住宅楼给排水系统设计

□□ 孙立华 (山西鸿源建设集团有限公司，山西 太原 030001)

引言

居民住宅楼的给排水设计是一项技术要求比较细致的工作，其综合性很强，不仅体现在其对功能和卫生安全等的要求，还包括对建筑结构专业知识的了解、给排水相关专业知识的认知、交叉施工及各种管道综合布置避让处理等方面。现以太原市某住宅项目为例，进一步具体分析建筑给排水系统的设计。

1 项目背景

某工程为城中村改造项目，东南相邻两条现状路，西北面为规划路。项目总建筑面积为217 890.25 m2，其中地上为156 440.06 m2，地下为61 450.19 m2。由9栋住宅楼组成，地下为2层，2层为住户储藏室，层高为3.4 m，1层为地下车库，层高4.2 m；地上26层均为住宅，1层包含有商业服务网点、物业办公室和老年照料中心，住宅层高3.0 m，室内外高差为0.45 m。建筑高度为79.45 m，住户总计1 608户，属于一类高层建筑，结构类型为剪力墙结构，使用年限为50年，抗震防裂度为8度，耐火等级为一级。工程场地无湿陷区，冻土深度为0.80 m。

2 设计目标

随着城市进程化的加快，人们对建筑的功能要求也与日俱增，尤其是在生态、环保以及节能设施配置方面。这就要求住宅给排水的设计更加精细化，同时也加大了给排水工程的施工难度。设计以因地制宜和可持续发展为原则。基建期间施工用临时管线与永久管线尽可能结合，以减少施工量。管线之间、管线与建筑物之间尽可能平行布置，水平距离满足卫生、安全等技术要求。当不同管线冲突时，小管线避让大管线，压力流管线避让重力流管线，易弯曲管避让不易弯曲管，设计管线避让现状管线，使各给排水管线设计准确、施工管理方便、工期缩短、节约投资的目的。

3 总平面布置

此次室外管线总平面综合布置包括：小区道路竖向设计、给水工程、排水工程、供热工程、电力工程、电信工程、有线电视工程管线，把各项基础配套设施在平面布置、竖向交叉等存在的矛盾予以适当处理，避免各单项工程在施工中返工、停工造成浪费。在满足日常交通需求的同时，满足消防、救护、抗灾等要求。

给水主管从两条不同市政供水管引出1条DN200的管道，小区内呈环状布置，充分利用城市现状管线，尽量使管线的路线短捷，缩短管线长度，合理处理现状管线与规划管线之间的关系，引入管前设水表及地上倒流防止器组，为业主提供的水压力为0.3 MPa。

该工程室外采用雨污分流制，小区内布置污水管网，污水经混凝土污水井收集后汇入化粪池，经沉淀处理后由物业人员定期清理。在小区设钢筋混凝土化粪池6座，化粪池有效容积为100 m3，参照图集03S702《钢筋混凝土化粪池》，化粪池的位置应尽量避开单元楼和小区出入口等人流密集处。结合小区规划特点、道路竖向设计，确定小区排水主方向为由西往东，共设计雨水排出点3个，污水排出点2个，排入东线街现状市政雨水口和东线南街市政雨污合流管。

4 给水设计

4.1 生活给水系统

生活给水系统水源为市政给水管网，水质符合GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》的要求。加压泵房设于7号楼的地下2层，加压给水由水箱及变频调速泵组加压供给。水箱由两个100 m3的S304不锈钢装配式水箱组成，设备设变频调速水泵和稳流罐，水泵均为软启动。远传压力表将管网压力信号反馈至变频柜，控制水泵的运行。

为了使居民生活用水便捷，保证出水压力和流量的稳定，该工程采用下行上给供水方式，分3个区：5层及以下为1区(J1)，系统入口处所需压力为0.28 MPa，由市政管网直接供水；6～15层为2区(J2)，系统入口处所需压力为0.63 MPa；16～26层为3区(J3)，系统入口处所需压力为0.95 MPa，分别由地下水泵房内各区给水设备加压供水。在每户住宅内预留DN15的消防软管接口，以方便建筑内的人员扑灭初起火时使用。为保证住宅入户管压力≯0.20 MPa，该工程住宅6～11、16～21层设置支管减压阀，阀后压力为0.20 MPa。住宅户内冷水支管敷设在地面垫层内，沿垫层敷设管道地面应设管道位置的临时标识。

