关键词：高层建筑给水方式排水系统通气系统。
随着国民经济的快速发展和科学水平的不断提高，高层建筑逐渐成为发展的趋势，高度和层数也在不断的增加，随着社会的发展需要，高层建筑已成为现代化大都市的一种标志，而高层建筑的迅猛发展也标志着我国建筑技术的日益成熟。
高层建筑具有建筑面积大、高度大、用水要求高、排水量大、火灾扑救难度大等特点，而随着人们生活水平的提高和科学技术的进步，人们对住宅等的要求也越来越高，因此，对建筑给水排水工程的设计提出了更高的要求。
高层建筑给水排水工程的特点
高层建筑给水排水工程与一般多层建筑和低层建筑给水排水工程
相比，基本理论和计算方法在某些方面是相同的，但因高层建筑层数多、建筑高度大、建筑结构复杂，以及所受外界条件的限制等，高层建筑给水排水无论是在技术深度上，还是在高度上，都超过了低层建筑给水排水工程的范畴，并具有一下特点。
（1）高层建筑给水排水设备的使用人数多，瞬时的给水流量和排水流量大，若发生停水和排水管道堵塞事故，影响范围较大，所以必须具备安全可靠的水源，以及经济合理的给水排水系统形式，并妥善处理排水管道通气问题，以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。
（2）高层建筑层数多、高度大，给水排水消防系统中的静水压很大，为保证管道及配件免受破坏，必须对给水系统进行合理的竖向分区，加设减压设备以及中间和屋顶水箱，使系统运行完好。
（3）高层建筑的功能复杂，失火的可能性大，失火后蔓延迅速，人员疏散及扑救困难。因此，高层建筑的消防系统的安全可靠性必须要比低层建筑高。由于目前我国消防设备能力有限，扑救高层建筑火灾的难度较大，所以高层建筑消防给水的设计应“立足自救”，方可保证及时扑灭火灾，防止重大事故的发生。
（4）高层建筑由于室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多，必须考虑管道的防震、防沉降、防噪音、防管道伸缩变位等措施。
（5）高层建筑由于给水排水、消防、采暖空调、电气等各种管道设备繁多，设计时要做好各管线的综合布置，处理好各种管线的综合交叉，以便于日后维修。
2高层建筑给水系统设计
高层建筑给水系统的确定，主要取决于建筑的性质和建筑内部的设施水平。高层建筑的给水方式主要分以下三种：高位水箱供水、气压罐供水及水泵直接供水（或无水箱供水）。
2.1高位水箱给水方式
高位水箱供水方式包括水泵和水箱。高位水箱的作用是存储调节本区的水量和稳压。水箱内的水由设在水泵房内离心水泵供给。根据加压水泵与高位水箱设置方式不同，又分为并列供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式等四种类型。对于高层建筑采用水箱水泵分区供水方案的，一般存在下列条件：外网水压不够；流量不满足设计流量；须通过调节池用泵升压供水；建筑物允许设水箱，水压要求平稳。水泵可采用恒速泵。但各种水箱供水方式均有优缺点，设置水箱，增加了供水的可靠性，防止一旦停电，全楼立即停水的现象发生。但增加了结构负荷，水箱供水水质比较差，应采用防止二次污染的措施。
2.2气压罐供水方式
气压罐的设备包括离心水泵和气压罐。气压罐供水方式平时由气压罐维持管网压力，并供用水点用水，当压力下降至最小工作压力时，泵启动供水，并向气压罐内冲水，至最大工作压力时停泵。气压罐供水方式可适用于不能设置高位水箱的建筑物和地震区建筑。这种供水方式具有节省基建投资；便于集中管理，较易实现自动控制；罐内水质不易受污染等优点，但也存在供水压力不稳，常出现周期性的波动；气压罐有效容积有限，储水量少，水泵启动频繁，水泵效率低，缩短水泵使用寿命，而且增加了设备运行费，供水可靠性差等缺点。
2.3水泵直接供水方式
变频调速水泵给水是目前高层建筑中普遍采用的一种给水方式。变频调速供水装置是采用离心式水泵配以变频调速控制装置，通过改变电机定子的供电频率来改变电机的转速，从而使水泵的转速发生变化。调节水泵的转速，可以改变水泵的流量、杨程和功率，使出水量适应用水量的变化，实现变负荷供水。变频调速供水的最大优点是：高效节能；设备占地面积小，不设高位水箱，减少了建筑负荷，有效的避免了水质的二次污染，给水系统也随之相应简化。但变频器价格贵，整机费比其他给水设备昂贵，且对环境条件要求较高，易受外界电池干扰而影响机组正常运行等缺点。
3高层建筑排水系统设计
排水系统主要排除粪便污水、生活废水和雨水。高层建筑标准较高的旅馆等尚有冷却水及特殊排水。
排水管道的布置
建筑物内排水管布置应符合下列要求：1）自卫生器具至排水管的距离应最短，管道转弯应最少，排水出户管应以最短距离排至室外。2）立管宜设在排水量最大、靠近最脏、杂质最多的排水点处。立管尽量不转弯。3）排水管不得穿越伸缩缝、变形缝、沉降缝、烟道和风道等。4）有利于安全和建筑物的使用、维修及清通。
3.2排水管道的敷设
建筑物内排水管敷设应符合下列要求：1）管道之间、管道与墙之间要有一定的间距，管道穿墙、穿楼板、基础要预留洞。2）排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45°弯头或弯曲半径小于4倍管径的90°弯头。
