处思考，后者对解决顶层供水压力不甚明显，故通常需要采用增加供水压力的方案，来提高供水压力满足高层需求。具体设想有：
（1）每户进水管上增设增压泵，不足之处就是水泵安装在室内噪音有点大。
（2）提高水箱的底标高，增加用水点和水箱的高差。不足之处是提高水箱的底标高虽然节约投资，但不利于建筑整体的美观协调，且水箱提高1m，只能提高10kPa，当水箱底标高离屋顶8m，水箱充满水的情况下，才能确保顶层淋浴器的供水压力。而且，当今都提倡环保建筑，设计时不少学者都建议取消屋顶水箱，以减少二次污染，也使建筑外观效果更好些，所以个人认为不到不得已不建议采用此法提高水压。
（3）采用分区恒压变量供水系统。此方法是根据计算得到供水小时最大流量的扬程，选择合适的供水泵，配置相应的变频器，在保持设定的工作压力情况下，由用户用水量的变化通过变频器控制水泵电机的转速，由水泵电机转速的变化，改变供水量，满足用户使用舒服性要求，达到恒压供水的效果。实践也证明采用该系统效果比较显著，能够有效解决供水压力不足现象，所以在高层建筑给水设计中应用较为广泛。
2. 高层建筑排水系统设计
排水系统即排水的收集、输送、水质的处理和排放等设施以一定方式组合成总体的水处理系统，主要是将人们在日常生活和工业生产中使用过的、受到污染的水以及降落到屋面的雨水和雪水收集起来，及时排到室外。
2.1建筑排水系统的分类和组成。建筑排水系统大致可分为生活污水、生活废水、工业废水、屋面雨水。一个完整的排水系统一般由排水管道、通气管道、卫生器具或生产设备受水器、清通设备、污中提升设备和污水局部处理设施等组成。
2.2高层排水方案设计。
（1）不同性质的污废水用不同管道排出的体制为排水系统的分流制；将两类以上合并在同一种管道内排放，称为合流制；采用何种形式的排水方案应根据水质情况以及地方的要求并经过技术经济比较后确定。对于住宅高层建筑而言，通常采用生活污水和生活废水的合流制，具体做法是污水排入室外经过化粪池处理后排入市政管网，厨房排水经隔油池处理排至化粪池。
（2）屋面雨水建议设计为内排水系统，独立自成系统，雨水经屋面雨水斗收集后由管路输送直接排至室外。这里需要说的是有些设计从节省管材出发，将废水接入雨水立管中，个人认为这种设计十分不妥，因为雨水立管常有出口堵塞情况，一旦堵塞，雨水连同废水满溢室内，势必会影响居民的正常生活。 （3）室内排水系统应以就近分散外排为宜的方案进行设计，不宜过于集中，在管材耗量相差不大的情况下，尽量多设立管，少拉横支管，因为立管单独外排，既可减少排水横管与其他管道、风道、梁、窗碰头，又可减少出水管堵塞带来的不利影响。
（4）室外排水系统设计中，为提高外排水管道标高，及为避免排水管道穿钢筋混凝土地梁帶来施工留洞困难，常常设计底层排水系统与楼层分开，底层单独外排。尤其对于那些地下水位较高，室外排水管道埋深较浅，且房屋结构基础多为浅基础的建筑，为提高室外排水管道标高，保证底层用户安全。一般超过四层，底层就要设计为单独外排。
2.3解决高层建筑水气混合两相流顺畅的方案设计。
（1）高层建筑排水系统最主要的问题就是如何解决水气混合两相流的顺畅问题。在设计排水时首先要考虑高楼层排水对管材的冲刷，其次要考虑水气混合流对卫生器具水封稳定的破坏——“管中的气压发生激烈变化，会形成正压喷溅或负压抽吸，对排水管系中卫生器具水封的稳定产生严重影响，导致排水管道系统不能正常工作”。
（2）鉴于高层建筑排水的特点，笔者认为在设计时应当重点考虑下属三方面。首先，必须进行严格的水力计算，控制立管的设计流量不超过规范规定的最大流量值。其次，在排水立管中采取一些消能措施，减少水流的下降速度，避免由于水流的冲击对管系造成破坏，工程中一般自顶层起每隔6层既要设置一套消能装置。最后，务必确保水管系的安全。具体措施就是设置专用的通气立管与大气相通，进而释放排水管系中的正压以及补给空气减小负压，使管内的气压保持接近大气压力，保证立管内的空气流通，排除排水管道中的有害气体，保护卫生器具的水封。多年的工程实践也表明了设置专用的通气立管可使立管排水能力提高一倍之多，除此之外还可采用特殊单立管排水系统，但应注意消能措施。在高层建筑排水系统设计时，上述这些方案设计不但可以解决高层建筑的水气混合两相流顺畅问题，还可使得由于建筑高度引起的排水不利因素得到合理消除，从而确保了高层建筑排水系统的安全运行。
