关键词：高层建筑；给排水设计；给水系统
1工程概况
某高层建筑，地下一共3层，地上裙楼5层，主楼由四栋超高层建筑组成，分居基地四个角，由裙楼及塔楼围合的中心为一集中广场。本工程两路由DN200mm给水管接入室外给水管网，并于室外成环状布置。生活给水系统直接供水至地下3层生活水池及消防水池裙房商业1层～4层的各用水点。绿化灌溉、冲洗道路及停车库用水采用空调冷凝水回用，当空调冷凝水不足时，利用市政压力供水补充。
2给排水系统设计
2.1给水系统设计
1）给水系统竖向分区。对于高层的建筑物，当室外给水管网水压不能满足室内用水且一次加压无法满足高层用水时，应将其竖向分区，各分区可采用不同的给水方式，本工程给水系统竖向分区如下：Ⅰ区为地下3层～地上4层，由市政压力直接供给；Ⅱ区为5层～10层，由设于14层避难层的生活水箱直接供水，其中，5层～7层采用支管减压阀减压后供水，阀后压力按0.15MPa计；Ⅲ区为11层～21层由设于25层避难层的生活水箱供水，Ⅳ区为22层～35层由设于25层避难层的生活水箱供水；V区为36层～45层，Ⅵ区为46层～54层由设于39层避难层的两套增压变频供水机组从水箱取水分别加压供水，保证每个用水点压力不大于450kPa；生活用水在水箱或水泵出水供水主管上采用紫外线杀菌仪进行消毒。
本工程最高日用水量为1344m3/d，地下三层生活水池容积为300m3，分为2个；空调冷凝水回用水箱容积为40m3。避难层的生活水箱容积均为14层25层为20m3；39层为30m3消防水池总容积共540m3，分为2格。
2）生活转输泵控制要求。①14层水箱水位达到起泵水位时，启动负3层1#生活转输水泵。水位达到停泵水位时，负三层1#生活转输水泵停泵。②25层生活水箱及消防水箱当任何一个水箱水位达到起泵水位时，相应控制该水箱的电动阀打开，同时启动14层7#生活转输水泵。当其中一个水箱达到停泵水位时，关闭控制该水箱的电动阀。当两个水箱水位都达到停泵水位时，14层7#生活转输水泵停泵，同时电动阀关闭。③9层生活水箱水位达到起泵水位时，启动25层9#生活转输水泵。水位达到停泵水位时，25层9#生活转输水泵停泵。
2.2热水系统设计
本星级酒店设置集中热水供应系统，由空调采暖系统热水锅炉供应热媒，生活热水采用板式换热器换热，室外游泳池将设置为恒温泳池，采用板式换热器换热。酒店生活热水系统设计温度为60℃，最高日用水量为150m3/d，生活热水设计耗热量为1212kW/h。热水系统的分区与生活给水系统相同，以确保用水点处冷热压力平衡。设置循环泵，采用机械循环，循环管道同程布。6区～9区的容积式换热器设于L25M。泳池的板式换热器设于5层泳池机房。25层避难层的热水箱容积均为35m3，39层避难层的热水箱容积为15m3。另外，设计热水系统时，系统的控制要求也是设计的关键。
2.3消火栓系统设计
正确地计算消防用水量对于民用建筑的消防给水起着重要的作用，在计算消防用水量是必须要清晰哪些消防系统需要用水，从而确保用水量的计算正确。目前，一般民用建筑消防系统所需要的用水量主要是消火栓系统、自动喷淋系统以及水幕系统用水。本工程的消防水量如下：室外消火栓30L/s，火灾延续时间3h；室内消火栓40L/s，火灾延续时间3h；自动喷水系统30L/s，火灾延续时间1h。
本工程的室内消火栓系统分为四个区：1区地下3层～13层，2区14层～24层，3区25层～38层，4区39层～顶层；1、2区消火栓系统分别设置消防增压泵，增压泵设于地下3层水泵房内；3、4区消火栓系统由地下3层消防水泵房转输水泵提升至25层的消防水箱，再由25的消防水泵加压供水，另外1层～9层、14层～20、25层～33层、39层～53层超压采用减压稳压消火栓。屋顶设置高位水箱，储存消防水量18m3；分别与各区消火栓环状管网相连消防水池总容积共540m3，分为2格。25层消防水箱储存消防水量100m3。