3.3通气管系
高层建筑层数多、高度大，卫生器具多，排水量大，且排水立管联接的横支管多，多根管同时排水，由于水舌的影响和横干管起端产生强烈冲击流使水跃高度增加，会引起管道中较大的压力波动，导致水封破坏，室内环境污染。为防止水封破坏，保证室内环境质量，高层建筑必须对排水系统中气压变化幅度予以控制，通气管系即起着这种控制平衡作用。因此，高层建筑通气系统的好坏，对排水管系排水能力的充分发挥和保护系统的水封不被破坏起着极为重要的作用。
3.3.1高层建筑排水系统通气方式
高层建筑排水系统采用的通气方式通常有三种：即，专用通气、环形通气和卫生器具通气。三种通气方式，各由不同功能的通气管组成：1）专用通气管系由专用通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。2）环形通气管系有两种形式：一种由环形通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成；另一种由环形通气管、副通气管和伸顶通气管组成。3）器具通气管系统由器具通气管、主通气管、伸顶通气管和结合通气管组成。
3.3.2各种通气管及其作用
器具通气管
对一些卫生标准与控制噪声要求较高的排水系统，应在每个器具排水管上设置器具通气管。器具通气管从卫生器具存水弯出口端接出，在高于卫生器具上边缘不小于0.15m处与通气立管连接，器具通气管通气效果最好，可以防止器具的自虹吸且有控制噪声的作用。
环形通气管
环形通气管是连接于排水横支管与通气立管之间的通气管道，以便对连接较多卫生器具或超过允许负荷的横支管进行通气。通气立管与排水立管可在同侧设置（称主通气立管），也可分开设置（称副通气立管），需视具体布置条件而定。
安全通气管
在设环形通气管的情况下，若一根横支管接纳的卫生器具数量甚
多，或横支管过长时，还需设安全通气管以加强通气能力。
专用通气管
除设置环形通气管情况下必须设置通气立管外，在高层建筑中，
若每层联向排水立管的卫生器具不多且连接管段较短并当排水立管超过允许排水负荷时，设置专用通气立管，可以增加排水立管的排水能力并可以起到很好的保护水封的作用。
结合通气管
结合通气管是连接排水立管与专用通气立管或主通气立管的通
气管路。其作用是当建筑物上部横支管排水时，排水立管内水流下落，管内水流前方的空气被压缩产生正压力，通过结合通气管将气体释放到通气立管中去，从而使排水立管水流畅通，气压平衡。
伸顶通气
伸顶通气管指排水立管最高层检查口以上伸出屋面部分的管道，该部分管道与大气相同，可以平衡管道内的压力波动，排除有害气体。
4高层建筑给水排水的发展趋势
高层建筑给水排水设备的完善程度，必须考虑今后的发展和要求。目前高层建筑给水排水技术有待解决的问题主要有以下几个方面：1）采用完善、舒适、便于维护管理、集中控制以及自动化的给水排水系统和设备。2）注意采用节水、节能的给水排水系统方式和设计方法，研制此类设备及附件。3）新型减压、稳压设备的研制与应用。4）安全、可靠、经济、实用、运行管理方便的供水技术与方式的研究与推广应用。5）发展体型小、质量轻‘能耗低、效率高、无噪音的整体式设备。6）提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施。7）低成本、高效能的新型管道材料开发与应用。8）高层建筑消防技术与自动控制技术。
结语
关键词：建筑工程、超高层建筑、给排水系统、设计
中图分类号：TU198文献标识码：A
一、前言
建筑给水排水工程主要由给水系统、排水系统、热水系统与消防系统构成，超高层建筑的室内给排水设备多，管线种类也很多。而我国现行的技术规范在实际施工中充满了随意性和主观性，各种指标纷杂不一。因此想要保证高质量的施工工程，对超高层建筑给水排水工程设计的研究是非常有必要的。
二、超高层建筑给水排水工程的特点
超高层建筑对各方面的技术要求都比较高，尤其是在给水排水工程方面，必须采取相应的高新技术保证良好的给水排水功能。超高层建筑的给水排水系统与一般建筑相比具有以下特点：
1、因为楼层多、高度大等特点，超高层建筑的给排水系统及消防系统的静水压力都很大，为了保证系统能够正常运行，必须进行相关的减压措施。
2、超高层建筑的居住人口比较多，相对于一般建筑来说，其给水排水流量是非常大的，因此，其故障问题也比较严峻，需要对其进行特别的安全保护设置。
3、在消防安全方面来讲，超高层建筑的火灾蔓延更加迅速也更难扑灭，造成的危害也更大因此，对于给水排水系统的设计提出了更高的要求，并且需要设计相关的自救措施以便及时有效的扑灭火灾。
4、超高层建筑内遍布各种管道，错综复杂，包括有排水管道、给水管道、消防管道等等。这些管道错综复杂，管理起来很困难，因此要在考虑多方面要求的基础上进行综合设计管理。
5、与一般建筑相比，超高层建筑给水排水系统的管道线较长，负担也比较重在设计时，必须考虑到其防震、防伸缩变形等方便的功能，以维护其正常运行，保证超高层建筑内居民的生活质量。
三、超高层建筑给排水系统设计