3. 总结：
高层建筑给水方案和排水方案设计的好坏与人民的生活息息相关，随着社会的进步和科技的发展，对其要求更是更上一层楼，所以我们要多借鉴成功的案例，吸收精华剔除糟粕，在实践中不断学习、不断摸索、不断前进，才能设计出更有效更科学更深的人心给设计方案，来造福社会，福佑黎民。
【关键词】高层建筑、给水方案、供水压力、排水方案、水汽混合、解决
Analysis on Water Supply and Drainage Scheme Design of High - rise Buildings
Jiang Yi
（Beijing in the design and research Institute limited liability company in Xi'an BranchXi'anShanxi710000）
【Abstract】Based on its own years of experience in water supply and drainage design， this paper discusses the design of high-rise building water supply scheme and the solution of water supply pressure scheme， as well as the drainage scheme and the solution of the mixed two-phase flow. Generous home at teach.
【Key words】High - rise building；Water supply program；Water supply pressure；Drainage scheme；Water vapor mixing；Solution
隨着城市化进程的加快，人口规模日益增加，高层建筑作为城市解决居民居住问题的关键所在，受到广大人民的极度热爱与重视，然而随之水资源不足、供应不及时的现象也日益凸现。如何在有限的条件下，合理设计高层建筑给水和排水系统成为诸多学者重点研究的课题。本文就笔者积累总结的经验，简单小议一下高层建筑给水方案和解决供水压力不足方案的设计和解决供水压力不足方案的设计。
1. 高层建筑给水系统设计
建筑给水系统是将水源中的水引入建筑内并输送到室内各配水龙头、生产机组和消防设备等用水点处，来满足各类用水设备对水质、水量和水压要求的冷水供应系统。
1.1建筑给水系统的分类和组成。建筑给水系统按用途可分为生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统。建筑内部给水系统由引入管、水表、给水管道、配水装置和用水设备、升压和贮水设备、给水附件等组成。
1.2高层给水方案设计。给水方案是指依据建筑物的高度、用水量、配水点布置及室外给水管网的压力和水量等因素确定的供水方案。常用的给水方案有：分区给水、直接给水和间接给水三种。高层建筑因其高度高，层数多，振动源多，用水量大的特点，为满足室内水压、供水量的充足和饮用水的卫生干净，常采用高位水箱给水、水泵补水的间接给水和分区给水相结合的方案。因为前者所需的设备简单、可靠性高、易维护、储存势能可以应对短时停水、停机、也可兼做消防前期给水。后者是根据高层的特色在竖向上分几个区给水，不然会因低层管道中静水压力过大，造成漏水、出水流量大、噪声等现象。
1.3解决高层供水压力不足的方案设计。高层给水系统中常见的不足现象就是高处的水位供给不上，压力不足，个人建议可以从增加供水压力和减少管道阻力两处思考，后者对解决顶层供水压力不甚明显，故通常需要采用增加供水压力的方案，来提高供水压力满足高层需求。具体设想有：
（1）每户进水管上增设增压泵，不足之处就是水泵安装在室内噪音有点大。
（2）提高水箱的底标高，增加用水点和水箱的高差。不足之处是提高水箱的底标高虽然节约投资，但不利于建筑整体的美观协调，且水箱提高1m，只能提高10kPa，当水箱底标高离屋顶8m，水箱充满水的情况下，才能确保顶层淋浴器的供水压力。而且，当今都提倡环保建筑，设计时不少学者都建议取消屋顶水箱，以减少二次污染，也使建筑外观效果更好些，所以个人认为不到不得已不建议采用此法提高水压。