居民生活用水定额选用普通住宅标准为120 L·人-1·d-1，总户数约1 608户，每户按3.5人计，居民日用水量Q1=120 L·人-1·d-1×1 608户×3.5人·户-1=675.36 m3·d-1。二次供水不得影响城镇供水管网正常供水，应与主体工程同时设计、施工和投入使用。设施完工后应按设计要求进行系统的通电、通水调试，调试后必须对供水设备、管道进行冲洗和消毒，水箱的清洗消毒应符合下列规定：

(1)水箱必须定期清洗消毒，每半年≮1次。

(2)根据水箱材质选用相应的消毒剂，不能单纯依靠投放消毒剂的方式清洗消毒。

(3)水箱消毒后应进行水质检测，检测结果符合现行国家标准规定。水箱清洗消毒后的水质检测项目至少应包括色度、嗅和味、浑浊度、肉眼可见物、PH值、总大肠菌群、菌落总数及余氯等。

4.2 生活热水系统

生活热水系统15～26层采用集中集热、分户储热太阳能系统，热水系统用水定额为60 L·人-1·d-1，每户最高日热水用量为0.21 m3，耗热量为2.0 kW，热水设计温度为60 ℃。太阳能集热器集中布置在屋顶，增设的太阳能系统必须经建筑结构安全复核，并满足建筑结构的安全性要求。建筑物上安装太阳能热水系统，不得降低相邻建筑的日照标准。支撑结构应满足太阳能集热器运行状态的最大荷载，太阳能系统连接件与主体结构锚固承载力设计值应大于连接件本身的承载力设计值。

集中集热层每户设置80 L立式储热水箱，其余楼层热水系统由用户自理。若采用家用燃气热水器、电热水器，必须带有安全装置，严禁在浴室内安装在使用空间内积聚有害气体的加热设备。与热水器连接时应设置≮400 mm长的金属过渡管，热水系统采用防冻、防结露、防过热、防电击、防雷、抗风及抗震等技术措施，系统中选用的电气设备安装短路保护和接地故障保护装置。

4.3 消防给水系统

4.3.1消防系统概况

该项目属于一类高层住宅建筑，消防系统按设计范围内同时一处火灾及一起火灾灭火设计。消防为两路供水，室外消防用水由地下室消防水池供给，在地下1层车库的消防水泵房内设684 m3(其中室外消火栓水量为288 m3，室内消火栓水量为288 m3，自动喷淋水量为108 m3)消防水池1座，水池为钢筋混凝土水池。为保证消火栓和喷淋系统初期供水需要，在9号楼屋顶设有效容积为36 m3的高位消防水箱，采用不锈钢装配式水箱，并保证其有效容积能够有效利用，就地设置水位显示装置，并在消控室显示最高和最低报警水位，同时水箱要采取防冻、隔热等安全措施。

4.3.2室外消火栓系统

在项目红线内设室外低压制(临时)给水环状管网，消防用水量15 L·s-1，火灾延续时间为2 h，一次火灾用水量为108 m3，由室外消火栓系统供给，消防泵房分别设设室外消火栓泵2台，1用1备。室外消火栓间距≯120 m，以保证室外消防用水，消火栓宜沿建筑周围均匀布置，建筑消防扑救面一侧的室外消火栓数量宜≮2个，距建筑物外墙距离宜≮5 m，并宜≯40 m。火灾时供城市消防车吸水，向着火点加压供水灭火。

4.3.3室内消火栓系统

室内消火栓采用临时高压制，消火栓用水量为20 L·s-1，火灾延续时间为2 h，一次火灾总用水量为144 m3，由消防泵消防水池保证所需的水量和水压。由于系统压力高，因而分为两区，地下部分为低区，地上部分为高区。各区管道均布置成环状管网，低区系统入口设计压力为0.40 MPa，系统工作压力为0.48 MPa。高区系统入口设计压力为1.20 MPa，系统工作压力为1.44 MPa。系统工作压力应根据消防水泵选型。消火栓系统的水泵接合器从各区环状管网接出，每栋主楼均设2套室外地下式水泵接合器。在楼梯间前室、楼梯间、走道等公共部位设消火栓，保证室内任何一点有两股水柱可到达，且充实水柱≮13 m。为使消火栓出口压力≯0.5 MPa，部分消火栓采用减压稳压型消火栓。地下室人防区、商业网点、老年人照料中心、社区服务用房等人员密集场所采用薄型单栓带消防软管卷盘组合式消防柜，住宅部分采用薄型单栓组合式消火柜，箱内均设置25 m衬胶水带、水枪、信号按钮和灭火器。消火栓栓口距安装地面1.1 m，暗装在防火墙上的消火栓箱，其预留洞口后部剩余砖墙混凝土厚度≮120 mm，且所有消火栓做明显标志，不得封包隐蔽。