2.4自动喷水灭火系统
在进行自动喷水灭火系统设计时，应根据建筑物的功能、火灾危险性以及当地气候条件等特点，合理设计自动喷水灭火系统类型，做到保障安全、经济、合理技术先进。
本工程在地下汽车库、裙房商业自喷系统危险等级按中（II）设计，其余均按中（I）设计。自喷系统分区同室内消火栓系统，共分4个区。1区、2区自喷系统分别设置消防增压泵，增压泵设于地下3层水泵房内；3区、4区自喷系统由地下3层消防水泵房转输水泵提升至25层的消防水箱，再由25层的消防水泵加压供水，1区报警阀组设于地下三层消防水泵房，2区报警阀组设于14水泵房，3区报警阀组设于25层。4区报警阀组设于39层，报警阀前设环状供水管道。
3管材的选择
3.1管材选取
1）给水管选用。室内冷水给水立管及支管均采用内衬不锈钢复合钢管，螺纹连接或法兰连接；生活给水泵房水泵吸水管采用卫生级不锈钢管。所有生活热水系统均采用美标包胶铜管。热水系统热媒管采用无缝钢管，壁厚同暖通专业锅炉系统管道壁厚。室外给水管采用球墨铸铁管或PE管。
2）排水管选用。虹吸排水采用HDPE塑料管，重力排水管采用柔性接口机制铸铁管，地下室压力排水管采用衬塑镀锌钢管，设备房水箱排水、放空管采用不锈钢管。室外排水管采用双壁波纹管。
3.2自动喷水设备
本工程的喷头地下车库和厨房采用直立型喷头，商业餐饮走道办公公寓套房采用吊顶型喷头，酒店客房及单间公寓采用K=115的边墙扩展型喷头，喷头公称动作温度除厨房为93℃外，其余均为68℃。喷头安装位置应根据本设计确定，如二次装修，则应根据天花装饰平面作相应调整，喷头安装完毕后，承包商应提供各种型号不少于喷头总数1%的喷头，以作备用。
4管道敷设
给水管道的布置与敷设是给排水施工的重要步骤，在施工中要熟练施工要点。
1）排水管按设计中规定坡度要求敷设，设计无专门说明者，则按标准坡度敷设。本工程所有管径类型以及对应的坡度如表1所示。
2）预留洞或预留套管，管道安装单位应配合土建施工预留管道穿墙，基础及楼板的孔洞或预留套管。特别是穿越水池水箱的管道，应预埋柔性防水套管，然后才能安装管道。设于水池壁上的支架，应预埋好钢板，然后在钢板上电焊支架，池壁禁止凿洞。穿越地下室外墙管道处预埋钢性防水套管，其它管道穿墙或穿楼板之处预埋普通套管。
3）当给水管道穿越楼板时安装在楼板内的套管，其顶部应高出地面20mm，底部与板底面相平；安装在墙壁内的套管，其两端应与饰面相平套管规格：当管径DN>50mm时，比穿越管大一级，当DN
5结语
综上所述，本文通过对高层建筑给排水设计实例分析，对高层建筑中给水系统、热水系统以及给水管的管材选取和管道敷设等问题进行探讨，提出给水系统竖向分区的要求以及划分，指出对于消火栓系统的设计则应正确计算消防用水量；同时提出室内消火栓系统的划分以及各分区的设置，旨在为类似的工程提供参考。
参考文献：
关键词:住宅;建筑;给排水系统;消防系统
0前言
就给排水专业而言,作为居住小区设计的重要一环,也要相应适应新形势新要求,同时住宅的设计要与物业管理及其服务方式相适应,要为现代物业管理提供必要的条件。下面根据笔者日前完成的某花园小区给排水及消防系统的设计谈谈自己的体会。
1工程概况
该工程整个分二期进行建设,是由18栋24层的住宅楼、150栋别墅二至四层,五至九层的会所商业区组成。本工程的小区给排水的设计既要与大市政给排水管衔接好,又要与建筑单体进户管衔接好,同时要处理好一期和二期工程的设计深度。
2系统设计要点
2.1给排水系统
2.1.1给水系统
