高层建筑给排水

高层建筑——建筑高度为10层及10层以上的住宅建筑和建筑高度超过24m的其他民用建筑。高层建筑的特点是建筑高度大、层数多、面积大、设备完善、功能复杂、使用人数多，这就对市内给排水的设计、施工、材料及管理方面提出了更高的要求。第九章高层建筑给排水工程不能靠城市供水管网直接供水，必须自设供水系统常常采用竖向分区供水的方式竖向分区供水是在建筑物的垂直方向按层分段，各段为一区，分别组成各自的供水系统。每区的高度要更具每区最低处用水设备允许的静水压力而定。9-1高层建筑给水系统1.1高层建筑给水系统的特点高层建筑给水系统按供水用途可分为生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统，中水系统、直饮水系统等。9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式根据我国目前水暖产品所能承受的压力情况，我国《建筑给水排水设计规范》GBJl5—98规定：高层建筑生活给水系统应竖向分区，各分区的最低点的卫生器具配水点处的静水压，旅馆、住宅、医院等宜为300—350kPa，办公楼宜为350～450kPa。高层建筑高位水箱供水分区供水层数高层给水方式：重力给水方式和压力给水方式一、重力给水方式最高处设置高位水箱，水经水泵站提升到水箱，再靠重力流向给水管网进行配水分为串联给水、并联给水、减压给水、室外高低压给水管网间接供水9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式1、串联分区给水方式将整个高层建筑分为若干个供水区域，各分区分设有水箱和水泵，低区的水箱兼作上区的水源，高区水箱通过水泵从下一级区域水箱取水，一次类推逐级取水优点：无高压水泵和水箱，不浪费动力，设计及管道比较简单，投资省，。缺点：（1）水泵分散布置，占地面积较多；（2）振动及噪音干扰比较大；（3）水箱容积较大，增加了结构负荷和建筑造价；（4）上区供水受到下区的限制。9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式2、并联分区给水方式将各区升压设备集中设在底层或地下设备层，各区升压设备从储水池分别向各供水区的高位水箱供水，再由各区的水箱向本区的管网供水。按水泵与水箱供水干管的不同，又可分为单管式和平行式。（1）并联分区单管给水方式优点：供水可靠，管道较短，型号统一，数量较少，维修方便，投资省。缺点：能量浪费较大，若发生事故，短水影响范围大。9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式（2）并联分区平行给水方式优点：各区供水互不影响，效率高，水泵集中管理方便，供水安全。缺点；水泵型号较多，管线较长，分区水箱占面积，减少房间面积影响经济效益9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式3、减压给水方式由设在底层泵房内的高扬程水泵,直接将水提升到屋顶水箱,再通过各区域减压水箱/减压阀一次逐级供水优点：水泵型号统一，台数少，设备集中，便于管理，投资较省。缺点：水箱容积大，增加了建筑的结构负荷；下区供水受上区的限制，；下区供水压力损失大，能耗多。9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式4、室外高低压给水管网直接给水方式当建筑周围有市政高、低压管网时，可利用外网压力由室外高、低压给水管网分别向建筑内高低压给水系统给水优点：节省了建筑物的使用面积；设备集中布置，便于维护管理；能量浪费较少缺点：水泵型号及数量较多、投资较大。9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式二、气压供水方式1、气压给水方式：用设在底层的气压罐代替高位水箱。优点：节约楼层面积、减轻负荷、利用抗震；缺点：压力变化幅度较大、能耗大、造价高2、变频调速水泵直接供水方式：各供水区域自己选用水泵自行供水，采用自动控制变频调速水泵以适应水量和扬程的变化。