平时消火栓系统压力由消防高位水箱维持，消火栓按钮不作为直接启动消防水泵的开关，可作为发出报警信号的开关。消防泵启动方式有两种：一是手动启动方式，火灾时启动消火栓箱处按钮，将消防信号反馈到消控中心，消防控制中心及消防水泵房均可直接手动启停消防水泵；二是自动启动方式，屋顶消防水箱出水管上的流量开关信号为报警信号，消火栓系统出水干管的压力开关为触发信号直接启动水泵，启泵后信号反馈到消控中心。消防水泵不应设置自动停泵的控制功能，消防结束后由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况手动停泵。火灾时消防水泵应工频运行，泵功率较大时，宜采用星三角和自耦降压变压器启动，不宜采用有源器件启动，消防水泵准工作状态的自动巡检应采用变频运行，定期人工巡检时应工频满负荷运行并出流。

4.3.4喷淋给水系统

除不宜用水扑救的场所外，该项目地下室和地下车库按要求设置自动喷水灭火系统。地下车库的火灾危险等级为中危险II级，设计喷水强度为8 L·min-1·m-2，作用面积为160 m2，喷头压力为0.05 MPa，采用动作温度72度易熔合金喷头；其他部位火灾危险等级为中危险I级，设计喷水强度为6 L·min-1·m-2，采用动作温度68度闭式玻璃球喷头。每组报警阀组担负喷头数≯800只，每个防火分区设水流指示器1只，每个报警阀末端设置试水装置，每个水流指示器设末端试验水阀。报警阀前后及水流指示器前的控制阀均采用信号蝶阀，报警阀前所有阀门采用带有锁定装置的闸阀或蝶阀，防止误操作。

喷淋泵的运行信号、水流指示器、信号阀和湿式报警阀动作信号均反馈至消防控制中心，故障信号能发出声光报警。平时系统压力有水箱维持，火灾时，喷头玻璃球爆碎，作用区内喷头开始喷水，该区水流指示器动作，向火灾控制中心发出信号，同时报警阀组动作，敲响水力警铃，喷淋系统由高位消防水箱出水管上的流量开关和报警阀组压力开关、消防泵出水干管压力开关自动启动喷淋水泵进行灭火。

5 排水系统

5.1 雨水系统

屋面雨水采取重力流外排水系统，专业布置雨水斗，经雨水斗和室内雨水管排至室外雨水管网。根据太原市暴雨强度为Q=880×(1+0.86lgP)/[(t+4.6)＾0.62]进行计算，设计重现期为10年，屋面雨水排水及溢流设施的总排水能力≮50年重现期的雨水量。雨水斗选用87型雨水斗和侧排式雨水斗。室外雨水管采用防紫外线UPVC管，能够承受91 192.5 Pa的真空负压，采用橡胶密封圈承插连接。

5.2 生活污水系统

住宅楼污、废水采用合流制，室内±0以上污废水重力自流排入室外污水管网，地下室废水采用潜水排污泵提升到室外污水井。污水经化粪池处理后排入市政污水管网。卫生间排水设专用通气管，采用双立管排水系统，每隔1层采用防反溢型“H”型管件连接。厨房和阳台排水采用普通单立管伸顶通气排水系统。立管采用加厚隔声UPVC管和配件，1层检查口以下采用柔性机制排水铸铁管，所以卫生洁具均采用节水产品。地下室污水集水坑设2台排污泵，互为备用轮换工作，水泵的启停由集水坑水位控制，当水位达到启泵水位时，1台泵开始工作，当降低至最低水位时停泵，水位上升到最高水位时2台排污泵同时启动，当水位达到报警水位时有音响和灯光报警。

设计时尽量考虑管道坡度是否满足要求，污水管汇流弯处要设置检查井，其深度必须足够；还应注意检查井的位置，不要污染环境及影响易受污染的地下物；同时也要防止将外立管设置在阳台处，既不便于安装也不美观。

空调冷凝水系统设计主要是分体式空调冷凝水排水自成系统，收集后汇入专用立管，间接排至室外散水。

6 结语

随着人民生活水平的不断提高，居民住宅楼的使用功能日趋完善，新材料、新工艺、新技术也在不断发展，在给排水设计时，需结合土建图校核房间使用功能，应用先进理念合理设置给排水系统，在满足居民使用要求的前提下，确保系统绿色安全可靠。