⑴用水量及水源。该住宅小区住宅楼最高日用水定额取230L/d,小时变化系数取2/5,住宅最高日用水量Qd=269.2L/d。水源取自从市政供水管网引入的两路DN200供水管接入小区,在小区内形成环状管网,供给小区内生活和消防用水。根据《建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)》3.2.5.7的规定在引入管上设置倒流防止器。根据当地自来水公司提供资料,引入管处水压为0.25MPa,考虑到本工程是分期建设,先进行别墅区的施工,后安排多层、高层的建设,在选取小区的给水方式采用了变频设备的给水方式,即由地下生活水池变频给水设备各建筑单体的用水点。将小区生活给水系统分三个区进行设置,分别为别墅区、会所、高层住宅1～9层,高层住宅10～24层,其中别墅区采用小区内的给水管网直接引入,会所、高层住宅1～9层,高层住宅10～24层的生活用水均由设在高层6#周边的生活水池(通过二组变频给水装置供给。变频给水装置的给水泵按设计秒流量选型,分别为两主泵一辅泵配一气压罐,变频调速装置可以在两台主泵之间相互切换,夜间小流量时启动辅泵与气压罐共同作用,以节省供水能耗。对此小区内的会所多层建筑静压大于0.25MPa的用水点,经可调式减压阀减压后供给。此供水方式对高区住宅供水较节地、节能、又便于管理的方案。它既能满足市政基础设施滞后于住宅建设快速发展带来的弊端,避免对市政给水管网造成冲击。
⑵户外查表的设置。高层住宅楼各户水表设于楼层管井内,使得检修维护方便,抄表计费集中,节省时间,减轻劳动强度,并方便日后物业管理。
2.1.2排水系统
⑴生活排水室内采用污、废分流制,考虑到居住小区在建设初期,城市的集中污水处理厂还没有建成运行,小区外只设有市政道路排水,在城市无污水处理厂情况下,设计化粪池对小区生活污水进行预处理,能够达到一定的处理效果。但从其的使用效果看,并不理想。主要表现在长期的使用过程中,化粪池的污泥不能按化粪池的设计周期清洗,使其的有效容积减少,达不到预期设计的处理效果,并易造成管道堵塞;同时,化粪池需要占用一定的面积;修建要耗用一定的经济。对此需要定期加强对化粪池的设计期内清掏等维护管理工作以解决。
⑵雨水系统。屋面雨水采用有组织排放,由雨水斗收集,重力流水方式经雨水管道排至室外雨水管网。考虑到小区内运河需经常补充水的情况,从节水角度出发,将室外雨水管网的雨水接入小区运河中以起到补充的作用。为保证住宅的使用功能和公共建筑的美观要求,住宅采用外排水方式,公建采用内排水方式。阳台雨水的排放与屋面雨水系统分开,以免屋面雨水从阳台溢出。为防止阳台地漏泛臭,雨水采用间接排水。
2.2消防系统
在本小区的消防设计中经多方案比较,并会同消防主管部门的意见,消火栓、自动喷水灭火系统采用区域集中临时高压消防给水系统,选择较适中的位置集中设置消防水泵房,屋顶设消防水箱储存10分钟的消防水量。以下为本消防设计的构思:
⑴整个住宅小区同一时刻的火灾次数按一次考虑。根据《建筑设计防火规范》第8.2.1条规定,城镇、居住区同一时间的火灾次数和城镇、居住区的人口数有关。本规划区根据规范规定同一时刻火灾次数按一次,一次灭火用水量考虑。
⑵选择由区域消防系统泵房供水的最不利建筑(要求消防水量最大、压力最高),作为区域消防供水系统设备选型的依据。本住宅小区内要求消防用水量最大,水压最高的是编号为13#楼,虽然各栋建筑高度相同,但由于距区域集中消防加压泵房较远,因此被确定为最不利建筑。该楼的地下室车库部分除设计了集中消火栓消防系统外还按中危险等级设计了自动喷水灭火系统。室内消防流量为两个消防系统设计流量之和进行确定。
⑶小区室外消防管网设计为环形管网,且每栋高层建筑室内消防灭火系统进水管不少于两条。根据《高层民用建筑设计防火规范》第7.3.1条规定,我们在设计室外消防管网时在本小区最建筑内侧的小区路网上设置了环形消防管网。这样,可以方便地与消防管网外侧的高层建筑和管网内侧的建筑物连接,保证建筑物消防用水的安全性。为了提高建筑物消防用水的可靠性,高层建筑的室内消防系统均有两条管道从不同方向引入室内,当其中一条管道发生故障时,另外一条进水管仍能保证室内消防系统的用水量。
