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城市高層建筑排水方案設計研究
［摘要］城市高層建筑是城市化進程的必然產物，它與人們的生活息息相關，而生活又與用水和排水緊密相連，因此對高層建筑排水方案的設計具有重大意義。本文先分析了高層建筑排水系統分類和排水系統的組成，然后介紹了建筑室內生活排水量與排水管材選擇，以及虹吸式雨水排水系統在高層建筑中的應用。［關鍵詞］高層建筑 生活排水 雨水排水
引言
建筑排水主要是建筑內部人們在日常生活和生產中使用過的、受到污染的水以及降落到屋面的雨水和雪水收集起來，及時排到室外。污水排到室外進入市政污水管道，匯集后排到污水處理廠經處理達標后排放。按系統接納污水類型的不同，建筑室內排水系統可分為三類：生活排水系統，排除居住建筑、公共建筑及工廠生活間的污廢水；工業廢水排水系統，排除工業生產過程中產生的污廢水；屋面雨水排水系統，收集排除降落到工業廠房、大屋面建筑和高層建筑屋面上的雨水及融化的雪水，并將其通過管道排出［1］。
1高層建筑排水系統分類和排水系統的組成
城市高層建筑的排水系統通常由衛生器具，生產設備受水器、排水管道、通氣管系統、清通氣設備、抽升設備、局部處理構筑物等組成。具體設置如下：不同性質的污廢水用不同管道排出的體制為排水系統的分流制；排水機制依據技術、兩大因素決定排水采用分流制還是合流制，需做經濟、技術比較。對于民用建筑而言，生活污水可以和雨水公用排放系統，對環境的污染不大，還可以節約管道布置資金，減少建筑成本；對于工業建筑而言，工業廢水因為必須經過一定的處置才能排放，因此不能與雨水河流，以免造成更大的污染，更重要的是大大增加水處理成本，當然如果生產廢水和生產污水較輕，可以與雨水合流，否則應單獨收集處理［2］。排水管道有如下通氣方式：伸頂通氣管；專用通氣管；環形通氣管；主通氣管；副通氣立管；結合通氣管；器具通氣管等。
2建筑室內生活排水量計算與排水管材選擇
建筑室內生活排水系統的計算主要是根據各種衛生器具的排水定額確定設計管段的設計流量，再根據設計流量確定管徑。建筑內部排水流量與衛生器具的排水特點、同時排水的衛生器具數量有關，具有歷時短、瞬時流量大、兩次排水時間間隔長的特點。建筑內部每晝夜、每小時的排水量都是不均勻的。建筑內部排水設計秒流量有三種計算方法：經驗法、平方根法和概率法。我國目前采用平方根法，根據生活建筑的排水特點有兩個公式：住宅、集體宿舍、旅館、、療養院、老人院、辦公樓、商場、會展中心、中小學教學樓等建筑生活秒流量，應按下式計算［3］：
qn=0.12βqnNp+qmax該公式中，式中，qn為計算管段排水設計秒流量，即L/s；Np為計算管段的衛生器具排水當量總數；為計算管段上排水量最大的一個衛生器具的排水流量；β為根據建筑物用途而定的系數，一般而言集體宿舍、旅館和其他公共建筑的公共盥洗室和廁所間為2.0-2.5，其余為1.5。
根據《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)4.5.8條：高度超過100m的高層建筑內，排水管應采用柔性接口機制排水鑄鐵管及其管件。而排水塑料管主要應用于高度小于100m的多層及高層建筑中，且選擇較為單一，主要是以硬聚氯乙烯（UPVC）塑料管
物理指標優合格斷裂伸長率≥80%扁平試驗無破裂無破裂拉伸屈服強度≥43MPa≥40 MPa維卡軟化溫度≥79℃≥79℃縱向回縮率≤5.0%≤9.0%落錘沖擊試驗TIR20 ℃TIR≤10%90%通過落錘沖擊試驗TIR0 ℃TIR≤5%90%通過UPVC排水管正被大力普及和推廣使用，它具有以下特點［4］：有較高的強度和硬度，在建筑管材中被視為剛性管；作為一種成熟產品，UPVC排水管在國內具備完善的標準及施工規范；符合要求的UPVC排水管，其各種理化指標均能滿足實際需求，抗腐蝕、抗老化，使用壽命長，安裝維修十分方便，外觀美觀，相對鑄鐵管成本低，經濟實用。
3虹吸式雨水排水系統在高層建筑中的應用
雨水系統設計看似簡單，實際需要考慮的因素很多，包括結構形式、氣候條件、水平等各方面。目前屋面雨水排水系統設計可采用的有兩種系統：一種為國內通常采用的重力流雨水排水系統，另一種為近三十年來國際上迅速起來，國內正在逐漸推廣的壓力流雨水排水系統［5］。相對而言后者更有優勢：對于大型屋面而言，它有很大的雨水量需要排放，按重力流處理會需要很多的雨水斗，從而造成較大管徑的立管、埋地管道以及雨水檢查井數量過多；而虹吸式屋面雨水排水系統本身的一些特點，如同一懸吊管所連接的雨水斗數量理論上不受限制、較小的管徑而排水量大、懸吊管不需要坡度等，往往很容易解決重力流系統本身所無法處理的上述問題，使主立管靠近外墻，建筑物內可以不做管道井，不埋設管道。
4結論
經濟的發展和城市化步伐的加快，使得城市的面積和高度都在不斷增長，當前高層建筑向著層數多、設備完善、功能齊全、技術先進的方向發展，而且高層建筑某種程度上已成為化大都市的一種標志。高層建筑有別于低層建筑，具有層數多、高度大、振動源多、用水要求高、排水量大等特點。因此，對高層建筑排水工程的設計施工材料及管理方面都提出了新的技術要求，必須采取新的技術措施，才能確保排水系統的良好工況，滿足各類高層建筑的功能要求。
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［1］GB50015-2003.建筑給水排水設計規范［M］.北京:計劃出版社.2003.
［2］黃麗. 城市高層建筑消防與給排水設計［J］.科技創新導報.2008(19).
［3］王冬改.居住小區給水設計秒流量概率方法［J］.大眾科技.2005 (3):8~9.
［4］李越明.住宅建筑排水設計［J］.西南給排水.2008(7).
［5］李明.高層建筑屋面雨水怕水設計與施工.西南給排水.2007(2).
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