[摘 要]近几年，随着城市化进程与现代化进程的加快推进，城市人口逐渐增多，城市的高层建筑也日益增多。高层建筑给水排水工程在维持城市居民生活中举足轻重，而其设计是一项非常困难的工作，设计者必须对其进行全面的分析，结合要求、根据工程实际情况，不算调整、改进设计。本文通过对高层住宅给排水工程的特性的分析，指出了其中存在的问题，并对其进行了设计改进，对其发展趋势也进行了展望。
[关键词]高层建筑 ;给水排水工程 ;现存问题 ;发展趋势
我国城市规划的过程中大多建筑都为高层建筑，高 层建筑的建设在很大程度上提高了土地的利用率，但是高 层建筑的施工建设难度比较大，设计的过程中施工单位 必须综合分析建筑整体结构特征，并做好给水排水系统 的布局，保证最大限度地发挥给水排水系统的作用。同时， 设计人员应该重视给水排水系统设计，采取科学规范的手 段，提高设计水平，为高层建筑的稳定运行提供保障。
1 工程特点
高层建筑给水排水工程主要分为生活给水、生产给 水和消防给水系统三类。高层建筑的给水、排水系统的 设计、施工工艺、施工管理等方面都有很高的要求。高 层建筑的给水排水工程具有以下几个方面 ：第一，静压 太高，这种特性在高层建筑的热水系统、给水系统和消 防系统中都有明显的表现 [1]。在设计时，应对竖向分区 进行合理的划分，以保证供水系统的稳定运行，防止因 静压而对系统的稳定运行造成不利的影响。通过改进设 计方案，可以解决供水系统中出现的诸多问题，确保给 水系统的安全运行。第二，高层建筑的给水、排水需求 较大。因为大厦的楼层较高，用水的人多，所以要保证 整个大厦的供水，就必须承担很大的水耗，且瞬间输送 的水量也较大 [2]。如果给排水系统的设计有问题，很可 能会造成管路堵塞，影响到人们的日常生活。第三，与 低层楼房相比，高层建筑的排水量很大，且下水道也比 较长，因此需要保证给排水工程的给水管线要长。同时， 为确保排泄系统的稳定，可以采用加长排水管的方式来 减轻压力波。此外，给排水系统可以保证排水管的通风， 使管路内的压力达到稳定。值得一提的是，对输水管线 的选用不能随便，应严格遵守有关国家有关规范，切实 改善高层建筑给排水系统的质量。
2 现存问题
2.1 雨水系统设计中现存问题
在高层住宅的给水排水工程设计中，雨水系统的设 计，特别是阳台的雨水系统和屋顶的排水设计，往往会 遇到一些如温度影响、风阻力过大等问题。为使屋顶雨 水排水设计方案具有合理性，设计者应参照当地一年中 的降雨条件，借助仿真软件，对其进行最大雨量分析。 在设计中，设计者必须充分考虑到极端气候条件下的屋 顶排水，否则会造成屋顶排水系统排水不畅，导致雨水 聚集问题。当屋顶和露台的雨水混在一起时，会造成排 水量超过设计极限，若此时遇到暴雨等极端气候，甚至 会造成露台倒灌 [3]。 因此，在实际设计中，应充分考虑到阳台的雨水状 况，并对其进行合理的设计，以确保屋顶雨水的及时排 放。针对露台倒灌问题，应采取科学、高效的方法，使 其更加合理，让露台可以充分利用其优点，而不是成为 雨水倒灌的“帮凶”。所铺设管道也应严格按要求合理 选择，排水管道铺设模型通常如图1所示。
2.2 下水道工程建设中现存问题
