室外给水排水管网设计要点分析

前言

室外给水排水管网设计，属于建筑给水排水设计不可或缺的一部分。无论是工业建筑，还是民用建筑，埋设在室外场地下的室外给水排水管网，除了起到连通市政管线与建筑内部管线的功能以外，自身也是建筑室外环境的有机组成部分，应该引起足够的重视。

关于室外给水排水管网的设计，有些问题，实有必要经常谈起。结合笔者对室外给水排水管网的所知、所见、所闻，以及对工程设计的理解，就室外给水排水管网的设计要点做一些系统的总结与分析，供业内参考。

关于室外给水排水管网的设计，可以从项目的外部因素和内部因素两个方面进行分析。

一、项目的外部因素，包含以下五个方面

1.1 项目周边的市政资料。这个是必须要收集齐的。虽说这是设计的基本要求，但是缺失前期市政资料的情况并不少见。这个问题，固然有这样那样的原因，但都是不应该的。毕竟，不同城市，不同地区，市政条件千差万别，没有市政资料怎么能行呢？另外，对于分期开发的项目，如果是同一家设计单位或同一个设计团队设计，务必对整个项目进行统一考虑；如果是由不同的设计单位或不同的设计团队设计，务必要详细了解上一期设计的详细情况，或者做好彼此之间的协调与沟通。

1.2 项目所在城市或地区的地方行政规定与地方标准等。这些也都是要提前了解清楚的。如果时光倒流到20年前，要想了解一个城市或地区的地方行政规定与地方标准，不那么容易，可能要费一番周折；眼下的话，这些都不是问题。另外，当地的暴雨强度公式，当地的污水排放要求等等，也需要提前了解。

1.3 当地常用的建筑材料。也需要提前了解。优先选用当地能够生产或供应的建筑材料；如果当地没有生产或供应，那么应该尽量考虑周边城市或地区。总之，尽量就地采购，不要舍近求远，除非是没有选择。舍近求远的话，对于建设期间是不经济的；对于使用期间需要维修或更换的话，也是不方便的。

1.4 项目所在区域的地形。为什么会谈到这个问题呢？通常的工业或民用建筑设计，无论规划设计人员、建筑设计人员，还是建筑给水排水设计人员，几乎没有人会去关注这个问题。当然，有些情况下，这个问题可以不用关注；但是，有些情况下，这个问题需要关注。不客气地讲，这个问题，考验着设计师的见识、能力和水平。

1.5 项目前期手续文件的筛选与甄别。比如前期的可行性研究报告、环境评价报告等。以可行性研究报为例，有一个问题不得不谈。有的设计人员在设计时，机械的照搬可行性研究报告中的内容进行本专业的设计，认为可行性研究报告中涉及给水排水部分的内容，后续设计也要遵守，这样是否合适吗？比如说，可研阶段，哪来的市政供水压力、哪来的市政雨污水资料、哪来的市政电力电信资料、哪来的地质勘察报告、哪来的详细的建筑平立剖等？如果这些都有了，还要后面的初步设计或扩大初步设计干什么？可研就是可研，通过可研审批，获得项目立项。如果说可研与施工图设计有多少关系的话，可能也就这么一点关系了，不是么？环境评价报告也存在类似的问题，需要业内一并考虑。

以往，无论是室外给水排水管网设计，还是单体建筑设计，除部分可研指标外，通常并不会把可研报告中涉及给水排水章节的技术内容作为后续初步设计或施工图设计的依据，因为那些内容太虚无了，或者说仅仅是为了满足编制有关文件需要。那么，为什么会出现照搬可研这种情况呢？这个问题值得深思。

二、项目的内部因素，包含以下八个方面

2.1 前期规划资料的筛选与甄别。一个设计项目，前面通常会有控制性详细规划（以下简称“控规”）和修建性详细规划（以下简称“修规”）。这两个规划的规划文件里面，通常也都有室外管网图。这个室外管网图，对后面的初步设计（扩大初步设计）和施工图设计，基本上没有什么指导意义，这一点基本上可以明确。为什么这么说呢？控规和修规阶段的室外管网图，场地竖向是什么样的，场地周边道路标高情况是什么样的，场地周边道路下的给水排水和雨水管网的状况是什么样的，这些都没有。没有这些内容的话，控规和修规阶段的室外管网图，对于初步设计或施工图设计来说，基本上就属于无效资料。