⑷区域消防系统的消防加压泵房宜布置在本小区高层区域的的中心部位。本住宅小区呈长方形状,小区的会所布置在小区临街的街道上,高层则分散小区在南侧。为保证室外环形消防干管内压力的均衡,小区消防集中加压泵房的位置尽量布置在高层区域的中心地带,泵房的消防总出水管从两个方向和室外消防环状管网连接。
⑸设置小区集中使用的消防蓄水池,并按小区内消防用水量最大的一栋建筑物的室内消防设计流量之和储备消防蓄水量。本小区的区域消防系统在集中加压泵房旁边设置了生活、消防合用储水池,并设置了消防储水平时不被动用的技术措施。消防储水量是根据本小区内消防用水量最大的13#楼的室内设计消防用水量之和计算而得,消防水量为290m3,设计采用了400m3生活、消防合用蓄水池。
⑹会所多层建筑的室内消火栓消防系统通过减压阀井与室外环状区域消防管网连接。小区内多层会所的室内消防要求与高层建筑相比消防水量、水压都较低。本设计将多层建筑的室内消防系统通过减压阀井和小区室外环形消防管网相接,大大提高了多层建筑的消防能力。减压阀井内的减压阀采用了既减静压又减动压的液压式减压阀组。为了提高可靠性,减压阀采用了并联阀组。
⑺集中消防加压泵房内采用先进可靠的计算机控制的临时高压给水系统。集中加压泵房内除了按最大消防负荷选择消防加压泵外,还设计了稳压泵和小型气压罐。既保证室外消防管网随时保持高压状态,也使稳压泵不致频繁启动。各栋高层建筑内的消防控制讯号、报警讯号均远传至集中加压泵房内,通过计算机对泵房进行自动控制。
⑻设置统一的小区水泵接合器。水泵接合器的主要用途是当消防水泵发生故障或遇大火,室内消防用水不足时供消防车从室外消火栓取水,通过水泵接合器将水送到室内消防管网。采用区域消防供水系统以后,既然主要的消防用水都可以从集中加压泵房外供而来,那么作为备用的水泵接合器自然也应可在外部统一集中设置。以这种推论为依据,本区域消防管网按小区内最大一栋楼的室内消火栓系统设计流量和自动喷淋消防流量之和在小区外部环状管网上设置了7组地下式DN100水泵接合器。由于是在小区内统一设置,水泵接合器的位置选择极利于消防车的进出、掉头、吸水、加压的操作。
⑼室外地下消火栓的设置。室外地下消火栓的用途,一是提供室外消防流量,二是满足消防水泵事故状态或消防水量不足时消防车向消防管网补水之用。因此,从数量上,室外消火栓的数量应满足大于小区室内、外最大消防用水量之和;从分布上,室外地下消火栓应尽量围绕高层建筑布置,也应兼顾水泵接合器的布置和《建筑设计防火规范》第8.3.2条对地下消火栓布置的要求。本小区结合小区四周的路网在小区内市政给水管网上共设置了10个DN100地下式消火栓。
⑽区域消防系统中高位水箱的设置。本住宅小区区域消防系统仅在小区内最高的24层住宅楼13#上设置了24m3消防水箱,一根消防总出水干管与室外环形区域消防管网直接相连,以满足各建筑物火灾初期前10分钟的供水要求。消防总出水管上设置了水流指示器,在消防水泵房内设有30L/s的加压泵2台(并联)。任意一栋楼内发生火警用水时,该加压泵均可手动或自动启动,以保证消防的水量、水压。高位水箱还采取了消防水平时不被动用的技术措施。
⑾自动喷水灭火系统。根据《自动喷水灭火系统设计规范》,地下车库及地上商业部分设置湿式自动喷水灭火系统,按照自喷用水最大的一座建筑确定,最大的用水量按中危险2级确定,喷水强度为8L/mm.m2,作用面积为160m2,喷头工作压力为0.1MPa,火灾延续时间为1小时。自动喷水灭火系统由贮水池,自动喷水泵、自动喷水管网、屋顶消防水箱(位于2#楼顶)组成。自动喷水系统与消火栓系统共用消防水箱。每个建筑单体分别设置湿式报警阀,每个防火分区分别设置水流指示器。
3.结束语
⑴本小区采用变频调速供水新工艺新设备,既节能又防止二次污染,生活给水系统取消了屋顶水箱,减少结构荷载,节省投资。
⑵在消防给水系统中,采用了区域集中消防给水系统,减少了水泵的数量,节省了用电负荷及泵房面积,提高了消防给水系统的可靠性,是目前比较理想的供水方案。