1、生活给水系统设计
（1）供水方式选择
超高层建筑设计中，给水方式的选择关系到整个给水系统的安全性、可靠性、工程投资、运行费用、维护管理及使用效果，因此给水方式的选择是至关重要的。现行给水设计通常采用以下3种方式：第一种方式是由市政管网直接供给，第二种方式采用水池水泵房屋面水箱用水点的流程供水，第三种方式采用水池变频供水设备用水点方式供水。
采用第一种供水方式系统简单、投资省、安装维护便利，可充分利用市政给水管网水压，节约能源，但由于内部无贮备水量，当外网停水时，将使内部断水因此供水可靠性差。采用第二种供水方式，因水池、水箱贮备有一定水量，当停水停电时，可延时供水，因此供水可靠，水压稳定，但不能利用市政管网水压，能源消耗较大，安装维护麻烦，投资较大，有水泵振动、噪声干扰，且易产生供水的二次污染，另外由于增加了屋面水箱，相应地增大了结构荷载。采用第三种供水方式，由于水池贮有一定水量，因此供水可靠，设备布置集中，便于维护管理，同时由于变频供水设备可根据用户实际用水情况，通过调节水泵转速或运行台数以调节水量，因此能源消耗较少，但是水泵型号较多，选型技术要求高，水泵控制调节麻烦，且投资额较大。
综上所述，以上三种供水方式各有利弊，不能一概而论，应结合设计项目的实际情况，经综合考虑，选出最适合的供水方式。
（2）减压措施
超高层建筑的室内给水系统相对于一般建筑是处于高压状态，不稳定因素较多。为防止意外事故的发生以及检修的需要，系统应当有减压稳压组件及相关技术措施。给水系统上的防超压措施主要有减压阀、减压稳压消火栓、安全阀、泄压阀、减压孔板及节流管等。其中，给水系统经常用减压阀进行分区，用来分区的减压阀有比例式和可调式的。
2、排水系统设计
（1）排水管的承压
重力排水管是非满管流，重力雨水管是满管流，但两者均不是压力流系统。因此在考虑排水管的承压问题时，不能完全按排水立管的高度确定管材的压力等级。当排水管管径为DNl50、立管高度100m时，如果压强达到0.1MPa，即使管道内有堵塞物，也会被如此大的压力冲走，很难停留，所以我们认为排水管管材选用0.1MPa的压力等级是安全的。在实际的项目中，超高层建筑主楼屋面的特点是面积不大但高度很高，为了更安全可靠，重力雨水管往往采用了压力等级更高的金属管材。
（2）单立管排水
一般特殊的单立管排水系统适用于以下情况：排水立管设计流量大于普通单立管排水系统排水立管的最大排水能力；住宅、宾馆和卫生间较小的公共建筑；卫生间或管道井面积比较小的建筑；要求降低排水水流噪声和改善排水水力工况的场所。而超限高层建筑的客房层通常都能上下对齐，但建筑面积有限，又要满足五星级房间面积的要求，客房的管井面积会比较紧张，可选择特殊单立管排水系统。特殊单立管排水系统与普通排水系统相比，可节省专用通气立管，有良好的排水和通气能力，可减少排水水流下落时因冲击、紊流而引起的噪声。但是在立管汇合时，需要采用特殊配件的接头，接头的尺寸会较大。
（3）雨水系统及空调冷凝水系统
高层住宅楼的屋面雨水及阳台雨水通常单独设置立管排放，空调冷凝水及空调机隔板雨水也由专门管道收集后一起排放。一些户型专门为空调机设计凸窗，将空调放置在凸窗下，而空调机的隔板即为下一层的凸窗，在这情况下，设计时考虑空调机隔板的雨水排放孔设在侧面，即从侧面接一管子接入立管，使得空调机隔板的雨水顺利排放而不会流至楼下。
3、消防系统设计
（1）消火栓系统
（2）自动喷水灭火系统
关键词：高层建筑消防给水系统问题
Abstract:thecharacteristicsofthehighbuildingsfire,decidedtothebuildingofthefirewatersystemmustbesettosavefacilitiesisgivenpriorityto,thefirewatersystemhighbuildingfireextinguishingsystemistheimportantcomponent.Expoundsthehighbuildingfiresystemseveraltypesofthefirewatersystemofhigh-risebuildingisanalyzed
Keywords:highbuildingfirewatersystemproblem
中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：
引言
随着经济的发展，建筑业中各种超高层建筑不断涌现，消防给水设计是超高层建筑设计中的一个重要环节，由于超高层建筑其建筑高度大，功能复杂，在消防给水系统的设计过程中往往存在着：分区多，管路复杂，管道系统受压过高，系统联动控制复杂，水泵运行过程中管道易出现超压现象，严重时甚至会出现管道破裂现象等一系列问题。
1高层建筑消防给水的几种形式
1.1高位消防水池供水形式