2.2 总体方案设计阶段的室外给水排水管网方案统筹与室内外给水排水管网的衔接。日常情况下，设计人员在设计室外给水排水管网时，每一座单体建筑的引入管或排出管在哪里，室外给水排水（含消防）管网就接到哪里。这样做有错吗？没错的，单体建筑的引入管或排出管就在那里，不接也不行啊。

关于这个问题，看似什么问题都没有，恰恰是最大的问题，实有必要改变传统的设计流程，设计伊始，结合场地内每一座建筑的情况与场地的总体情况，对室外给水排水管网设计进行统筹考虑，也即“总体方案设计阶段的室外给水排水管网方案统筹与室内外给水排水管网的衔接”。

一个场地内，有多座建筑，消防水泵房、高位消防水箱与消防水池只有一个。消防水泵房、高位消防水箱与消防水池放在哪一座建筑里面，每一座建筑的消防给水（含室内消火栓系统与自动喷水灭火系统）引入管放在哪里，既保证了每一座建筑消防供水的要求，也可以尽可能少的使用室外消防供水管道。这个问题，前面务必统筹考虑，越周到、越详细越好。因为前期某一根或两根消防引入管方向不合适，后期不得不在室外额外增加埋设消防供水管道。类似的投入，原本都是可以避免的啊。这样的情况，看似南辕北辙，实则并不少见。

场地内的二次供水泵房，每一座建筑的二次供水引入管位置；场地内的市政直供水管网，每一座建筑的市政直供水引入管位置，也是需要在前期统筹考虑的。前期考虑好了，后面做单体建筑给水排水设计的时候，按照前期的方案执行，再到室外给水排水管网设计阶段，一切都是顺理成章、水到渠成。

可能有人会说，考虑了这么多，总图或建筑出现较大改动的话，前面的思考可能就变成无用功了。另外，考虑了这么多，甲方未必能够体会到。这两种情况确实存在。但是，用尽可能简单的设计最大限度地保证建筑的功能和安全需要，是一名工程师的至高追求，因为一些外在的因素，放弃自身的追求，着实有些得不偿失。

建筑的生活污（废水）排出管，与室内卫生器具、用水器具的布置息息相关。对建筑给水排水工程师来说，决定不了卫生器具或用水器具放在哪里（在确认合理的情况下，可以和建筑专业设计人员进行沟通），但可以决定生活污（废水）排出管的排出方向。一些设计里面，因为一根生活污（废水）排出管，室外设置了若干检查井与污水管道；一些废水排水，本可以排到散水上，却没有这么做，做成了埋地出户，从而不得不在室外配套若干检查井与相应的管道。类似问题，如果在前期做好统筹考虑的话，对于建筑的某些方向，当仅有少量的污（废水）排出管时，可以根据实际情况，在室内进行转换。看似一个不大的改动，一个不起眼的行动，可以为后面节约不菲的工程投入和施工工期。

室外的雨水管道设计，首先需要明确场地标高与周边市政道路的关系。当场地标高低于周边市政道路标高时，一定要引起足够的重视。不只是给水排水专业，尤其是总图（规划）专业，必须引起足够的重视。并不是说周边市政道路下面的市政雨水管网可以满足场地雨水管道的接管需要，就没问题了。类似问题，教训是有的，并不少见。总图专业提过来的外网设计资料图，有必要对其雨水口的布置进行检查，该调整的必须进行调整，毕竟，深谙雨水口布置的总图设计师，未必就有很多。