⑶近年来大型高层住宅小区不断出现,由于工程量大,这些小区往往分期建设,给小区给排水设计工作带来了一定的难度。笔者认为在设计过程做好各期的衔接工作尤为重要。尤其是小区的主要设备用房如生活水箱、消防水池和水泵房等是整个小区给排水设计的核心部分,为减少重复投资、方便管理、保证小区分期使用的要求,应尽量考虑建在一期,并预留好以后各期的管线,这样既可以保证施工上的连续性,又可以满足使用上的连续性。
⑷小区给排水设备较多,管路复杂,为保证生活用水的水质、减少设备的能耗、降低设备和管道的维护费用,主要设备的选型和材料的选用既要考虑使用年限的要求,又要考虑节能和环保的要求,尽量采用新型节能设备和环保耐用的管材。
⑸从满足人们优良生活环境和小区再改建扩建,确保小区给排水管网的安全、环保、可持续发展角度出发,从设计角度来看,充足计算小区给排水水量,选择合理消防方案,进行可靠的水力计算等尤为重要。
摘要：文章总结和分析了国内外现有的集中与分质供排水体制的运行情况，并针对系统中的输送、储存等环节的实际状况与存在问题进行了分析总结。
关键词：建筑供排水分质供水分质排水
1.概述
分质供水可以分为优质饮用水、传统市政供水和中水（包括再生水、雨水和海水）三种，依据用途的不同分别供给；分质排水主要可以分为优质杂排水、杂排水、生活污水和海水冲厕水，依据收集、再生与排放的不同目的而分别设置排水系统。
有效地利用雨水也是解决城市水资源短缺的重要措施之一，沿海地区还可以利用海水来解决淡水资源不足的问题。
2.供水体制
2.1常规供水系统
目前常规市政供水系统有以下几种：
2.1.1共用低压供水系统――当给水管网水量、水压经常满足要求时，采用生活和消防共用的低压给供水系统，由城镇给水管网直接供水，不设水泵房及高位水箱。
2.1.2分散加压供水系统――当给水管网水量、水压不能满足小区内的建筑物要求时，小区内的各建筑分别设置加压水泵房，每个水泵房只负责一栋楼或几栋楼的给水，通常下面几层由市政给水管网直接供水，上面几层由水泵加压后供水。
2.1.3集中加压供水系统――当给水管网水量、水压不能满足小区给水要求时，整个小区由一个集中设置的加压泵房供水，当小区内各建筑物的高度相近时，应根据最不利点所需压力确定供水压力。
2.1.4集中加压与分散加压相结合的供水系统――对建筑物高度相差较大的小区，给水管网水压不能满足小区给水要求，集中加压站的供水压力只满足高度相近的建筑物对水压的要求。
2.2分质供水
分质供水就是根据使用目的的不同，分别供应水质不同的水，一般分为中水、市政供水和优质饮用水三种。
2.2.1中水
中水属于低品质、非饮用水，水源主要取自生活污水和冷却水，分为A、B、C三类：A为不含厨、厕排水，以冷却水、雨水、洗浴水为主的优质杂排水；B为含厨房排水的杂排水；C为杂排水和厕所排水的混合水。
我国单体建筑、大型综合建筑群都有中水利用的实例，中水供水亦采用常规供水方式：利用管网压力供水、单设屋顶水箱供水、水泵水箱联合供水。
2.2.2市政供水和优质饮用水
将传统的市政供水和优质饮用水分质供应，即前者主要用于洗涤、盥洗和洗浴等，后者是经一定区域内的净水站，将市政供水进一步深度处理、加工和净化，在原有供水管道系统上，再增设一条独立的供水管道，将优质饮用水输送至用户，供用户直接饮用，这种方式是否经济合理，在业内存在较大争议，不属于“绿色建筑”课题的研究范畴，在此不予细述。
2.2.3案例分析
河北省邯郸市滏阳河畔一花园小区，建筑面积5万平方米，居民2200人，中水主要用于冲厕、绿化和洗车，杂排水水量168立方米/天。
杂排水经初级处理（隔除毛发和固体物质），主处理（生化处理）再经深度处理（物化处理），以确保储水质量。
中水处理站设计为部分二层的带地下室建筑，采用一级提升重力流处理，最后加压供水。流程如下.
