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【给排水施工课堂】如何做好高层住宅给排水设计与计算

发布于：2015-01-09 10:55:09 来自：给排水工程/市政给排水 [复制转发]

一、工程概况
湖南某高层建筑工程为一类商住楼，一级耐火等级，地下室共两层，地上裙房三层为商场，四层以上为两商品房住宅分别是1#楼为4～20层住宅，2#楼为4～22层住宅，框架一剪力墙结构，总建筑面积达58000m2。

二、高层住宅生活给水分区设计
给水方式采用垂直分区并联供水方式，分为四区，一区为地下二层～地上三层，采用市政管直供，充分利用市政供水压力；二区为4～11层；三区为12～19层；均采用变频加压的下行上给供水方式；四区为20层以上，采用贮水池+加压泵+屋顶水箱到用水点的上行下给供水方式。对于
对于高层住宅，总结可按下式计算分区层数：
对于下行上给方式：
H2·H1=(n—1)L+i(n—1)L×1.3
n=[(H2_H1)／(L+I．3iL)]+1

对于上行下给方式：
H2-H1=(n—1)L—i(n一1)L×1．3
n=[(H2-H。)／(L一1．3iL)]+1
式中：
H2-最大入户点动压力，即最低层入户点动压力。
H1一最小入户点动压力，即最高层入户点动压力。
n一该区层数。
L一层高。
(n-1)L-最高层同最低层高差。
i一单位长度水头损失系数。
式中局部水头损失按沿程水头损失的30％计。
在工程设计中，层高L为已定的常数，而根据规范要求，最大压力H2为0．35MPa，最小压力H1需满足户内水压要求，户内水压需考虑洁具的最小压力要求、水流阻力以及水表的阻力，一般H1为0．IMPa较为合理。

则上式可改为如下：
对于下行上给方式：n=25／(L+I．3iL)+1
对于上行下给方式：n=25／(L—1．3iL)+1
为了使n加大，从而使分区数减少，对于下行上给供水方式需减少i值，而对于上行下给供水方式，则需加大i值。分区数减少，可减少变频泵数量及管道的数量，使开发商一次性投资减少，管理费用减少，但入户压力H2加大(住房不方便使用)及变频泵压力加大，会使运行力费用加大。分区数增加，则同上相反，开发商一次性投资增大，管理费用加大，但运行力费用减少。如何使其总费用最低，应在具体工程设计中考虑。分区确定后，应该校核最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa。

对于本工程L=3m，为下行上给式，则：
n=[25／(3+1.3×0.05×3)]+l=8.8层，设计中i值取平均值为0.05m／m(使流速在规范规定的范围内)，故选用分区层数为8层，使变频分区数较为合理，对一次性投资及今后运行力费用也较为合理，达到节能的目的。在分区中，对i的最大值已确定了，在立管的管径确定中，应控制实际的i值不大于此时确定的i值。

三、给水管的布置及防噪音设计
1、给水管的布置
现阶段，由于管道布置不合理及二次装修的混乱，致使管道经常在二次装修中遭受破坏，同时不便于维护，检修及物业管理，因此在设计中应充分考虑住户二次装修以及物业管理方便。
本楼在楼梯间处设了一个管道间，各立管均布置在管道问内，便于管道的维护及检修，同时住户的水表也置于此管道问内。入户支管的敷设对于次装修影响较大，应对不同户型做具体分析及布置。目前入户支管的敷设有明设及暗设两种，各有优缺点。明设为管道在项板下穿梁敷设，管沿梁边布置，住户二次装修时可做局部地区吊顶或局部包裹处理，装修时不易破坏管道，同时也便于维护检修。暗设的一种做法为管道敷设在找平层或管槽内，但其外径不宜大于25mm，另一种做法为其管外设套管，然后埋在结构层内，但需经结构专业同意，确认埋在结构层内的套管不会降低建筑结构的安全可靠性，此种做法在施工中很难操作，且结构专业一般也不同意，故无法实际实施。暗设的优点是美观且住户不必进行二次装修处理，但设计与施工时需做明显的临时标识，避免在二次装修中遭受误钉铁钉或钻孔而导致管道损坏，在交房时，亦应特别向业主交待清楚。在工程设计中，本人采用两种布管广大以充分利用其优点。从水表到卫生间之间的支管采用明设方式，卫生间内支管采用管槽内暗设，由于洗衣机放在南阳台，给水管到阳台需经过卧室，如采用明设，则住户较难进行二次装修处理，故卫生间到阳台洗衣机的给水管敷设在找平层内，管径为DNl5，即外径为20mm，可做到被找平层完全覆盖，且管材采用PEX盘管，在找平层内的管均无管接头，不存在接头渗漏问题，且其外壁具有抗水泥腐蚀的能力，施工完毕后，在现场做好标识，且在竣工图中标识清楚，以免二次装修破坏。

2、给水管的防噪音
对于金属管，当其受到振动时会发出噪音，且其传递噪音较强，故在设计时应采取隔振消声的措施，目前主要采用橡胶接头来阻断噪音传递。本楼给水干管均采用钢龌复合管，为了避免钢管传递噪音，在给水干管的一定间距处(一般为25m)设一个可曲挠橡胶接头，同时在入户水表及控制阀之间设一个Y型橡胶过滤器，避免噪音沿管传入入户内，同时也对入户的水进行过滤。但今后物业应定期组织对Y型过滤器清洗。

四、喷头布置间距设计
喷头间距应通过计算来确定，其计算公式为：喷头流晕q=K(10P)I／2，一个喷头保护面积S=q／@=K(10P)忱／Q。式中P为工作压力，K为喷头流量系数，Q为喷头强度。现对本工程中3种不同场所的喷头间距确定分述如下：

