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城市高層建筑排水方案設(shè)計研究
［摘要］城市高層建筑是城市化進程的必然產(chǎn)物，它與人們的生活息息相關(guān)，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(shè)計具有重大意義。本文先分析了高層建筑排水系統(tǒng)分類和排水系統(tǒng)的組成，然后介紹了建筑室內(nèi)生活排水量與排水管材選擇，以及虹吸式雨水排水系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用。［關(guān)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(nèi)部人們在日常生活和生產(chǎn)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(jīng)處理達標后排放。按系統(tǒng)接納污水類型的不同，建筑室內(nèi)排水系統(tǒng)可分為三類：生活排水系統(tǒng)，排除居住建筑、公共建筑及工廠生活間的污廢水；工業(yè)廢水排水系統(tǒng)，排除工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污廢水；屋面雨水排水系統(tǒng)，收集排除降落到工業(yè)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(tǒng)分類和排水系統(tǒng)的組成
城市高層建筑的排水系統(tǒng)通常由衛(wèi)生器具，生產(chǎn)設(shè)備受水器、排水管道、通氣管系統(tǒng)、清通氣設(shè)備、抽升設(shè)備、局部處理構(gòu)筑物等組成。具體設(shè)置如下：不同性質(zhì)的污廢水用不同管道排出的體制為排水系統(tǒng)的分流制；排水機制依據(jù)技術(shù)、兩大因素決定排水采用分流制還是合流制，需做經(jīng)濟、技術(shù)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(tǒng)，對環(huán)境的污染不大，還可以節(jié)約管道布置資金，減少建筑成本；對于工業(yè)建筑而言，工業(yè)廢水因為必須經(jīng)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(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水較輕，可以與雨水合流，否則應(yīng)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(huán)形通氣管；主通氣管；副通氣立管；結(jié)合通氣管；器具通氣管等。
2建筑室內(nèi)生活排水量計算與排水管材選擇
建筑室內(nèi)生活排水系統(tǒng)的計算主要是根據(jù)各種衛(wèi)生器具的排水定額確定設(shè)計管段的設(shè)計流量，再根據(jù)設(shè)計流量確定管徑。建筑內(nèi)部排水流量與衛(wèi)生器具的排水特點、同時排水的衛(wèi)生器具數(shù)量有關(guān)，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(nèi)部每晝夜、每小時的排水量都是不均勻的。建筑內(nèi)部排水設(shè)計秒流量有三種計算方法：經(jīng)驗法、平方根法和概率法。我國目前采用平方根法，根據(jù)生活建筑的排水特點有兩個公式：住宅、集體宿舍、旅館、、療養(yǎng)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(yīng)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(shè)計秒流量，即L/s；Np為計算管段的衛(wèi)生器具排水當量總數(shù)；為計算管段上排水量最大的一個衛(wèi)生器具的排水流量；β為根據(jù)建筑物用途而定的系數(shù)，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(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015-2003)4.5.8條：高度超過100m的高層建筑內(nèi)，排水管應(yīng)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(yīng)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(yōu)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(chǎn)品，UPVC排水管在國內(nèi)具備完善的標準及施工規(guī)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(jīng)濟實用。
3虹吸式雨水排水系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用
雨水系統(tǒng)設(shè)計看似簡單，實際需要考慮的因素很多，包括結(jié)構(gòu)形式、氣候條件、水平等各方面。目前屋面雨水排水系統(tǒng)設(shè)計可采用的有兩種系統(tǒng)：一種為國內(nèi)通常采用的重力流雨水排水系統(tǒng)，另一種為近三十年來國際上迅速起來，國內(nèi)正在逐漸推廣的壓力流雨水排水系統(tǒng)［5］。相對而言后者更有優(yōu)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(shù)量過多；而虹吸式屋面雨水排水系統(tǒng)本身的一些特點，如同一懸吊管所連接的雨水斗數(shù)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(tǒng)本身所無法處理的上述問題，使主立管靠近外墻，建筑物內(nèi)可以不做管道井，不埋設(shè)管道。
4結(jié)論
經(jīng)濟的發(fā)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(shù)多、設(shè)備完善、功能齊全、技術(shù)先進的方向發(fā)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(shù)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(shè)計施工材料及管理方面都提出了新的技術(shù)要求，必須采取新的技術(shù)措施，才能確保排水系統(tǒng)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(shè)計規(guī)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(shè)計［J］.科技創(chuàng)新導報.2008(19).
［3］王冬改.居住小區(qū)給水設(shè)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(shè)計［J］.西南給排水.2008(7).
［5］李明.高層建筑屋面雨水怕水設(shè)計與施工.西南給排水.2007(2).
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