这种供水方式是在高层建筑的屋顶设置大容量消防水池（水池的容积以灭火灾延续时间内所需要的全部消防用水为度），平时利用生活加压水泵将水一次抽升至屋顶消防水池贮存。当火灾发生时，直接依靠水池中的消防贮水，通过室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统进行灭火。除因屋顶消防水池设置高度不够，需要在顶层设消防增压泵以满足建筑最高几层消防设施所需的压力外，无需再设消防专用水泵和相应的控制电器系统。尤其是对于50m以卜，需要分区减压供水的高层建筑，该特点尤为突出，只需在分区的适当高度和部位设置小容量的调压水箱，即可满足消防使用要求。
1.2消防专用水泵一屋顶高位水箱供水形式
这种供水方式是高层建筑消防给水设计中采用最多、最易接受的一种方式。在高层建筑屋顶设小容量的高位水箱，一般和生活用水合用，并且满足10min的消防用水量。在建筑物底层（地下室）或室外设消防专用水池、水泵及泵房。
与高位消防水池供水方式最大的不同点在于消防供水灭火的任务主要是由消防专用水泵来完成。从建筑的高度及分区情况看，该供水方式又可分为一次加压供水，分区并联加压供水及分区串联加压供水3种形式。一次加压供水适用于建筑高度在50m以下，且不需要分区供水的高层建筑。分区并联加压供水或分区串联加压供水，用于建筑高度超过50m，且需要分区减压供水的高层建筑。
1.3消防气压罐供水形式
该种供水方式与其他供水方式的不同点在于无需另设高位水箱，使消防管网始终处于常高压状态。消防安全可靠性高，但对供电要求严格，需两路电源或柴油发电机供电系统。
1.4全自动恒压变频调速供水形式
这是一种用于生活、消防的新型节能供水设备。它采用了最新的交流变频调速技术和自动化技术，对管网压力实行检测，控制水泵转速、扬程等，保证了管网压力的恒定。其特点是生活、消防供水共用一组水泵，并共用备用水泵，减少了设备的占地面积，避免了因水泵久置用而锈蚀所引起的不安全因素，增强了消防供水的安全可靠性，该供水方式同消防专用水泵一高位水箱供水方式基本相同。
2水喷雾灭火系统给水泵和稳压泵的设计
水喷雾系统是否必须单设给水泵？对一般民用建筑而言，常用的设置水喷雾的场所有柴油发电机房和燃油燃气锅炉房。按民用建筑设计只考虑一次火灾的原则，水喷雾系统与自动喷水系统不会同时使用，可以合用一组给水泵。一般而言，自动喷水泵的流量和压力是满足水喷雾设计参数的，有时压力偏高（如大于0.6Mpa）时应设减压阀减压。
如果分别设置给水泵组，水喷雾系统是否应设稳压泵（消防检测机构要求设，有何依据）是否应与高位水箱相联？从设计原理来讲，可以与自动喷水系统相连，合用高位水箱和稳压泵组，技术上合理，并且节省投资和运行费用。
3设计中应注意的问题
实际工程中，有的设计未设高位水箱，只设气压罐和稳压泵，供给消火栓系统和自动喷水系统，且气压罐容积为450L，仅满足30s消防用水量。理由为：一旦发生火灾，灭火设备开启，气压罐压力下降后，消防水泵就自动启动，有了消防水池作为水源，消防给水设施就能正常运行。虽然《喷规》规定不设高位水箱的建筑，可设气压罐作供水设备；《建规》也规定设置临时高压给水系统的建筑物应设消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱）。但规范均对其容量作出了要求：应满足10min消防用水量。这种“小罐”显然满足不了要求。因此不许用“小罐”代替高位消防水箱。
有些建筑的稳压系统在设计表面上看似乎很完整。设有气压罐、旁通管、两台稳压泵一用一备。但实际运行时，系统会延迟升压，水回流至水源。主要原因就是每台稳压泵出水管上无止回阀，旁通管也没有止回阀。当一台稳压泵工作时，工作泵的高压水通过另一台不工作泵和旁通管回流至消防水箱。稳压泵停止运行后，气压罐的高压水也会回流至消防水箱。
在自动喷水系统中，经过稳压泵加压的水流应经过报警阀，不允许直接与报警阀后管道相连。有的工程直接相连后，一旦发生火灾，喷头爆破喷水，管网压力下降，稳压泵启动工作，消防水箱内的水就不断的向管网供水，由于水流没有经过报警阀，压力开关和水力警铃不能发出报警，也就无法地动自动喷水泵。就会发生消防水箱的水用完后，系统无水可用，直接影响火灾的扑救。
采用气压给水装置配合高位水箱增压其目的是解决建筑消防中，在高位水箱难以满足消防给水系统最不利点所需水压的问题，此时在高位水箱出水管上增设调节容积为150L或300L，甚至450L的气压水罐，配合高位水箱增压。这就是所谓的气压给水装置高位增压的系统。该系统要求气压给水装置能启动消防给水系统的供水装置，可以是单独向系统供水，也可以把气压给水装置作为高位水箱的增压设施，联合组成高位水箱供水装置。《自动喷水灭火系统设计规范》并不禁止这种供水方式，有的设计者认为该规范条文中没有提出这种增压形式，就误以为用气压罐配合高位水箱增压是规范所不允许的，这完全是一种误解。
4结语
以上仅对建筑消防给水系统中常用的稳压措施进行了介绍，总结了临时高压制消防给水系统的配置方案。当然随着技术的更新和新型设备的不断涌现，使我们在设计时可以有不同的方案可供比较和选择，只要结合工程实际需求，通过认真的分析和比较，一定能做出更好的设计，实现建筑物功能的完善。
参考文献：
[1]GB50016-2006建筑设计防火规范[S].2006.
[2]GB50045-95高层民用建筑设计防火规范[S].2005.
