高層建筑給排水設計要點及節能減排探究

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摘要：隨著社會經濟水平的提高以及城市化進程的推進，高層建筑數量和規模均呈上升趨勢，人們對建筑給排水節能減排設計提出了更高的要求。基于此，為落實綠色建筑設計理念，本文探討了高層建筑給排水節能減排設計的重要意義，研究了高層建筑給排水設計要點以及節能減排設計方法，以期為相關工作人員提供參考。

關鍵詞：節能減排設計；高層建筑；排水設計

水資源是我國最緊缺的資源之一，人口數量的增加進一步加劇了水資源供需矛盾。為提高水資源利用率，實現水資源的合理配置，設計人員應根據高層建筑的特點，科學開展給排水設計工作，并且在給排水設計中融入節能減排理念，在提高居住舒適性的同時，減少水資源浪費，從而促進建筑行業的可持續發展。

1高層建筑給排水節能減排設計的重要意義

目前，世界各地均存在不同程度的水資源緊缺問題。在建筑行業中，建筑給排水系統施工需要使用大量的水資源。高層建筑給排水節能減排設計，有利于保證管道結構設計的科學性與基礎設施設計的合理性，能夠滿足高層居民的用水需求，同時能夠提高水資源的利用率，和提高建筑給排水設計效果。[1]

2高層建筑給排水設計要點

在開展高層建筑給排水設計工作時，設計人員需要按照設計規范要求來控制管道之間的距離，并且采用減壓閥門來減輕給排水管道共振噪聲，從而保證給排水系統設計質量。

2.1建筑給水系統設計要點

高層建筑的主體結構具有高度高、基礎埋置深度深、施工周期長以及施工條件復雜等特點。因此，在設計此類建筑的給水系統時，設計人員需要綜合考慮底層建筑占地面積小、居民較多等因素。在一般情況下，城市給水管網壓力無法滿足高區供水需求。在設計給水系統時，設計人員往往采用分區供水方式，即高層建筑的低區直接由城市給水管網供水，高區由水泵加壓供水。此外，為有效減小高層建筑的供水壓力，設計人員還可以采用豎向分區的給水方式來給高層建筑的高區供水。目前，隨著建筑行業的不斷發展，給水方式日益豐富，當下應用較為廣泛的方式有并聯給水、串聯給水以及減壓給水。在設計給水系統時，設計人員不僅要結合當地實際情況以及建筑特點，還要考慮高層建筑工程造價，從而保證給水方式的科學性、合理性。另外，在設計過程中，設計人員還需要做好水量計算工作。在計算過程中，設計人員需要結合建筑功能來計算建筑內部的娛樂場所、餐廳等公共區域的用水量，從而進一步保證給水系統設計的科學性和合理性。

2.2建筑排水系統設計要點

高層建筑排水系統的排水方式有兩種：分流與合流。隨著國家對環境保護重視程度的日益提高，合流方式的使用越來越少，因為這種排水方式極易出現水體污染且浪費水資源，而分流已經成為當前建筑排水系統的主要方式。高層建筑的整體高度較高，其排水管線也較長。在這種情況下，排水管內的污水流量較大且流速較快，若在排水立管底部連接排水支管，則極易出現溢水、漏水等現象。因此，在設計此類建筑的排水系統時，設計人員應保證衛生器具排水管道的獨立性：底層衛生器具中的污水應單獨排放，底層衛生器具的排水管道不能接到排水立管上。當排水立管需要轉換時，底層衛生器具的排水支管可以接到建筑排水橫管上；連接點與立管底部下游的水平距離不宜大于3m且不得小于1.5m。當無法滿足該設計要求時，設計人員應設計單獨的底層排水支管，將廢水直接排至室外檢查井。[2]

