宋春陽 (安徽省建筑科學研究設計院,安徽 合肥 230031)
隨著我國國民經濟的快速發(fā)展,城市化進程的高速推進,城市用地的日趨緊張,高層住宅已是大多數(shù)人住房的首選。因高層住宅建筑高度較高,用水安全和消防安全的問題突出,因此高層住宅的給排水設計是否合理非常重要,這不僅影響了建筑功能的發(fā)揮,還影響了業(yè)主的正常生活和生命安全。
高層住宅的生活給水水源通常為城市自來水。設計前應對項目周邊的水源情況做充分了解,明確市政給水接口的位置、管徑和壓力,明確項目周邊的市政給水管網是否滿足兩路供水的要求。
高層住宅的供水形式通常分為兩種:無負壓供水和變頻供水。兩種供水方式各有優(yōu)缺點,應根據(jù)不同的情況選擇。
①無負壓供水是以市政管網為水源,充分利用了市政管網原有的壓力,形成密閉的連續(xù)接力增壓的供水方式。無負壓供水主要由無負壓穩(wěn)流罐、壓力罐、無負壓控制柜、水泵、電機、負壓消除器、管路組件等組成。無負壓供水的優(yōu)點:充分利用市政管網壓力,可以節(jié)省能源,系統(tǒng)采用全密封方式運行,避免對水的二次污染。不需要生活水箱,節(jié)省占地面積。設備停電時可由市政管網供水,低層建筑仍然可以持續(xù)供水。無負壓供水的缺點:一旦市政管網停水,用戶很快會沒水用;供水的穩(wěn)定性受市政管網的影響較大,設備成本相對較高。
②變頻供水的進水為水箱方式,通過變頻泵組向生活管網進行加壓供水,水壓要從零加壓到目標值。變頻供水主要由生活水箱、水泵、變頻控制柜、壓力傳感器等組成。變頻供水的優(yōu)點:設備的可靠性較高,使用周期長,能滿足高層建筑的需要。有水箱儲水,在市政管網停水時能應付短時連續(xù)供水。變頻供水的缺點:不能利用外網水壓,水能源消耗大,安裝、清洗維護麻煩,存在水質污染問題。
③通過以上分析,在高層住宅的供水形式選擇上,我們可以得出以下結論:其一市政供水壓力穩(wěn)定、水量充足時,無負壓供水可充分發(fā)揮優(yōu)勢,在節(jié)能效果方面優(yōu)于變頻供水;在占地面積方面也低于變頻供水,可考慮優(yōu)先采用。其二市政供水壓力不穩(wěn)定、水量不充足時,無負壓供水需要增加水箱作為備用水源,在設備成本方面高于變頻供水,節(jié)能方面效果也不會很明顯,因此可考慮采用變頻供水。
因高層住宅的建筑高度較高、層數(shù)較多,生活給水應采用分區(qū)供水。根據(jù)《建筑給水排水設計標準》,高層住宅建筑分區(qū)供水的系統(tǒng)選擇,應符合下列規(guī)定:
①充分利用城鎮(zhèn)給水管網的水壓直接供水;
②給水系統(tǒng)的分區(qū)應根據(jù)建筑物用途、層數(shù)、使用要求、材料設備性能、維護管理、節(jié)約供水、能耗等因素綜合確定;
③當生活給水系統(tǒng)分區(qū)供水時,各分區(qū)的靜水壓力不宜大于0.45MPa;
④住宅入戶管供水壓力不應大于0.35MPa;
⑤生活給水系統(tǒng)用水點處供水壓力不宜大于0.20MPa,并應滿足衛(wèi)生器具工作壓力的要求。根據(jù)以上規(guī)定,高層住宅的生活供水通常會分為市政直供區(qū)和二次加壓區(qū)。其中市政直供區(qū)的供水層數(shù),應根據(jù)項目周邊的供水壓力和供水管理部門的相關規(guī)定合理確定,二次加壓區(qū)應根據(jù)建筑的層數(shù)和高度每6層~8層設置一個加壓分區(qū)。
高層住宅的排水體制應采用雨污分流、污廢合流的排水體制,主要分為污廢水排水系統(tǒng)、雨水排水系統(tǒng)、空調冷凝水排水系統(tǒng)等。
高層住宅的污廢水排水系統(tǒng),由排水點經排水橫支管至排水立管,在底層排至室外污水檢查井,最終排至市政污水管網。住宅污水主要為衛(wèi)生間的糞便污水,廢水主要為廚房、洗衣機、衛(wèi)生間的洗滌廢水。高層住宅的廚房、洗衣機廢水排水通常采用單立管排水,頂部設通氣帽的排水方式。高層住宅的衛(wèi)生間排水通常采用單立管排水,配專用通氣立管以H管和排水立管相連,頂部設通氣帽的排水方式。
具體設計時,高層住宅的污廢水排水系統(tǒng)需要注意以下幾點。