关键词:高层建筑；给排水；设计
中图分类号：TB21文献标识码：A文章编号：
对于高层建筑，混凝土结构技术规程中规定十层及十层以上或高度超过二十四的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过一百米时为超高层建筑。因为超高层和超高层建筑内的人员较密集，带来给排水系统的复杂化，相关规范对高层和超高层建筑的给排水设计、消防系统设计、施工的安全性、施工可靠性提出了更高的要求。
1高层建筑给排水工程特点
在高层建筑中，系统中静水压力不低，若供水区只有一个，带来是麻烦，管道和相应配件也容易坏。所以，我们要进行竖向分区，使之合理，使静水压力变低，得到系统安全的运行环境。在高层建筑中，其动力设备不少，管道都不短，振动易产生，带来噪音。给排水设计中，要采取相应措施，例如，对管道的防震、管道的防噪、变位的防止、设置伸缩等问题提出相应的方案。高层建筑功能多，消防系统的安全性、可靠性都要加强，我们必须设计良好的消防系统。高层建筑火灾发生快，需要给排水量很大，要保持压力稳定，其给排水能力不能弱，需采用单立管道系统，设置通气管系统，其性能好，新型产品。关于排水管道的材料，我们要选好的管材，要配备柔性接口的材料。
2关于高层建筑的给水方式分析
对高层建筑的给水要做到给水安全，方便可靠、运用先进的技术，造价也要低，这个原则要遵守。在我国，高层建筑比较普遍，其给水包括减压分区给水、气压罐给水方式、高位水箱供水方式、变频泵无水箱给水方式几种方式，分别做以下介绍：
2.1减压分区的给水方式
它是指依靠减压水箱和减压阀减压的一种给水方式。具体是指通过水泵，水被直接注入位于最上区的水箱，接下来向下区的水箱供水，或者于上下区间装置减压阀代替水箱起到减压的作用。水力控制减压阀的性能优良，可随时据现场需要适当调整的水压比例，不会受到阀体自身限制。阀后端的压力不会因为阀前端的压力变化而变化，可保持不变。当阀后端的流量发生变化时，可调整减压阀，不会出现流量不足或阀后端的压力降低的情况。用减压分区给水方式给水，设备和管道不复杂，成本不高，但下区供水面压力不小，需要消耗的能源也较多。
2.2气压罐的给水方式
采用气压罐并联给水方式和气压罐减压阀给水方式。并联给水方式的供水设备是将气压给水设备集中设于建筑物地下室或设定的场所，通过并联的主干管分别向各区管网供水的方式。其优点是设备集中，管理方便。缺点是各区所需压力不同，设备选型也不同。此方式是将气压罐给水设备设于建筑底层或地下室，集中加压，在下部分区供水管路上设减压阀减压，以免下部分区管网内压力过大，而造成管路、用水器具和设备的损坏。与气压罐并联给水方式相比，该方式可减少气压罐台数，便于维护管理，缺点是因气压罐调节水容积百分数低，不适于用水量大、层数多的高层建筑。两种方式共同优点是不需设高位水箱，不占上部建筑面积，缺点是气压罐贮水量小，水泵启动频繁，运行费用高，常配合其他给水方式使用。
2.3无水箱水泵直接给水方式
无水箱水泵直接给水方式是近年来国内外一些大型高层建筑普遍采用的，此种给水方式比较好，在控制水泵在供水压力不变的的情况下，让水泵的出水量随管网用水量而调整，达到变流量供水的效果。在运行中，供水装置的水泵有恒速运和变速运行两种方式，都可按使用要求实现变流量供水。
2.4高位水箱供水
高位水箱给水由贮水池、加压水泵、高位水箱和配水管网组成，其必需的设备是水泵和水箱，它是应用较多的一种高楼供水方式。在给水系统中，高位水箱的作用是贮水、调节水量和稳定水压。此种给水方式又可分为并联给水方式、串联给水方式、减压水箱给水方式、减压阀给水方式等。由此可见,以上每一种给水方式都各有优缺点，我们也可以将几种供水方式结合在一起使用。所以，设计给水方式，要具体问题具体分析，同时，要结合实际的情况和地方特点。
3高层建筑的排水设计
高层建筑的排水设计包括排水系统的分流制、排水管道布置、排水管道的铺设、通气管道系统设置等内容。具体如下：
3.1排水系统的分流制
高层建筑中，生活污水、废水和雨水是分流排放的。污废水的排放，到底是采用合流制，还是分流制，这些主要是由技术和经济因素决定。
3.2高层建筑排水管道的布置与敷设
基本原则与低层建筑相同。其特点表现在：体量大，建筑的不均匀沉降可能引起出户管平坡或倒坡。暗装管道多，建筑吊顶高度有限，横管敷设坡度受到一定的限制。居住人员多，若管理水平低，卫生器具使用不合理，冲洗不及时堵塞。排水横支管多，流量大，立管长，排水管内的气压波动大。高层建筑排水管道在布置与敷设中情况复杂，要求高。满足基本要求外，要满足排水通畅，使水力条件最佳，保证建筑物的使用及安全。
3.3布置通气管道系统
在建筑内排水管道系统中，通过设置专用的通气立管，达到与大气相通的目的，排水管系中正压得到释放、空气得到补充，负压得以减少。同时，也要减少排水管道内的不利气体，使排水管内的空气流通得到保证。这些通气的方式主要是指伸顶、专用、主副、器具和结合通气管等几种方式。
3.4水力计算的过程
控制好排水立管的水流量，使它的值不超过最大的流量值，满足规定。水流的下降速度也要同时降低，要采取消能措施，避免水流的冲击对管系造成的危害。实践中，通常大家自顶层起，每七层设置安装相关装置，起到消能的作用。
参考文献
[1]刘冠辰.浅谈高层建筑给排水施工技术[J].民营科技,2010,(06)
关键词:高层建筑；竖向分区；热水给水方式
中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：