由于土质、建筑压力等各种因素的影响，目前，废 水处理系统的设计中出现了许多问题。其中，有两个重 要问题在下水道的设计中无法忽视。第一个问题是高层 建筑塔楼污水的排出问题。塔楼下水道是一条集雨管道， 通过裙室排放到塔内 [4]。传统的塔式下水道就是用这个 办法来处理的，但是随着时代的进步、技术的发展，我们发现在实际应用中，它存在着许多缺点。例如，在雨 季到来的时候，由于排水量的急剧增加，雨水无法及时 排出，雨水带来的压力会使管道因承受压力过大而破裂。 同时，由于缺乏对管道的有效管理和维修，造成了管道 在使用中不同程度的损坏，影响到了污水的排放。第二， 没有设置技术夹层所引发的问题 [5]。由于高层建筑的结 构较为复杂，因此在设计时应特别注意结构的设计，特 别是转换层梁的设计。另外，在排水系统中，还应该注 意排水管道与转换梁的连接，以确保排水系统的设计更 为合理。
3 给水系统设计改进
3.1 变频水泵无水箱的合理设计
在高层建筑的给水排水设计中，变频水泵的设计应 引起设计者的高度重视。水泵(如图2所示)应根据用 户的实际用水量，对影响用户用水量的各种因素进行充 分分析，根据实际情况，提出改善变频水泵无水箱的应 用方案，以确保高层建筑的正常供水，避免了不能及时 的问题。而变频水泵的实际占用空间较少，对安装工人 的技术水平也不高，可以将重点放在影响因素分析与方 案设计上。在因素分析中，可以适当采集居民意见，利 用仿真软件进行独立因素与关联因素分析，分析报告也 须由小组讨论、评审后作为设计支撑。设计方案的提出 则需要根据实际情况不断纠偏，以实现最合理的变频水 泵的设计。
3.2 降压供水系统的设计
在供水系统的设计中，应加强对降压供水的设计。 本文从高层建筑用水现状出发，对减压给水模式的优越 性进行了分析，认为这种方法可以有效地提高泵的利用 率，并提高小区供水的利用率。通常，采用自顶向下的 方法，可以有效改善泄压阀的设计合理性，减少水的损 失，改善供水系统的稳定性。
3.3 高位水箱的合理设计
在高层建筑给水排水系统的设计中，设计者要考虑 到各种因素的影响，对高位水箱进行合理的设计，并根 据整体供水系统的实际情况，对其进行适当的配置。同 时，根据用户的实际情况，对高水箱的配置进行适当的 调节。如有必要，应使用精密仪器，对高水罐的安装位 置进行测量，减少其对周边住户的影响。
3.4 供水管线的规格
在供水和排水工程中，需要设置各种规格的管线， 所以要对供水管线进行合理的布局，以确保供水工作的 正常进行。第一，严格按照国家有关法规，对管线的质 量进行严格的控制。第二，供水系统的安装要按照管线 的类型、数量等情况，制定一套完整的管线安装方案。 主管部门应督促施工方制定管线安装方案。第三，在安 装管线时，要根据设计图纸，对管线进行适当的布置， 并做好管线的搭接，确保整个管网的正常运转。 在某建筑面积为60767m2 ，由办公楼、行政办公楼、 商业餐饮及相关配套设施等构成的工程中，供水系统主 要根据其建筑特点以及周围环境设计，其地面一到三楼 由市政供水，充分利用了外部管网的压力，节约能源。 地面四楼及以上区域采用抽水增压。该项目在一楼设有 一座生活水泵房，每座塔楼设有60m 的不锈钢生活水箱， 用于储水，两座塔的水箱相互后备，以确保供水的可靠 性。在各塔的低、高区分别设有一组变频水泵。供水管 道为下行上送式，主管道在一楼。地下一层，主要用途 是汽车和非机动车辆停放，局部设置人防设施。
4 排水系统设计改进
4.1 合理布置排水孔