结合到海绵城市设计，有这么一个问题，可以顺带提一下。以往设计的下沉绿地，绿地标高低于道路标高，雨水口设在绿地内，雨水口篦子高于绿地而低于道路。这种做法持续了十来多年了，完全有必要回过头来看一下。既然下沉绿地的作用是渗蓄雨水径流，雨水口放在里面是为了溢流排放。这里不妨换个思路，把雨水口还放在道路边上，下沉绿地还可以得到更充分的利用，下沉容积利用完了，可以通过道路边上的雨水口溢流就是了。为什么会提出这个问题呢？一些设在市政道路边下沉式绿化隔离带里面的雨水口，很容易积满枯枝落叶，受路边灌木绿篱的限制，人员进去清理并不方便。再说了，一个设计，本身也应该考虑到是否便于清理维护。如果不便于清理维护，本身也是不太合适的。两相比较，改变一下思路，下沉绿地仍然保留，只是把雨水口从绿地内调整至道路边，有什么不好呢？

换个角度思考，一个新的设计方法，或者新产品应用，经过一段时间的实践检验之后，也需要定期不定期的回过头来看一看，好的方面，继续保持；不好的方面，以问题为导向，持续改进，不断优化。

室外雨水排水与排涝设计也是相关的。特别是一些相对低洼地带，排涝与防涝设计，会有一些难度，但并不是不可以克服，需要下一些功夫，动一些脑筋，并且要求多专业配合才能完成。任由一个专业去做的话，几乎不太可能做得好。

2.3 区分原状土与回填土。原状土范围内的埋地管道施工，可以采用机械开槽，预留人工清槽厚度（15cm~20cm左右），后续采用人工清槽至设计标高。遇到局部淤泥等软弱土层时，需要采取相应的稳定处理措施。对于回填土范围内的埋地管道施工，则需要经过先行分层夯实后再二次开挖管槽，而不是边下管边夯实。许多项目的室外埋地管道施工，原状土与回填土兼而有之，更需要认真对待。要知道，工业或民用建筑场区内的室外埋地管网，本身也是城市埋地管网的一部分，只是权属不同而已。其施工质量，与市政管网相比，也应等同视之。

2.4 合理处理管道交叉。尤其是重力管道，如雨水管道和污水管道，干管出现交叉，对管道埋深的影响还是比较大的。因此，先期规划二者的管道路由，非常重要，应力争做到少交叉或不交叉。

对于市政项目，倒虹管是处理大口径重力管道交叉或管道下穿河道的一种较为常用的措施。对于普通工业或民用项目的场区排水管网设计，能不用倒虹管，尽量不要用倒虹管。

日常设计时，室外雨水设计通常会采用埋地圆管。对平原地区的设计项目而言，是否也可以考虑相机采用明渠排水呢？当然，这里说的明渠，并不是纯粹意义上的砖砌、毛石砌、钢筋混凝土或土渠等，而是兼具景观效果的植草渠道或旱溪。想象一下，景观专业想方设法挖土填土设计的高低起伏的微地形，为什么不与总图（规划）专业、给水排水（建筑）专业结合，把排水用的明渠与景观充分结合起来，在保证人身安全与排水的前提下，改变一下传统的设计思路呢？可能有人会说，传统的室外埋地雨水排水系统，可以根据汇水面积逐井计算，室外明渠，怎么进行雨水计算呢？这个很简单，能计算管道，就应该能计算明渠。当然了，并不是所有的项目都适合采用明渠排水，需要具体问题具体分析。

尤其是平原地区城市，雨水排水这个问题，要说是个国际性的难题，可能会有些夸张，但也未必就夸张了，这是自然规律，不用太过于迷信巴黎东京之类的。山区城市主要防山洪、平原城市主要防内涝。当然，根据过境河流情况，可能也需要防洪。平原地区，地形坡度极小，势必泄水缓慢，雨水总是要寻找出路，这是不以人的意志为转移的。随着地表硬化径流系数加大，泄的慢势必涨的快。根据降雨情况，轻则积水，重则内涝，此消彼长。

笔者也曾设想，一些城市很宽的绿化带里面，与其不加区分的栽花种草植树，是否也可以考虑在公共绿地里面人为挖一些深坑，坑里面也可以做一些篮球场地羽毛球场地之类的，把城市蓄洪建设、城市景观建设、全民健身场地建设有机结合起来，未尝不是一种思路，或许还是一种很不错的解决办法。进而言之，一些公共的体育活动场地，是不是也可以考虑做成下沉式的。根据周边情况，下沉两三米，或者更深一些，似乎并无不可。在这里，不妨把这种兼具景观、蓄洪与运动的场地称为“下沉式运动场”。