①高出屋面的通氣管設置應符合下列規(guī)定:a.住宅屋面為經常有人停留的平屋面時,通氣管口應高出屋面2m;b.住宅屋面為不上人屋面時,通氣管高出屋面不得小于0.3m,且應大于最大積雪厚度。
②高層住宅建筑的排水立管應每層設置檢查口,檢查口中心高度距操作地面宜為1.0m,并應高于該層衛(wèi)生器具上邊緣0.15m;當排水立管設有H管時,檢查口應設置在H管件的上邊。
③高層住宅的底層污廢水應單獨排出室外。
④衛(wèi)生間的污水需經化糞池處理后,方可排至室外污水管網。
高層住宅的雨水排水宜采用重力排水系統(tǒng),有組織收集,在屋面設置87式雨水斗或側入式雨水斗收集雨水,經雨水懸吊管、雨水立管排至底層散水、排水溝或室外雨水檢查井。
具體設計時,高層住宅的雨水排水系統(tǒng)需要注意以下幾點
①高層住宅的屋面雨水斗數(shù)量應按屋面總的雨水流量和每個雨水斗的設計排水負荷確定,且宜均勻布置。
②高層住宅設置雨水內排水系統(tǒng)時,除敞開式陽臺外,應設在公共部位的管道井內。
③建筑屋面各匯水范圍內,雨水排水立管不宜少于2根。
根據(jù)《建筑給水排水設計標準》,空調冷凝排水應單獨設置排水管道,排入室外雨水管道。高層住宅的空調形式大多數(shù)為分體空調的形式,可在室外空調機等合適位置,設置空調冷凝水排水立管。若室外空調板設置翻邊,則在空調板上設置排水地漏收集空調冷凝水;若室外空調板不設置翻邊,則在室外空調洞口下方設置排水接口收集空調冷凝水??照{冷凝水排水在底層,排至室外雨水管道還是污水管道,還應根據(jù)項目所在地區(qū)的排水管理部門要求確定。需要注意的是為防止污蝕氣體對住戶產生影響,空調冷凝排水接入室外排水管道時,應采用間接排水的方式。
根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》,高層住宅需設置消火栓給水系統(tǒng)。消火栓給水系統(tǒng)分為室外消火栓給水系統(tǒng)和室內消火栓給水系統(tǒng),室外消火栓給水系統(tǒng)通常由室外總圖統(tǒng)一設計,本文不做詳細介紹。室內消火栓給水系統(tǒng)由消防水源、消防給水設施、消防給水管網、室內消火栓設備、控制設備等組件組成。
①因高層住宅的建筑高度較高,市政給水管網的壓力不滿足室內消火栓給水系統(tǒng)的要求,因此高層住宅室內消火栓給水系統(tǒng)通常采用臨時高壓給水系統(tǒng)。在小區(qū)地下車庫內設置消防水池和消防泵房,作為室內消火栓系統(tǒng)的消防水源,提供2h的室內消火栓用水量。
②消防給水設施主要包括消防水泵、消防水箱、水泵接合器等,主要任務是為系統(tǒng)儲存并提供滅火用水。其中消防水泵位于地下消防泵房內,從消防水池吸水并加壓至系統(tǒng)所需的壓力。消防水箱位于小區(qū)最高樓屋面,提供消防初期用水量。水泵接合器設置于底層室外,是連接消防車或機動消防水泵,通過消防水泵接合器接口向建筑物內的消防給水管道輸送消防用水,使室內的消防栓得到充足的水壓,解決消防車對高層建筑滅火困難或因建筑物內部消防給水管道,由于水壓過低造成的供水不足等問題。
③高層住宅的室內消火栓給水管網應采用環(huán)狀管網供水,當其中一條發(fā)生故障時,其余的輸水干管應仍能滿足消防給水設計流量。
④室內消火栓設備主要指室內消火栓箱,包括水帶、水槍、栓口等。當高層住宅建筑高度大于54m時,室內消火栓的布置應滿足同一平面有2支消防水槍的2股充實水柱,同時達到任何部位的要求;建筑高度小于或等于54m,且每單元設置一部疏散樓梯的住宅,可采用1支消防水槍的1股充實水柱到達室內任何部位。
⑤根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》第11.0.4條:消防水泵應由消防水泵出水干管上設置的壓力開關、高位消防水箱出水管上的流量開關,或報警閥壓力開關等開關信號直接自動啟動消防水泵。
給排水系統(tǒng)是高層住宅的重要組成部分,對建筑質量與住戶使用都具有重要影響。本文從設計角度對高層住宅的給排水系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析,以期對同類工程提供借鑒參考。