该工程设备工艺简单，各处理单元运行状态稳定，出水水质良好，满足回用要求。处理设备投资38.5万元，中水收费1.18元/立方米，低于目前邯郸市自来水水价。
3排水体制
3.1常规排水系统
目前我国普通居民住宅室内排水设计大多数采用污废水合流制，即粪便污水与其他生活污水一同经化粪池处理后排入市政管网，只有少数的高层住宅及一些智能型大厦采用污废水分流制，即只让粪便水进入化粪池而其他生活污水单独排放。根据我国目前的国情，化粪池作为一种污水予处理设施在现阶段是否必不可少，业内尚存在争议。
3.2分质排水
随着水资源短缺的加剧，污水再生利用受到越来越多的关注，与中水利用直接相关的建筑分质排水已逐步在全国范围内不同程度上被采用。分质排水系统是指按排水的污染程度分别收集、排放的方式，根据不同的再生利用需要，可以有多种分质方法。一般的做法是在建筑内设两条管道：一条为杂排水管道，收集除粪便污水以外的各种排水，如淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等，输送至中水设施作为中水水源，再生处理后可用于绿化、洗车、道路清扫、冲厕、消防和景观环境等用途；另一条为粪便污水管道，收集便器排水，经小区化粪池处理后排入市政管网。
3.3案例分析
北京中海馥园小区采用分质排水系统：冲厕污水、厨房排水管道汇集后排至室外，经化粪池处理后排入市政管网；盥洗及淋浴废水回收至2、3号楼地下2层的中水处理站，经处理后回用于室外环境绿化、浇洒道路、地下车库地面冲洗，并且预留余量供二期使用。中水处理工艺采用接触氧化法。
4.雨水利用
雨水利用也是建筑水循环中分质供水的一种，对于建筑区雨水而言主要有屋面、道路、绿地三种汇流介质。在这三种汇流介质中，地面径流雨水水质较差，道路初期雨水中的COD通常高达3000mg/L～4000mg/L；而绿地径流雨水又基本以渗透为主，可收集雨量有限；比较而言屋面雨水水质较好、径流量大、便于收集利用，其利用价值最高。雨水处理后可作为中水应用在很多方面。
5.海水利用
海水利用亦属沿海城市建筑水循环中分质供水、混合排水的一种。利用海水作为大生活用水是一项综合技术，它涉及海水取水、前处理、双管路供水、地下和屋顶贮水、卫生洁具、及系统的杀生、防腐、防渗和防生物附着技术；大生活用海水与城市污水系统混合后含盐污水的生化处理技术等。
香港海水冲厕起源于50年代末，历经40年的发展，海水冲厕已形成体系，占总人口的78.5%。每天冲厕用水约为52万立方米。像淡水供水系统一样，在香港另有一个完全独立的海水供应系统，为市区和新市镇提供冲厕用水。现在，已有76%的人口采用海水冲厕，海水用量达1.99×108m/a。
6.总结
解决城市化进程的加快和水资源紧缺之间的矛盾，必须研究传统水源之外的其他各种可供水源的水量与水质的特点，通过经济分析与对比，建立合理的供排水体制来实现水资源的优化配置，保障用户的供水安全。
参考文献：
［1］李云，李东，我国“管道分质供水”现状，中国给水排水，1999，15（1），24-25