1、商场内配套库房的喷头间距
商场内配套库房的危险等级为仓库危险级II级，由于其喷水强度为16L／min·㎡，需选用大口径喷头K=115。其布置边长计算如下：喷头工作压力P为0.1MPa，一个喷头保护面积S=q／Q=K(10P)½／Q=115×(10×0．1)½／16=7.1875㎡<9.0㎡(符合规范要求)，当为正方形布置时其边长L=S½=(7．1875)½=2.68m<3m(符合规范要求)，当为矩形布置时，长边a×短边b=S，按规矩要求，短边bmin最小为2.4m。则长边最长amax=S/2.4=7.1875/2.4=2.995m<3．6m(符合规范要求)。

2、仅在走道单排布置喷头的喷头间距
对于一类住宅仅在走道布置单排喷头时，其喷头间距计算如下：喷头工作压力按0.1MPa，按中危险级I级，选用K=80的标准喷头，则喷头流量q=k(10p)½=80(10×0.1)½=80L/min，保护面积S=q/Q=80/6=13.33㎡，则其圆形保护面积半径R=(s/π)½=2.06m，走道宽度为B，喷头距走道边的距离较大值为a，则喷头的最大间距L=2(R²-a²）½=2 x(2.06²—a²)½。一般喷头均布在走道宽度的中心线处，即a=B／2处，则喷头的最大间距L=2[R²—(B/2)²]½=2[2.06²—(B/2)²]½，当B=2m，则L=3.6m，其保护面积仅7.2㎡，由此可看出，仅在走道布置单排喷头时，其喷头间距比同等危险等级的其它布置方式要小。

3、地下汽车库的喷头间距
对于汽车库喷头的布置间距计算如下：按中危险级II级设计，喷水强度为8L／min·㎡，采用K=80的标准型喷头，工作压力为0.1MPa，则其一个喷头的保护面积S=q/Q=K(10p)½／8=80(10×0.1)½/8=10㎡<11.5㎡(符合规范要求)，与端墙的最大距离为1.58m。当为矩形布置时，长边a×短边b=S=10㎡，其喷头的保护半径R=(s／π)½=1.78m，故其长边最长为3.56m<3.6m(符合规范要求)，其短边b=S／a=10/3.56=2.80m。
从以上实际分析可知，喷头间距应通过计算来确定，不可盲目应用规范中所定的间距，规范所定的数值仅为对应某一喷水强度所定的最大值，实际喷头的工作压力P、流量系数K均会影响喷头间距，但实际选用的间距及保护面积不得超过规范表7.1.2中的数值，其目的是“为了控制喷头与起火点问的距离，控制喷头实际响应时间，尽量在火灾初期把火灭掉，增大火灾扑灭率”。

五、排水管设置与安装要点
1、排水立管的敷设
排水立管明装在厨房、卫生间的墙角处。优点是施工方便，但明装管道影响居室美观，管道明装在窜内时，以不影响厨房、卫生间各卫生设备功能的使用为前提。明装在建筑物外墙，缺点是影响建筑美观。这种方式仅适用于南方天气较暖和的地区，冬季的最低温度不得低于零摄氏度，以防止水管内水冻结成冰，胀裂管道，影响住户使用。明装在外墙的给水管，应避免受阳光直接照射，塑料给水管还应有保护措施；排水立管敷设在外墙时，其检查口应设在室内。
敷设在管道井内，这种方式使居室洁净美观，但管道井占用了卫生间的面积。本工程在卫生间设立集中管道井、把给水管、排水管都集中布置在管道井里。建筑方案设计时考虑卫生间管道井的设置，这样既提高一卫生间的使用质量，又解决了硬聚氯乙烯排水管水流噪声大的问题，提高居室的环境质量水平。

2、排水支管敷设
住宅窜内排水横管宜设在本楼层内，这样排水横管渗透时可避免污水等污染物流向下层住户，管道维修时也不会影响到下层住户的正常生活。

①卫生间
卫生间地面楼板下沉，污水横管设于下沉楼板内。这种方式对排水管道的施工较为方便，但检修管道则十分不易。在实际工程使用过程中，经常发生下层住户靠卫生间处楼板及侧墙渗漏现象，因此应严格做好卫生间地面的防水处理及下沉室四周的防水处理；卫生间内所有给排水管道应经严格试压住水试验后方可暗封管道，在下沉室侧面设置侧排地漏，以排除可能出现的积水。

②厨房
厨房内洗涤盆的排水横支管一般在本层楼板面上接入排水立管。由于厨房地面都铺设瓷砖，清洁地面时不须用水冲洗，所以设置地漏意义不大，故厨房内不设地漏，这样町避免排水支管进入下层住户，也便于维修。

3、地漏的设置
目前居民对厨房无地漏基本无意见，这说明解决厨房异昧的途径之一是取消地漏，而是采用无水封地漏加P型存水弯，可有效地防止串味现象。

4、屋面及阳台雨水的排水
位于住户上部的屋面，应用侧墙式雨水斗。一个侧墙式雨水斗最大汇水面积宜小于200m2，阳台雨水设专用的立管由无水封地漏来收集，而不应接到屋面雨水立管上，阳台雨水排水系统与庭院排水管渠间接排水。

六、总结
高层住宅给排水系统看似简单，但它与我们的日常生活息息相关。作为工程设计人员，应以技术、安全、美观、经济为原则，在实践中努力创新，寻求最佳的给排水设计方案，适应住宅设计发展的新要求。

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