优点：使水泵在高区运行，节电；缺点：投资较大9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式水泵房管理9-1高层建筑给水系统1.2高层建筑给水系统的给水方式高层建筑由于层数多，建筑高度高，因此，在火灾的蔓延和扑救等方面，与多层建筑相比都有所不同。与低层和多层建筑相比，高层建筑发生火灾的危险性更大，往往具有以下特点。1.火灾的隐患多，火种多2.火势猛、蔓延快3.人员疏散困难4.消防装备设施不够完善，扑救难度大5.伤亡惨重，经济损失巨大高层公共建筑一旦发生火灾，如未能及时扑灭，将会造成人员的重大伤亡。根据国外34个火灾案例统计，死亡人数共1150人，平均每次火灾死亡31人。受伤人数共5605人，平均每次火灾受伤165人。9-2高层建筑消防给水2.1消防给水系统的特点消防给水从宏观上来讲分成两种体制：1．高压给水系统：正常运行时，能满足该高层生活、消防流量和水压要求（适用于区域集中的高层建筑）2．临时高压给水系统：平时不满足最不利点的消防流量和水压要求，需设专门消防泵，在有火情时启用，使管网内的水压和流量达到灭火要求。按消防给水系统的构成与功能不同，可分为室外消火栓给水系统、室内消火桂给水系统和自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统又分为闭式自动喷水灭火系统，开式自动喷水灭火系统与自动喷水—泡沫联用灭火系统9-2高层建筑消防给水2.2消防给水系统的水压和水量一、消火栓用水量1、高层建筑民用建筑用水量：易燃品多，用水量大，楼高，用水量大9-2高层建筑消防给水2.2消防给水系统的水压和水量建筑物名称建筑高度（m）消防用水量（L/s）每根竖管最小流量（L/s）每支水枪最小流量（L/s）室外室内普通住宅≤501510105＞501520105医院，电信及其它普通办公楼≤502020105＞502030155百货大楼，重要的其它办公楼≤503030155＞5030401552.高层建筑工业用建筑：楼越高，用水量越大。室外比室内大，易燃物多，用水量大高层工业建筑物名称建筑高度（m）消防用水量（L/s）每根竖管最小流量（L/s）每支水枪最小流量（L/s）室外室内厂房纺织、服装、电子、电器工业楼，≤503525155＞504030155精密机械工业楼≤501515105＞502020105库房纺织品、化纤、电子、电器、百货库≤504030155＞504535155不燃与难燃物库≤502020105＞5025251059-2高层建筑消防给水2.2消防给水系统的水压和水量9-2高层建筑消防给水2.2消防给水系统的水压和水量高层建筑高度超过100m时，其储水量需增加。水箱的设置高度应满足以下要求：最不利喷头处工作压力不低于0.05MPa；建筑高度不超过100m，最不利点消火栓静水压力不低于0.07MPa；建筑高度超过100m，最不利点消火栓静水压力不低于0.15MPa。否则要设置增压设备。当建筑物的高度很高时，使消防栓给水系统的最大静水压力大于或者等于0.8MPa,应采用分区供水方式。二、自动喷水灭火系统超过100m以上的高层建筑，除了不宜用水灭火的部位和厕所外，均应设置自动喷水灭火系统，用消火栓喷水灭火系统与自动喷水灭火系统综合灭火。每个报警阀供水的最高喷头与最低喷头之间的高差不大于50m9-2高层建筑消防给水2.2消防给水系统的水压和水量自动喷水灭火系统一、给水方式：不分区和分区两种1、不分区消防给水系统：为单栋建筑采用同一消防给水系统供水，属于临时高压消防给水系统仅适用于几何高差小于80m消防泵供水直达顶层高位水箱的建筑9-2高层建筑消防给水2.3消防给水系统的给水方式和布置2、分区消防供水系统：当建筑物的高度大，消火栓口压力大于0.8MPa时采用。串联分区优点:无需高压水泵和耐高压的管道缺点：安全可靠性差，各区会相互影响；并联分区优点：各区独立安全可靠性高，缺点：高区消防泵扬程高，消防车的压力不够时水泵接合器会失效，所以一般适用于分区比较少的建筑物9-2高层建筑消防给水2.3消防给水系统的给水方式和布置串联分区并联分区二、消防给水系统的布置1．