1.高层建筑给水系统的竖向分区和给水方式的选择
近年来,随着经济的快速增长,大中型城市建设得到了较大的发展,在一些大中城市,高层建筑如雨后春笋般拔地而起。在高层建筑给水设计中,系统的竖向分区和水方式的选择关系到整个给水系统的供水可靠性、工程投资、运营费用、维护管理及使用效果,是高层建筑给水设计的中心内容。
1.1建筑给水系统进行竖向分区的必要性
由于高层建筑物高度较大，室外给水管网的水压通常无法满足建筑物内层数较高楼层用水点的水压要求。因此,必须设升压设备和高位水箱，以满足较高楼层的水量和水压要求。另外，由于建筑物高度较大，如果给水系统不进行竖向分区，则底层卫生器具必将承受较大的静水压力，从而带来一系列问题。其主要表现:一是下层给水龙头流量过大，水流呈喷溅状，不仅造成浪费，而且影响使用。二是上层给水龙头流量过小，甚至出现负压抽吸，有可能造成回流污染。三是下层管网由于承受压力较大，关阀时易产生水锤，轻则产生噪声和振动，重则使管网遭受破坏。四是下层阀件易磨损，造成渗漏，增加维修工作量。若压力超过管材和设备的额定工作压力，则会造成管材和设备的损坏。实践证明，对高层建筑实行分区供水，是解决上述问题的有效办法。高层建筑给水系统实行分区供水的另一个重要意义是节约能源，如给水系统未进行竖向分区，则建筑物所需全部用水量都需经水泵提升到层顶高位水箱，这样,对于高层建筑下部各层卫生器具来说，由于供水压力太大，反而要进行减压，从而造成一部分能量的浪费。反之如实行分区供水，就不必将全部用水量都提升到屋顶高位水箱，而只需通过各区的专用水泵将各区的用水量提升到相应的高位水箱内。从而避免了因减压而造成的能量浪费。
1.2高层建筑生活给水系统的竖向分区要遵循下列三项标准：
1）各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa。
2）水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），应设减压或调压设施。
3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求，其最小压力不宜小于0.05MPa。
1.3高层建筑给水系统的组成部分
由地下室生活水箱、生活加压泵、生活给水管网、高位生活水箱、水表（总表和分户水表）、用水器具等组成。
1.4高层建筑的给水方式
高层建筑给水系统的竖向分区方案确定后,必须进一步考虑采用何种供水方式满足高层建筑各区的要求。按供水设备类型的不同,高层建筑的给水方式可分为高位水箱供水方式（泵箱供水方式）、气压水箱供水方式（气压罐给水方式）和无水箱（变频调速水泵供水方式）3种给水方式。
1.4.1高位水箱给水方式
高位水箱给水方式的供水设备包括水泵和水箱。该方式又可分为并联供水方式、串联供水方式、减压水箱供水方式、减压阀给水方式[2]。我们仅讨论高位水箱并联供水方式和减压阀供水方式2种。高位水箱的作用是贮存调节本区的用水量和稳定水压。水箱内的水由设在泵房内的离心水泵供给。
1）水箱并联供水方式
高位水箱的工作原理在各分区独立设置水箱和水泵，并且水泵集中设置在建筑物底层或者地下室，分别向各分区供水，其优点是各分区是相对独立给水系统，互不影响，若某区发生事故，不影响全局，供水安全可靠；水泵集中设置，管理维护方便；运行动力费用较经济。其缺点是水泵台数较多，水泵出水高压管线长，设备和管线费用高；分区水箱占建筑楼层若干面积，给建筑房间布置带来困难，减少了房间面积，影响经济效益。在目前的高层建筑中采用较少。
2）减压阀供水方式
减压阀的工作原理是整个高层住宅的用水量全部由设置在底层或者地下室的水泵提升至屋顶总水箱，然后再分送至各分区，分区减压阀起减压作业，其优点是水泵数量少，设备数量降低，管理维护简单；水泵房占地面积小；减压阀不占楼层房间面积，使建筑面积发挥最大的经济效益。缺点是水泵运行动力费用高；屋顶总水箱体积大，对建筑的机构和抗地震不利；如果总水箱发生事故，各分区供水均受影响，供水可靠性较差。在目前的高层建筑中采用较多。
2.高层建筑热水给水系统的竖向分区和给水方式的选择
高层建筑热水供应系统根据建筑物类型、规模、热源设置方式、管网布置、用水要求等不同情况选择相应的热水供水方式。
2.1高层建筑热水供应系统的竖向分区
高层建筑热水供应系统同生活给水系统一样，也必须进行竖向分区。热水供应系统竖向分区应于生活给水系统一致，以保证冷、热水水压平衡，且各区热水加热器进水均由同区的给水系统专管供给。当不能满足时，应采取保证系统冷、热水压力均衡的措施，这是高层建筑热水供应系统重要的特点。
2.2高层建筑热水加热方式
热水供应系统中，水的加热方式可分为直接加热和间接加热2种基本形式。直接加热也称一次加热，就是通过利用各种适宜的热能而制成的小型设备，或者采用将热媒直接与冷水进行混合的装置，直接将水加热。间接加热也称二次换热，就是将热媒引入加热器的热媒排管或盘管中，通过盘管或排管的传热面将热量传送给管外的冷水，从而达到加热冷水的目的。从总体上看，一次加热的热效率要优于二次加热，故有条件时应优先选有一次换热的热水锅炉。
2.3高层建筑热水供水的系统分类
2.3.1按供水范围分类
1）局部热水供应系统采用各种小型加热器在用水场所或附近就近加热，供局部范围内的用水点使用的系统。如电加热器、小型家用燃气热水器、太阳能热水器[8]。