2.3建筑水消防系統設計要點

水消防系統是高層建筑給排水設計中的重要組成部分，該系統可以為居民生命財產安全提供保障。在開展水消防系統設計工作時，設計人員需要從以下五個方面著手。2.3.1消防供水設計。消防設計是建筑設計中的重要組成部分，也是高層建筑設計中一個至關重要的環節。由于高層建筑整體高度較高且內部結構復雜，在設計建筑水消防系統時，設計人員需要保證水消防系統的可靠性。高層建筑的消防給排水工程的給水量和水壓往往會超出市政管網供水系統要求，甚至有些高層建筑的進水形式為單路。因此，在開展水消防設計工作時，設計人員需要增設消防水池。消防水池在為建筑居民提供生活用水的同時，還能夠降低建筑水消防系統的建設成本。一旦發生火災，消防水池能夠提供大量的水資源。2.3.2消防泵房與消防水池設計。在設計高層建筑消防泵房與消防水池時，設計人員需要合理布置這兩個基礎設施的位置，確保消防泵房與消防水池的位置不會受到火災的影響，從而為控制火情以及滅火提供方便。在設計過程中，設計人員應單獨設計消防泵房，泵房防火門應選用具有極強防火性能的、便于使用的材料，從而保證其能夠提供充足的水源。[3]2.3.3消防水泵出口設計。消防水泵出口設計是高層建筑水消防系統設計中的重要環節之一，其直接影響了火情的控制效果。因此，在設計過程中，設計人員需要科學布置消防水泵出口。在一般情況下，設計人員需要在供水管上方安裝排水閥，然后計算建筑的流水量，以此來確定排水位置。在建筑水流量計算完成后，設計人員需要根據計算得到的數據來進行差異化設計，例如：當排水量較小時，出口可以直接設計成污水泵出水口；當排水量較大時，出口則需要設計成消防水池出水口。此外，由于水消防系統主要用于處理突發性火災事故，因此在設計消防水泵出口的過程中，設計人員還需要考慮排水量。為控制消防水泵出口的排水量，設計人員可以在消防水泵出口處設置流動閘閥。當水消防系統水壓過大時，設計人員應直接使用水管進行排水。在設計高層建筑消防水泵出口時，設計人員應按照相關消防設計標準來制訂設計方案，從而保證高層建筑消防設施的正常運行。2.3.4高位消防水箱設計。高位消防水箱是高層建筑水消防系統的重要組成部分。設置常高壓給水系統的建筑物，如能保證最不利點消火栓和自動噴水滅火設備等的水量和水壓，則可不設消防水箱。采用臨時高壓給水系統的建筑物，應設消防水箱。在具體設計中，設計人員需要結合室內消防用水量來確定水箱儲水量，同時根據消防水箱類型來靈活布設其位置和高度，比如：重力自流類型的高位消防水箱需要滿足最不利點消火栓靜水壓力，并且高于其所服務的滅火設施的靜水壓力。另外，為保證最不利點消火栓靜水壓力滿足相應參數，設計人員可以將水箱設置在建筑屋頂上，將出水管與室外消防環網管道相連接，從而充分發揮水箱的供水作用。2.3.5自動噴水滅火系統。高層建筑比普通建筑的高度更高，內部結構也更復雜。自動噴水滅火系統是高層建筑中水消防系統的常見設施。自動噴水滅火系統在探測到危險的火災因素后會自動打開閥門，并且同時發出火警信號，從而為人們撤離火災現場和救火贏得寶貴時間。目前，在科學技術不斷發展的背景下，自動噴水滅火系統種類較多，按照噴頭形式可分為兩種：閉式自動噴水滅火系統；開式自動噴水滅火系統。若進一步細分，則分為濕式自動噴水滅火系統、干式自動噴水滅火系統、水幕式自動噴水滅火系統以及雨淋式自動噴水滅火系統。其中，干式自動噴水滅火系統利用的是壓縮氣體，它在檢測到室內溫度超出特定數值后，則會直接噴出系統內部的壓縮氣體，從而達到滅火的目的；濕式自動噴水滅火系統則是利用水進行滅火；水幕式自動噴水滅火系統通過灑水噴頭來滅火；雨淋式自動噴水滅火系統通過開式灑水噴頭來滅火。設計人員需要結合高層建筑的實際需求以及環境條件來選擇自動噴水滅火系統，從而保證自動噴水滅火系統的有效性。