在高层建筑的排水设计中，应注重排水管道的设计， 以改善其设计的合理性。并结合排水系统的总体特征， 确保排水口工作顺畅、高效。在排水水口的处理中，应 充分考虑到管道内的压力特性，以确保管线在工作时能 经受住内部的压力，从而防止管线断裂。同时，在排水 口处理完毕后，还要进行试水测试，充分考虑到整个系 统的工作特性，降低其他因素对排水系统的影响，从而 使排水系统的运行更加稳定。同时，要考虑到生态环境 问题，加强对下水道的环保和清洗，以防止污水随意排 放，从而对当地的生态环境产生不利的影响。
4.2 做好排水管的设计
在排水系统的设计中，应注意加强排水管的设计。 根据高层建筑楼层高、排水量大、排水压力大等特点，设 计人员要对管道、管道型号、数量等进行详细的分析，并 根据总的排污情况对管道进行布置，提高整个排水系统 的设计水平。对于污水排放比较多的地区，如厨房、厕所， 设计者必须在管线安装完毕后进行试水测试，以确保管线 可以满足高层建筑的排污要求，并防止管道损坏。
4.3 管线敷设质量的控制
为了保证管线的施工质量，必须对管线进行合理的 设计。对工程监理、质量检验也要进行严格的控制。在 最初的设计中，专家们都会给出自己的建议，并进行严 格的审核。既要确保设计的合理，又要监督和确保施工 人员按设计图纸和图纸来布置管线。另外，有关部门还 应严格检查施工工艺和质量，以保证给排水管道的安装 质量。
4.4 排水管道材料的选用
目前，排水管道的材料种类繁多，在进行工程设计 时，应充分了解各种材料的特性。每一种材料都有其优 点和不足之处，所以在设计时要根据建筑的使用特性来 进行有效的选择。厨房排水时，污水中可能含有较多的 油，在选择管路时应尽量选用不易产生油的材料，同时 要考虑到污水、废水中的污染、腐蚀物质、水压、锈蚀 等情况，应选用坚固耐用、不易锈蚀、不易锈蚀的管材。 由于以上原因，常规的金属管材及一般的塑胶管材均不 能满足要求，目前比较理想的 UPVC 材料是 UPVC，不 但其使用效果好，而且造价低，适于大规模施工。
4.5 管线品质的控制
除了解决输水管线的问题外，输水管线自身的质量 也直接影响着人们的日常生活和排涝。因此，确保管线 的品质在目前的阶段也是非常关键的，并且能够有效地 与推广可持续发展策略相结合。各用户自己的供水、排 水系统都要进行相应的品质提升，以保证在密封、防火、 防漏等方面都得到改善，从而使整个管线的质量得到进一 步的提升，从而避免因一些小小的问题而酿成大的事故。
4.6 强化设计监管
给排水工程设计中出现的问题，主要是由于监理工 作中的疏忽而造成的。因此，要确保给排水管道的安装 质量，除了在整个施工过程中要加强监督外，有关方面 也要注意，让有关的施工场地也能得到第三方的监督， 这样才能确保各方面的设计和各方面的工作都能达到高 质量。如果能认真地管理好设计和执行，问题就会少很多。 在广州某工程中，其排水系统设计较好，室内和室 外使用的是分流系统。雨水和污水从室外分流进入城市 污水管网。将室内的排泄物和生活污水分开，通过化粪 池将其与生活污水一同排放到户外下水道。通过隔油池 对厨房油烟的处理，将其排放到户外下水道。2-4-17层 的办公排水管在架空层相对集中收集到下水道。厕所内 设有专门的排水管，与6个或更多个排水管相连的排水 管采用环状通风管。二楼及以上的污水通过排水支管、 竖管和横向管向外排放，第一层的污水是单独排放的， 地下的污水通过管道收集到集水井，通过潜污泵将其提 升到室外。塔顶雨水排水则采用了重力式雨水排水，其 设计重现期为10年，降水时间为5分钟。另外，商务裙 房还需加上两座高层塔楼的边墙面积，以0.5换算出屋 顶蓄水面积。室外雨污的设计重现期为2年，降水持续 时间为10分钟。