举个例子，一个标准篮球场尺寸为28m×15m，一个乒乓球比赛场地为14m×7m，一个50m×20m的地坑，至少可以安排一个篮球场地和两个乒乓球场地，全民健身的乒乓球台子，还可以多放一些。试想一下，一个下沉3m左右的这样的“下沉式运动场”，一个暴雨时节，蓄满水的话，不小于3000m³，这个就很可观了啊。当然，暴雨过后，采用移动泵车把地坑抽空，也还需要进行坑底淤泥等的清洗。毕竟，没有一件事是只有好处没有弊端的，权衡利弊，取其大者即可。

坑底采用混凝土地坪即可（如有比赛，可以临时铺设地胶等），可在周边做排水沟与集水坑（仅用于应付小的降雨）

如果“下沉式运动场”周边的场地富裕一些的话，四周也可做成砖砌台阶状，不就是运动场地的简易看台么？春秋时节，在这个地坑里举行乒乓球、羽毛球等活动，不受风的影响，还是很不错的。这个思路，并不是什么新生事物，上世纪中期，在一些相对干旱地区，开展农田水利基本建设时，修的有这样的蓄水池，当然只是蓄水而已。

这个“下沉式运动场”，用作城市蓄洪防涝，成本不高吧？用作城市全民建设体育运动场所的建设，成本不高吧？兼具上述功能，是不是具备较高的经济效益和社会效益呢？

当然，做这个东西的话，还是有一些细节问题需要考虑，这个并不难，比较简单。

排涝是个大问题，似乎无从下手，把这个大问题分解成为许多的小问题，就好解决了，这和切西瓜吃西瓜没什么两样。再想一下，河汊众多的城市，排涝也罢，积水点改造也罢，加个泵可以把积水抽到河里去。没有河流或河流稀少的城市，即便是在积水点加个泵，水又能抽到哪里去呢？

这个思路，国家设计规范里没有，不代表就没有办法。道理是明白的，思路是清晰的，那么这个事情就好办了。所谓排涝，不外乎把积水严重地段的水抽走。如果没地方抽了，只能沿途去积存，先把水暂存起来，不让它往一个地方汇。不能一下子全存起来怎么办，那就见缝插针因地制宜地去想办法，这也就是有关标准措施里面讲的“源头减排”。单纯的挖池子很枯燥，那就想办法，把池子的功能最大化，既能平时使用，也能涝时使用；既有蓄洪的功能性，也有城市景观和全民健身的社会公益性，这个问题不就做活了么？

顺着这个思路，继续分析海绵城市的源头减排，可能很多人都会首先想到雨水蓄水模块。当然，海绵城市设计的重中之重，还是源头减排。关于蓄水模块，姑且不谈。遇到适宜的项目，将植草渠道或旱溪的输水、蓄水功能结合起来一并考虑，未尝不是一个办法，而且可能还是一个很不错的办法，值得讨论。

2.5 管道起点埋深的认识。关于埋地管道的起点埋深，位于绿化带内时，通常没什么异议；位于道路下时，有人认为最小覆土厚度不小于700mm，应该从路面算起，有人认为应该从道路结构层（面层和水稳层，或灰土垫层）以下算起。 这个可以明确一下，从路面算起就好了。当管道穿越水稳层或灰土垫层时，先期施工水稳层或灰土垫层，然后再开槽下管，后续按照有关施工验收规范的规定继续施工即可。事实上，管道穿越水稳层或灰土垫层的情况还是比较常见的，比如市政雨水口与雨水检查井的连接管等。

2.6 管道最短原则。布置室外埋地给水管道、排水管道和雨水管道，要把“管道最短、管道用量最少”做为设计的重要原则之一。为什么这么说呢？“管道最短”也就意味着图面尽可能简洁，一张简洁明快的施工图纸，给人的印象总是好的；“管道最短”也就意味着材料消耗最少；“管道最短”也就意味着管沟的开挖与回填的土方量或工程量最小；“管道最短”也就意味着施工工期最短；“管道最短”也就意味着压力供水管道沿程水头损失最小，对节能运行是有利的；“管道最短”也就意味着重力排水管道接口少，出现排水管道渗漏的几率也小；“管道最短”也就意味着后期管理维护的工作量也小了。

