摘要：高层建筑给排水设计是建筑设计中不可或缺的一部分，紧密结合建筑的具体情况，科学合理设计给排水系统方案是确保高层建筑整体性能的关键。本文针对高层建筑给排水的设计要点及常见问题进行探讨，旨在提高给排水项目的施工水平，打造高品质高层建筑项目，为人们提供良好的居住环境。

关键词：高层建筑；给排水；设计要点；常见问题；

在城镇化深入发展的背景下，农村人口涌向城市发展的现象逐渐明显，为了缓解人口住房问题，大力发展高层建筑领域，不仅能够节省建筑项目占地面积，还能拓宽项目使用空间。为了保证高层建筑居民的用水安全和生活质量，提高给排水项目的整体质量，优化高层建筑工程给排水设计尤为重要。

一、高层建筑给排水设计要点

（一）设计前期配合

因高层建筑的结构特点，建筑内部铺设管线多，种类也多，设计前期与其他各专业应该密切配合，将自己的给排水系统设计方案跟其他专业多沟通协调，可以避免后期施工发生难以解决的情况[1]。在给排水管线初步布置后就与其他专业进行管线初步综合布置。注意各专业管线的相互避让，保证给排水管线布置的合理性，提高给排水管道施工的可操作性，避免与其他专业的管线交叉，既少走弯路，又能提升给排水施工成果的档次，优化居住体验。

（二）给水系统设计要点

以充足的水量，合格的水质，充裕的水压，来供应生活用水、生产用水和其他用水是给水系统设计的要点。确保最大程度利用室外管网压力，系统设计要根据建筑高度、使用需求、材料设备性能、维护管理和运营能耗等多方面因素进行合理调整。

1、竖向分区的给水设计

在高层建筑中，应结合建筑的具体情况，先确定竖向分区，再进行供水方式的选择。给水竖向分区直接关系着给水系统的正常使用、投资和节能的情况和效果。进行合理的竖向分区，目的在于降低静水压力，保证给水系统的稳定运行[2]。

高层建筑给水系统的竖向分区，根据使用需求、管材质量、卫生器具配件工作压力，结合建筑层数进行合理划分。依据《建筑给水排水设计标准》（GB50015-2019）和《建筑给水排水与节水通用规范》（GB55020-2021）有关规定，给水竖向分区必须符合以下要求：（1）当进行供水时，各分区的静水压力应≤0.45Mpa。（2）住宅类的管道供水压力≤0.35MPa，非住宅类的≤0.35MPa。（3）生活用水处供水压力应≤0.20MPa，并应符合卫生器具的工作压力要求。因此，竖向分区时，住宅入户管供水压力若＞0.35MPa，给水支管应设可调式减压阀，使阀后用水点处的水压小于0.20MPa，以达到节水节能的目的。高层建筑竖向分区一般不应超过10层，宜以6至8层作为一个分区。若供水分区过大，因下层水压过大容易造成管材损坏和水锤噪音；若供水分区过小，则分区的数量增加，给水系统的设备和管道铺设也相应增加，给工程建设增加了成本。

2、供水方式的选择

供水方式的选择一定要遵守技术先进、经济合理、节能的原则。在充分利用室外管网水压的基础上，确定加压供水的范围。在高度≤100m的高层建筑中，可采用直分区并联供水或分区减压的供水方式；高于100m的，应采用垂直分区串联供水方式。常用的加压供水方式有：高位水箱供水、气压供水、变频调速供水、管网叠压（无负压）变频调速供水和管网叠压（无负压）高位水箱供水等。

近年来，管网叠压（无负压）变频调速供水已经在不少城市使用。采用此方式供水，泵组的能耗相对较低，但对市政供水管网的压力影响较大，只能在一定区域户数少时可选用这种方式，有一定的适用范围和局限性。变频调速供水方式适用于用水时长较长，用水量常变化的系统。该供水设备的优点主要是在设定水泵出水压力的情况下，通过变频调速改变供电频率进而改变水泵转速，使水泵出水量适应用水量，实现变负荷供水。合理选用水泵，使水泵基本上在Q-H特性曲线高效区运行，实现其节能效果。