每幢高层建筑设一个消防给水系统。（包括消防贮水池，水箱，消防泵）2．高层比较密集时，可设集中的消防水泵站，贮水池3．50米以下的高层建筑，可由消火车从室外的消火栓取水，通过水泵接合器，向建筑内的消防管网供水。以协助灭火。50米以上的难以得到消防车的供水援助，为加强给水系统的自身灭火能力，以保证灭火。宜采用分区给水系统。4．消火栓系统：选用大号的，如口径为65mm，水带长度为25m，喷嘴为19mm，充实水柱不小于10米。5、当消火栓口处压力大于0.5MPa，应设置减压装置（减压阀或减压孔板）9-2高层建筑消防给水2.3消防给水系统的给水方式和布置消防系统安装9-2高层建筑消防给水2.3消防给水系统的给水方式和布置从高层建筑中排出的污水，按其来源和性质可分为粪便污水、生活废水、屋面雨雪水、冷却废水以及特殊排水等。(1)粪便污水从大、小便器排出的污水，其中含有便纸和粪便等杂物。(2)生活废水从盥洗、沐浴、洗涤等卫生器具排出的污水，其中含有洗涤剂和一些洗涤下来的细小悬浮颗粒杂质，污染程度比粪便污水轻。(3)屋面雨雪水水中含有少量灰尘，比较干净。(4)冷却废水从空调机、冷却机组等排出的冷却废水，水质未受污染。只是水温升高，经冷却后可循环使用。但长期使用需经水质稳定处理。(5)特殊排水从公共厨房排出的含油废水和冲洗汽车的废水，含有较多油类物质，需单独收集局部处理后排放。高层建筑的排水管道仍可采用铸铁管，但强度要比一般铸铁管高，国外已较多采用钢管。也可采用强度较高的塑料管，但应考虑采取防噪声等措施。管道接头应采用柔性接口。对高度很大的排水立管应考虑消能措施，通常采用乙字弯管。为了防止污水中固体颗粒的冲击，立管底部与排出管的连接应采用钢制弯头9-3高层建筑排水3.1概述高层建筑排水方式的选择9-3高层建筑排水3.1概述高层建筑的排水系统由于楼层较多，排水落差大，多根横管同时向立管排水的几率较大，容易造成管道中压力的波动，卫生器具的水封容易遭到破坏。因此高层建筑的排水系统一定要保证排水的畅通和通气良好，一般采用设置专用通气管系统或采用新型单立管排水系统。通气管排水系统一般分为：伸顶通气管的排水系统；特种接头的单立管排水系统；设专用通气管的排水系统；设器具通气管的排水系统；地下污水收集与提升排水系统9-3高层建筑排水3.2通气管系统1、苏维脱系统（1961年研发的，我国七十年代末开始试用）气水混合接头配件+气水分离接头配件9-3高层建筑排水3.3特殊的单立管排水系统气水混合器气水分离器气水混合器当立管上部下落的水流经过乙字弯时，流速减小，动能转化为压能，既起了减速作用又改善立管内常处负压的状态；同时水流在此处形成紊流状态，其结果使水团碎裂成无数小水滴而加速与周围空气相混合，在下降过程中通过挡板上的孔隙抽吸横支管和混合器内的空气，变成比重轻、密度小的气水混合物(气水比为3:1～10:1)，犹如水沫，因此继续下降时流速减慢，可避免造成过大的抽吸力。由横支管进入立管的水流，由于受到隔板的阻挡而呈竖直方向流入，因此不致在出流时隔断立管气流而造成负压(有资料指出补给空气的流速约为10米／秒，污水从横支管流出速度约为0.6～0.7米／秒)，相反，流动较快的气流能越过流动较慢的水流而在立管内畅通。挡板的存在使横支管出流水仅可能在混合器内右半部形成水塞，此水塞通过从挡板上部10～15毫米的孔隙自立管补气并下降一个挡板高度(不小于200毫米)后，被认为破坏而呈膜流沿立管壁流下。9-3高层建筑排水3.3特殊的单立管排水系统跑气器(气水分离器)此为装置在立管底部的配件，沿立管流下的气水混合物遇到内部的突块被溅散，从而分离出气体(约有70％以上)，由此减少了污水的体积，降低了流速，并使立管与横干管的泄流能力平衡，气流不致在转弯处被阻，另外，将释放出的气体用一根跑气管引出到横干管的下游(或返向上接至立管中去)，这就达到了防止立管底部产生过大反(正)压力的目的。9-3高层建筑排水3.3特殊的单立管排水系统2、旋流排水系统9-3高层建筑排水3.3特殊的单立管排水系统旋流接头+倒流排水弯头3、芯形排水系统（由日本人小岛德厚1973年研发的）9-3高层建筑排水3.3特殊的单立管排