2）集中热水供应系统在锅炉房、热交换站等处将水集中加热，通过热水供应管网送至整栋或更多集中的热水供应系统。适用于热水量大、用水点比较集中的建筑，如旅馆、公共浴室、医院、体育馆、游泳池及部分居住建筑。
3）区域热水供应系统水在热电厂或区域性锅炉或区域性热交换站加热，通过室外热水管网将热水输送至城市街坊、小区各建筑中。适用于热水供应的建筑很多且较集中的城镇住宅区和大型工业企业。
2.3.2按热水供应系统是否敞开分类
可以分为开式热水供应系统、闭式热水供应系统。闭式供应系统就是在所有配水点关闭后，整个供水系统与大气隔决，形成的密闭系统。这种系统的优点是水质不易受外界污染，但缺点是如果设计、运行不当会出现由于温度升高引起的压力升高而造成超压事故，所以必须设置安全阀或膨胀水罐，见图8。闭式热水供应系统是在所有排水点关闭后，系统内的水仍与大气相通[8]。如设有高温热水箱的系统、设有开式膨胀水箱或膨胀管的系统，因水温升高不会引起水压的升高，所以不必设置安全阀。当给水管道的水压变化较大且用水点要求水压稳定时，宜采用开式热水供应系统或采取稳压措施。
3.结语
在选择高层生活给水系统及热水供应系统时，应该根据工程的具体情况，对与之相关的各种环境因素进行综合评估，要从技术的可行性、经济上的合理性、运行和维护管理是否容易等等，同时借助国外的先进实践经验，从上述方案中选择适合于本建筑特点的生活给水系统和热水供应系统，一定要从本建筑物的实际情况出发，制定切实可行的方案来。
参考文献:
[1]李奋华.高层建筑给水系统的竖向分区和给水方式的选择[J].科技情报与开发，2000，（03）:20-21
[2]游映玖主编.建筑给水排水工程设计[M].北京：机械工业出版社，2009,75-79
[3]王增长主编.建筑给水排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社1998.126-128
[4]苏德俭主编.建筑给水排水工程设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社,2006,41-42
[5]李亚峰，尹世军主编.给水排水工程专业毕业设计指南[M].北京：化学工业出版社,2003,243
关键词：高层建筑；消防给水；分区供水；中间水箱
中图分类号：TU991文献标识码：A文章编号：1009－2374(2011)25－0069－03
高层建筑由于火势蔓延迅速、扑救难度大、发生火灾容易造成人员伤亡，因此，不论何种类型的高层建筑、不论在何种情况下，必须设置可靠的灭火系统保障建筑的消防安全，而消防给水系统又是目前国内外扑救高层建筑火灾的主要灭火设备，周密设计可靠的消防给水系统，对保障高层建筑消防安全显得尤为重要。下面作者将结合实际工作谈谈高层建筑消防给水系统需要注意的一些基本常识。
一、高层建筑消防给水方式
给水方式的选择是高层建筑消防给水系统设计中一个非常重要的环节，直接影响到消防给水系统的经济性和可靠性，作者对工作中遇到的高层建筑常见的给水方式进行了归纳和整理，主要有如下几种类型：
(一)不分区给水方式
图1给出的即为不分区给水方式，系统中只有一套消防水泵，水泵运行时能满足系统内任何一点压力和火灾持续时间内用水量的要求。此种方式一般用于建筑高度不超过50米的高层建筑。
(二)分区给水方式
此种方式一般用于建筑高度超过50米的高层建筑。分区给水系统有串联分区供水系统和并联分区供水系统两种形式，其中并联供水系统按照水泵和管网又分为水泵并联分区供水系统和管网并联分区供水系统，图2为水泵并联形式，即高区和低区分别设置水泵。因多了消防水泵和竖管，故造价较高，占地面积大，其优点是各区水泵单独运行，互相不干扰，故系统可靠性较好。
水泵并联另一种变通形式较为普遍使用，即采用双级双出口消防水泵，即将图2所示的泵2和泵3合成一个水泵，高区发生火灾时水泵高区出水口出水供水，低区发生火灾时水泵低区出水口出水供水。这样，双出口水泵起到一泵当二泵的作用，节省一套消防水泵，同时还能较好地解决了分区的分界处的楼层发生火灾时的消防给水问题。
图3为管网并联形式，即供水坚管直接到高区，只设置一台消防水泵，水泵扬程以高区校核，在高区以下区采用经过减压阀后再接入管网。该种方式节省了低区消防水泵、经济适用、节约成本，建设单位比较容易接受，因此，在新建的高层建筑中普遍使用，但由于只设置一套消防水泵，可靠性降低。
图4为串联分区供水形式，即供水坚管到中间水箱，再通过水泵抽取中间水箱的水至高区，各区水泵分别串联加压，水泵工作压力小，运行安全可靠。该系统的缺点是占用上层使用面积，易产生噪声和二次污染，投资大，设备分散，维护管理不便。串联分区供水方式在一些超高层建筑中使用较为普遍，特别是超过150米的建筑。根据高度的变化，串联供水方式也有很多变化，通常会与管网并联分区供水方式结合一起应用，以达到最少投资、最可靠运行的效果。如在超过150米以上的给水分区采用串联供水，在150米以下的给水分区采用管网并联的方式。串联方式的中间水箱既可以作为减压水箱，也可以作为转输水箱，为了让给水系统供水线路清晰明了，一般情况下，减压水箱与转输水箱分开设置。
同样的，分区供水也适用于高层建筑中的自动喷水灭火系统，这里不再一一叙述。
二、高层建筑分区供水原理
(一)消火栓给水系统