3高層建筑節能減排設計方法

3.1建立完善的建筑內部循環熱水供應系統

為實現高層建筑給排水系統的節能減排目標，在開展建筑節能減排設計工作時，設計人員應將綠色環保、節能減排理念落實到設計的各個環節中。高層建筑節能減排設計不僅需要滿足人們越來越高的生活質量要求，還需要避免資金浪費。目前，雖然熱水系統在住宅小區中的應用越來越廣泛，但是許多住宅小區仍存在熱水供應不足的問題，這不僅影響了房屋建筑的舒適性，還造成了水資源浪費。因此，在設計高層建筑內部循環熱水供應系統時，設計人員需要保證熱水溫度達到設計標準，避免出現無效冷水的情況，從而減少給排水系統運行過程中水資源的浪費。此外，設計人員還應做好阻力平衡設計以及熱水管網布置設計，完善循環熱水供應系統，并且根據相關建筑設計標準要求，綜合考慮成本與工期，保證循環熱水供應系統的科學性和合理性，從而避免水資源浪費。

3.2充分利用雨水，提高水資源利用率

雨水再利用是當前解決水資源短缺問題的有效方式之一。因此，為實現高層建筑給排水系統設計的綠色化，設計人員應充分利用雨水資源，提高水資源利用率，最大化地節約水資源，實現節能減排目標。具體而言，在設計高層建筑給排水系統時，設計人員應以收集雨水為目的來設計建筑結構，并且采取相關處理措施，使處理后的雨水達到中水標準。處理后的雨水可應用于綠化、廁所沖洗等，從而有效減少水資源的浪費。雨水再利用的整個流程為：工作人員先將雨水引入雨水沉砂池，經過初步凈化后，使其流入蓄水池，并且對其進行氯消毒，最終將其排入中水管道系統。雨水再利用能夠減少水資源污染，從而在保證居民正常生活質量的同時，有效減輕當地的用水負擔。另外，在設計高層建筑地下給排水系統時，設計人員應做好自然采光與通風設計，科學合理地設置通風口和井下格局，最大限度地減少電力通風設備和動力風孔的使用數量。在鋪設地下輸水管道時，設計人員需要根據具體的地下環境狀況來確定管道分節的長度。對于井下環境惡劣、積水很深的區域，設計人員可以根據實際情況來增設維護工具暗格箱。中水循環系統的主要作用是，實現水資源循環利用，提高水資源的利用率。在設計中水循環系統時，設計人員應控制好水壓，因為這將直接關系到建筑的節水效果，水管壓力過大還會造成安全問題。因此，設計人員應根據建筑頂層供水需求來選擇合適的給排水管道，從而在保證給排水系統運行的穩定性和安全性的同時，減少水資源的浪費。

3.3優化消防貯水池設計

在提高高層建筑給排水系統的節能減排性能時，設計人員需要優化消防貯水池設計。近年來，人們越來越關注建筑消防安全問題。與高層建筑中的居民生活用水量相比，消防用水量更大。因此，消防貯水池不僅需要滿足滅火需求，還需要滿足火災延續期間的用水需求。火災事故具有突發性和不確定性，當水不流動并且長時間儲存在貯水池中時，水質會發生變化，甚至出現二次污染的情況。為滿足生活用水水質要求，工作人員需要經常更換消防貯水池內的水，而這又造成了水資源的嚴重浪費。因此，為避免水資源浪費，在開展高層建筑給排水系統設計工作時，設計人員應優化消防貯水池設計，將消防貯水池和生活貯水池分開建設，從而保證消防貯水池的獨立性，在延長消防貯水池的換水周期的同時，避免影響建筑生活用水質量。此外，設計人員還可以將消防貯水池與園林水景或游泳池相結合，進一步提高水資源的利用率。在設計高層建筑時，設計人員可以讓一個消防貯水池同時供應多個建筑。當水壓較低時，工作人員可以利用加壓水泵來滿足高層建筑的用水量。

4結語

綜上所述，給排水系統與節能減排設計是新時代背景下高層建筑設計的重要內容。為實現節能減排目標，給排水系統需要滿足建筑用水與排水需求。因此，相關設計人員應掌握給水系統、排水系統以及水消防系統的設計要點，并且通過雨水再利用、優化消防貯水池設計等方式來實現水資源合理配置，從而促進給排水行業的發展。

參考文獻：

[1]麻思明,關蕾,趙潔.建筑給排水工程施工中節能減排的措施研究[J].散裝水泥,2021(2).

[2]張娜.淺論現代建筑給排水工程節能減排的重要性及其設計要點[J].百科論壇電子雜志,2020(10).

[3]許霞.淺議建筑給排水設計中環保節能理念的應用[J].價值工程,2021,40(12).

作者:陳富榮 單位:永州市規劃設計院