（3）采用分区恒压变量供水系统。此方法是根据计算得到供水小时最大流量的扬程，选择合适的供水泵，配置相应的变频器，在保持设定的工作压力情况下，由用户用水量的变化通过变频器控制水泵电机的转速，由水泵电机转速的变化，改变供水量，满足用户使用舒服性要求，达到恒压供水的效果。实践也证明采用该系统效果比较显著，能够有效解决供水压力不足现象，所以在高层建筑给水设计中应用较为广泛。
2. 高层建筑排水系统设计
排水系统即排水的收集、输送、水质的处理和排放等设施以一定方式组合成总体的水处理系统，主要是将人们在日常生活和工业生产中使用过的、受到污染的水以及降落到屋面的雨水和雪水收集起来，及时排到室外。
2.1建筑排水系统的分类和组成。建筑排水系统大致可分为生活污水、生活废水、工业废水、屋面雨水。一个完整的排水系统一般由排水管道、通气管道、卫生器具或生产设备受水器、清通设备、污中提升设备和污水局部处理设施等组成。
2.2高层排水方案设计。
（1）不同性质的污废水用不同管道排出的体制为排水系统的分流制；将两类以上合并在同一种管道内排放，称为合流制；采用何种形式的排水方案应根据水质情况以及地方的要求并经过技术经济比较后确定。对于住宅高层建筑而言，通常采用生活污水和生活废水的合流制，具体做法是污水排入室外经过化粪池处理后排入市政管网，厨房排水经隔油池处理排至化粪池。
（2）屋面雨水建议设计为内排水系统，独立自成系统，雨水经屋面雨水斗收集后由管路输送直接排至室外。这里需要说的是有些设计从节省管材出发，将废水接入雨水立管中，个人认为这种设计十分不妥，因为雨水立管常有出口堵塞情况，一旦堵塞，雨水连同废水满溢室内，势必会影响居民的正常生活。 （3）室内排水系统应以就近分散外排为宜的方案进行设计，不宜过于集中，在管材耗量相差不大的情况下，尽量多设立管，少拉横支管，因为立管单独外排，既可减少排水横管与其他管道、风道、梁、窗碰头，又可减少出水管堵塞带来的不利影响。
（4）室外排水系统设计中，为提高外排水管道标高，及为避免排水管道穿钢筋混凝土地梁帶来施工留洞困难，常常设计底层排水系统与楼层分开，底层单独外排。尤其对于那些地下水位较高，室外排水管道埋深较浅，且房屋结构基础多为浅基础的建筑，为提高室外排水管道标高，保证底层用户安全。一般超过四层，底层就要设计为单独外排。
2.3解决高层建筑水气混合两相流顺畅的方案设计。
（1）高层建筑排水系统最主要的问题就是如何解决水气混合两相流的顺畅问题。在设计排水时首先要考虑高楼层排水对管材的冲刷，其次要考虑水气混合流对卫生器具水封稳定的破坏——“管中的气压发生激烈变化，会形成正压喷溅或负压抽吸，对排水管系中卫生器具水封的稳定产生严重影响，导致排水管道系统不能正常工作”。
（2）鉴于高层建筑排水的特点，笔者认为在设计时应当重点考虑下属三方面。首先，必须进行严格的水力计算，控制立管的设计流量不超过规范规定的最大流量值。其次，在排水立管中采取一些消能措施，减少水流的下降速度，避免由于水流的冲击对管系造成破坏，工程中一般自顶层起每隔6层既要设置一套消能装置。最后，务必确保水管系的安全。具体措施就是设置专用的通气立管与大气相通，进而释放排水管系中的正压以及补给空气减小负压，使管内的气压保持接近大气压力，保证立管内的空气流通，排除排水管道中的有害气体，保护卫生器具的水封。多年的工程实践也表明了设置专用的通气立管可使立管排水能力提高一倍之多，除此之外还可采用特殊单立管排水系统，但应注意消能措施。在高层建筑排水系统设计时，上述这些方案设计不但可以解决高层建筑的水气混合两相流顺畅问题，还可使得由于建筑高度引起的排水不利因素得到合理消除，从而确保了高层建筑排水系统的安全运行。
3. 总结：
高层建筑给水方案和排水方案设计的好坏与人民的生活息息相关，随着社会的进步和科技的发展，对其要求更是更上一层楼，所以我们要多借鉴成功的案例，吸收精华剔除糟粕，在实践中不断学习、不断摸索、不断前进，才能设计出更有效更科学更深的人心给设计方案，来造福社会，福佑黎民。