3、管网计算和系统设备选型与配置

首先进行管网计算，确定系统的设计压力、流量等参数，再选择合适的水泵扬程和功率，确定系统设备选型与配置。一般来说，设计流量可根据建筑物的用水部位、用水量标准、使用水量、小时变化系数和用水时间等因素进行计算，确定最高日用水量、最大时用水量和平均时用水量。管网水力计算在于确定给水管网各管段的管径和给水系统的水压[3]。根据设计流量和流速，选择合适的管径，以满足供水需求和水压要求。水泵扬程的选择，应满足建筑物最不利点配水点所需的水压和水量，根据设计流量和管网水头损失，可以确定水泵扬程的大小。给水系统设备的选型和配置对于确保系统的正常运行至关重要。在设计选型时，通常采用多台主泵配一台水泵组成泵组，共同运行。正常用水时，主要使用主泵供水，在用水量较小的情况下利用小泵配合气压罐进行供水。

（三）排水系统设计要点

因高层建筑的特点要求，设立的水立管较长，管道水压大，在使用时，因流速高、水量大，引起的压力大幅波动，容造成水封的破坏和卫生器具的溢水因此提高高层建筑排水系统的设计水平很重要。

1、排水管道的布置

高层建筑由于楼层高度大，排水管道的布置需要充分考虑静水压力对管道的影响。为保证排水通畅，应合理设置通气管道，以降低静水压力。在排水系统中设置专用通气立管，令排水立管中的气压与大气压基本保持一致，释放排水管道中的有害气体，使排水管内排水顺畅，形成良好的水流条件，可减少排水系统的噪音，有效保护卫生器具存水弯的水封。同时，为了避免噪音干扰，排水管道应尽量远离卧室和客厅等居住区域。对于可能产生噪音的排水管道应采取相应的减震措施；对于可能产生臭气的排水管道，应设置通风口。

2、排水系统的势能消除

排水系统中的水流特点是不连续且带有空气，排水立管中的水流变化通常由附壁螺旋流转变为柱塞流。随着水塞的下落，立管中的气压会变化很大，导致喷溅而使排水系统出现故障。在排水立管上每隔一段距离设置一个乙字的弯形，可明显降低水流的重力势能以及对立管的冲击力。

3、屋面雨水排水

屋面雨水排水和溢流设施的设置应不影响屋面结构和墙体安全。高层建筑屋面雨水排水和溢流设施的总排水能力应不低于50年一遇的雨水量。屋面雨水排水系统应独立设置，绝对禁止与生活污水、废水排水连接。阳台雨水不得与屋面雨水共用排水立管，共用时不得排入室外雨水管道。

（四）高层建筑给排水设计的节能环保措施

在低碳节能发展背景下，高层建筑给排水设计要融入节能思想，开展节水节能技术设计，促进我国高层建筑工程可持续发展。

1、针对高层建筑供水压力高的特点，在给排水设计中选用质量优良，水流条件好的管材和管件，降低管网的水头损失和系统的噪音。

2、选用节能型卫生器具。在设计中选择节水型洁具，如自闭式冲洗阀、小流量马桶、光电控制水龙头等。节能型洁具的使用能够大大的降低水资源的浪费。

3、循环利用雨水，采用雨水回收利用技术，将雨水收集起来，经过雨水预处理后灌入蓄水池中，利用压力控制泵可用刷马桶、洗车、绿化等用途，既节约了水资源，又提高了环保效率。

4、太阳能热水器在高层公共建筑中广泛应用，不仅有助于环境保护，还有效控制了热水系统的运行成本。

二、高层建筑给排水常见问题

（一）变频调速供水系统压力不稳定

变频调速供水系统主要由PLC控制控制单元、变频器、水泵机组、供水管网、储水箱和压力传感器等组成，供水调压原理如下：供水压力闭环控制，首先设置水压设定值，再通过压力传感器将实测水压的反馈信号送至变频器，由变频器对水压实际值与水压设定值进行比较[4]。它通过实时监测水压情况，并根据设定值自动调整水泵的运行频率，以确保供水压力稳定在设定范围内。若实际水压小于水压设定值，则提高水泵电机的供电频率，使水泵电机转速上升，系统的实际压力升高；若实际水压大于水压设定值，则降低水泵电机的供电频率，使水泵电机转速减少，系统的实际压力降低。工作时，系统管网压力应保持稳定。压力振荡故障不仅影响供水质量，还可能导致管网中部件损坏。