说了这么多，怎么样才能实现“管道最短”呢？这个事情，没有什么捷径可走，需要面对着总图，不断的琢磨推敲。做的多了，总是可以总结出适合自身的设计经验。还是那句话，熟能生巧，前提是要多做多思考，提高自身的熟练程度。熟练到了一定程度，总是可以归纳提炼出一些经验出来。所以说，熟能生巧，如果连熟都不熟，怎么能生出巧来呢？

2.7 密切结合图面上看不见的内容。尤其是多层建筑，有采用桩基础，有采用条形基础，也有采用独立基础。尤其是独立基础，按照有关规范规定，通常不宜大于5000mm×5000mm，也就意味着外墙下的独立基础有可能会偏出外墙轴线2500mm左右（因项目而异）。这些东西，通常在总图上是不显示的，但是要考虑到。另外，一些工业项目中的架空管道，立柱下方通常也都是独立基础，做室外给水排水设计时，这些都是需要注意的内容。

根据场区的大小，室外雨水污水管道埋深各异。排水管道下游，如果管道距建筑物的水平距离不大的时候，切记咨询一下结构专业相应建筑的基础型式与基础埋深。毕竟，如果排水管道管底标高低于建筑物基础底标高的时候，两者之间的水平距离，涉及到基础的安全，务必征求结构专业的意见。

室外给水排水管网设计前期，如有可能，建议甲方协调施工单位把单体建筑的塔吊基础测量出来，反馈给设计院并标在总图上。位于建筑外墙以外的塔吊基础，占地并不小。如果事先考虑到了，管道能够避开塔吊基础，那么这个塔吊基础，后期也可以不用破除，直接埋在土里也未尝不可。毕竟，破除一个塔吊基础，也还是要下一番功夫的。另外，对于那种单体建筑与室外管网同步施工的项目，更是需要考虑塔吊基础的位置。

2.8 熟悉有关管道材料、附件、阀门等的性能，熟悉室外给水排水管网有关埋地构筑物（阀门井、水表井、检查井、隔油池、化粪池、排污降温池、埋地管道支墩等的规格尺寸），熟悉国家行业主管部门发布的限制使用或禁止使用的材料的公告，熟悉有关建筑标准设计图集的内容，熟悉有关设计规范的规定，熟悉各专业管线之间的间距要求，这些都属于设计的基本要求，不再赘述。

结语

室外给水排水管网，连接建筑与市政，起着重要的纽带作用。从某种意义上讲，有必要把“图面简洁与管道尽可能短”作为室外给水排水管网设计的重要准则。管道尽可能短，图面尽可能简洁，也就意味着场区工程的尽可能简约。通过尽可能简约的工程技术措施，最大限度地实现建筑的使用功能与安全要求，进而实现工程技术的综合效益最大化。

作者简介：

崔景立，首届水业杰出青年，全国建筑给水排水百名未来之星，教授级高级工程师；发表国内期刊与会议论文150余篇；主（参）编、审查各类手册、标准（图集）等30余部；获得授权国家专利11项；获国家级行业学（协）会优秀论文奖22项（篇）；现任中国工程建设标准化协会理事、CNKI（中国知网）评审专家库专家、中国工程建设标准化协会标准审查专家、中国土木工程学会工程防火技术分会理事、中国勘察设计协会水系统工程与技术分会理事、中国工程建设标准化协会建筑与市政工程产品应用分会理事、中国建筑金属结构协会给水排水设备分会专家委员会专家等；设计完成以富士康郑州航空港科技园、郑州航天电子技术有限公司、河南中医药大学教学实验楼、国家质检中心郑州综合检测基地、国家专利审查协作中心河南中心、河南口岸食品药品检测基地、中国（郑州）国际园林博览会园博园配套工程老家院子项目、吉林烟草工业有限责任公司长春卷烟厂 “十一五”易地技术改造项目、四川烟草工业有限责任公司绵阳分厂灾后异地重建技术改造项目、焦作职业教育中心学校等为代表的大型工业与民用项目数十项。