5 发展趋势
5.1 智能化
科技是第一生产力，科技有人创造，为人服务。在 科技逐渐影响人类生活、生产的同时，也在促使高层建 筑给水排水工程不断向智能化迈进。系统的设计、影响 因素的分析与仿真、极端天气对工程的影响、系统的监 测与优化都可以在不断智能化中生机实现。因此，高层 建筑给水排水工程存在的问题及发展趋势研究随着科技 的进步，越来越多的新型给水排水装置被开发和应用， 因此，在高层建筑的给水排水系统的设计中，必须合理 引进科技手段，以提升其智能化程度。随着智能化程度 的不断提高，能够实时监控水流的各项指标，改善供水 系统的运行稳定性，在今后的发展中，将会使排水系统 的智能化程度得到进一步的提高。
5.2 提高能源利用率
在今后的高层建筑中，给排水系统的设计将会更加 重视节能，并不断地改善其节能效果。比如，可以适当 地使用变频调速泵，或使用节能的加热器，以降低能耗。 今后在高层建筑的给水和排水系统的设计中，应从节能 的观点出发，进一步提高其利用效率。比如，安装节水阀， 降低水资源的浪费，安装智能化的控制装置，以确保水 资源的有效使用。
5.3 利用绿色能源
利用太阳能制造家庭用水，节约能源和燃气太阳能 技术在给水系统中也可以达到节能和环境保护的目的， 目前太阳能技术不断发展，可以将太阳能转化为其他能 源，例如，太阳能发电可以用来制造热水。太阳能作为 一种洁净的能源，其能量特征可以被高效地用于给水系 统，在实际使用中，可以使用太阳能热水器、热泵热水 器等替代例如燃油、燃气热水器、电锅炉等常规设备。 在太阳能热水器的应用中，涉及集热器、储罐、给水箱、 循环管、循环泵等部分，而由于我国的地理环境比较特 殊，所以大部分地方的日照时间都比较充裕，可以充分 利用太阳能。在太阳能资源的利用上，可分为真空管和 平板两种。如果是一栋楼或者多栋楼，则可以安装一套 太阳能热水器，安装一个热水罐，用来加热热水器，在 一个房间里安装一个快速热水器，这个热水器可以安装 在屋顶、墙壁、阳台等光线比较好的地方。
5.4 更美观，更简洁
随着人们对生活质量的要求越来越高，在今后的高 层建筑中，给排水系统的美观度将越来越受到重视。根 据高层建筑的结构特征，对管道进行合理布置，以确保其外观和结构的优美。另外， 高层建筑的空间资源和给水排水系统的复杂性使得其运 行和维修费用大大提高。采用新技术新方法，可使排水 系统简洁高效，这是目前高层住宅给排水系统的发展趋 势和发展趋势。
6 结语
由于高层建筑结构复杂，给排水系统的设计也比较 困难。在设计时，要充分考虑建筑物的特性，注重给排 水系统的设计，并对其进行合理的设计，以确保用水的 科学性和合理性，达到节能、降低成本、提高企业效益、 改善人们在高层建筑中的生活质量。
参考文献
[1] 杨晓彤 . 高层建筑给水排水工程设计现状及发展趋势 [J]. 商 品与质量，2021(13)：360.
[2] 黄硕 . 高层建筑给水排水工程设计现状及发展趋势 [J]. 城镇 建设，2021(16)：310.
[3] 王保文 . 高层建筑给水排水工程设计问题及优化策略 [J]. 城 市建设理论研究 ：电子版，2019(35)：1.
[4] 王祥意 . 高层建筑给水排水工程设计问题及优化策略 [J]. 建 材与装饰，2019(15)：2.
[5] 黄志旭 . 高层建筑给水排水工程设计问题及优化策略 [J]. 四 川水泥，2019(11)：1.
作者：唐 莹