《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045－952005年版)第7.4.6.5条规定：“消火栓栓口的静水压力不应大于1.OOMPa，当大于1.OOMPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施。”同时，第7.4.7.2条规定：“高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。”现假设某栋99米高建筑的建筑，各层消火栓离地面均为1.1米，最高层消火栓静水压力正好为O.07MPa，如不分区则首层消火栓压力至少应为O.07MPa＋O.99MPa＝1.06MPa，按照7.4.6.5条规定则必须采用分区供水。类似的，如高101米的超高层建筑，最高层消火栓静水压力正好为0.15MPa，如不分区则首层消火栓压力至少应为O.15MPa＋1.01MPa＝1.16MPa。显然均不符合规范要求。再看，如高度为50米的建筑，按照上述方法计算显然是不需要考虑分区供水的，但为什么在第一节中讲到超过50米就考虑分区供水呢。第7.4.6.5条同时规定了：“消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施。”也就是说，当一个分区内最高点消火栓与最低点消火栓高度差超过50米、最高点消火栓出口压力达到充实水柱的要求时，则最低点消火栓出口压力必然会超O.5MPa，因此需要做采取减压措施，如采用不分区供水方式，则该系统的最低几层即出水压力超过0.5MPa的消火栓应采用减压稳压型消火栓，这样必然会增加工程成本，因此一般情况下超过50米的高层建筑均会分区供水。
(二)自动喷水灭火系统
《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084－20012005年版)第5.0.1条规定：“民用建筑和工业厂房的系统设计参数不应低于表5.0.1的规定，且系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。”同时。第8.0.1规定：“配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施。”因此，理想状况下，高度超过120米5米＝115米的建筑，自动喷水灭火系统应分区供水。对于既设置有消火栓系统又设置自动喷水灭火系统的建筑，为了施工的需要，通常也会采用与消火栓系统保持一致的分区方式供水。
三、分区供水中需探讨的几个问题
(一)消防车供水范围外的分区是否需要设置水泵接合器的问题
《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045952005年版)第7.4.5.2条规定：“消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。”但有部分设计院在设计时，对200米以上的分区没有设置水泵接合器，理由就是依据规范第7.4.5条。但作者认为消防车的供水范围与能力是个动态变化的过程，就拿广州支队的主战车辆五十铃水罐消防车来说，其车载水泵基本都是中低压泵，水泵扬程在1.0～2.OMPa范围之间，理论上，可以供水高度可以达到200米，实际测试过程中可以达到160米左右的供水高度。另外的uD水罐消防车水泵出口压力可以达到2.5MPa，在单车供水能力测试中可以供到226.5米的范围。
此外，压缩空气泡沫在高层建筑灭火工作中的应用也越来越广泛，压缩空气泡沫成为高层建筑灭火剂己成为一种趋势，上海消防总队在消防车供水能力测试时的数据表明，单车供泡沫能力可以达到375米，因此，不论是消防车供水范围内还是供水能力范围外的分区都应设置水泵接合器，以适用装备的发展。但应考虑供水管网和水泵接合器接口所能承受的压力。同时，在供水管网充满水时，如何同时供应压缩空气泡沫仍需进一步实验探索。
(二)串联供水时，中间水箱的设置高度问题
在第一节中，作者已经提到，超高层建筑中经常会采用串联供水方式，但在实际工作中一些设计院在设置中间水箱时没有考虑当地消防车供水范围，导致消防车根本不能供水至中间水箱，如当地主战消防车的供水高度如仅有120米，中间水箱设置在130米高度处，则难以满足串联供水的要求。或者将中间水箱位置设置过低造成本来在消防车供水范围内的分区无水泵接合器至分区管网，这主要源于一些设计院习惯将中间水箱以上分区的水泵接接合器直接接至中间水箱导致。因此，中间水箱的设置高度问题要与当地消防装备的发展保持一致。
(三)供水竖管未接至分区管网最高层的问题
图2所示的高区从高区水泵至高区的管网只接到了高区管网的最底层环状管网。试想，如果高区最高层着火，而中间一些消火栓因维护保养不到位被破坏漏水，此分区最高层的消火栓会不会有水?新疆德汇大厦灭火救援中曾出现过这样的问题，无论消防车怎么向水泵接合器供水，室内灭火用的消火栓水压和流量没有明显变化，导致内部消防设施灭火效率大打折扣。可以这样理解，这样的设计至少会大大降低系统的可靠性。因此，建议供水竖管应接到分区最高层。
四、高层建筑供水中的两个误区
(一)功率越大，供水高度就越高
在实际灭火救援中，有指挥员将功率与供水能力混为一谈。认为大功率水罐车的供水能力最好，高层建筑火灾应调用大量大功率水罐车。其实这是错误的，为什么，有如下理论公式说明：w(功率)＝F(力)*V(速度)，而F＝P(压力)*s(水管截面积)，V＝Q(流量)／s(水管截面积)，即w(功率)＝P(压力)*Q(流量)。一般来说，消防车的水泵功率恒定不变的。因此，在功率一定的情况下，流量越大，出口压力越小，而供水能力只与水泵出口压力有关。