可能导致变频调速供水系统压力不稳定的原因：1、远传压力表安装位置有问题，离水泵出口太近导致受流速变化影响大，压力反馈不稳定，引起系统振荡。当压力采集点选择在气压罐上，也会由于气体在水中的溶解而改变压力，使传递的压力之间存在一定的时差，导致压力不稳定。3、控制器和变频器的加减速时间与泵电机的功率不一致。一般来说，功率越大，加减速时间越长。

（二）生活水箱设置不合理问题

泵房内生活水箱的设置既要符合储水量和水质的要求，同时还要便于维修。但是，高层建筑中生活水箱设置不合理的情况时有发生，常见以下几种情况：（1）进水管和出水管在水箱的同一侧，容易产生 “死水区”[5]。简便的处理措施是让水箱的出水管与进水管对角设置。若无法实现，则应在水箱内设置导流装置。

（2）整个泵房只设置一个生活水箱，水箱无法交替清洗、消毒。当水箱的有效容积大于50立方米时，应将水箱分成容积基本相等、能独立运行的两格。（3）水箱顶板面距离结构顶板的净距过小，使人无法进入水箱清洗。池顶设有人孔，顶板与上部建筑底板的净空距离不得少于0.8米。造成生活水箱设置不合理的根本原因还是设计人员不够细化，缺乏实际施工经验造成的。

（三）给水管道噪音问题

给排水系统运行期间，管道长时间受水压力的影响，容易诱发管道噪音以及损坏等风险，严重影响居民的日常生活，降低居民的居住感受。给水系统产生的噪音主要有：管内水流冲击使管道产生振动而发出的噪音、给水管道气蚀噪音和设备噪音[6]。另外，水泵的气蚀和停泵水锤也产生瞬时噪音。降低给水管道噪音的措施：（1）降低水流速度可以减少水流冲击力，从而降低噪音。设计中合理布置管道，可适当放大管径，选取较低的流速。（2）合理分区供水，防噪音设计应采用下限值，减少下层管道的静水压力，避免水冲击引起的压力噪音。（3）控制泵房振动和噪音，根据泵房环境，对声源封闭不严密的泵房进行隔音处理。水泵基础应设橡胶隔振垫，从而减少振动产生噪音。每个水泵机组单独设置基础，防止产生共振[7]。

结束语：

在当今时代发展背景下，人们对居住环境以及建筑工程项目的功能性需求不断提升，为了满足现代建筑项目施工要求，重视给排水施工技术应用，设计人员要结合现代高层建筑给排水系统施工要求，融入新时代设计理念，采用现代化施工手段，促进我国高层给排水施工质量发展。

参考文献：

[1]邹鹏威，刘斌，孟珊，李文，刘书维. 高层住宅建筑给排水系统施工技术要点分析[J]. 工程建设与设计，2023，（12）：190-192.

[2]张睿智. 某高层建筑给排水设计及施工技术要点探讨[J]. 中国住宅设施，2023，（01）：169-171.

[3]寇志军. 高层建筑给排水工程设计和施工技术要点探析[J]. 山西建筑，2021，47（15）：121-122+125.

[4] 杜华剑. 高层建筑给排水设计[J]. 城市建设理论研究， 2012年第29期.

[5] 周睿. 高层建筑给排水设计的要点研究[J]. 建筑设计134 2015年23期.

[6]薛沿臻. BIM技术在高层建筑给排水施工中的应用简述[J]. 城市建设理论研究（电子版），2019，（32）：11.

[7]邵阳，姜旭东. 高层建筑电气与给排水安装工程施工技术的应用[J]. 住宅与房地产，2018，（21）：237.