高层建筑排水系统

高层建筑排水系统

一：高层建筑给水系统的特点 1 建筑给水系统的分类与组成 （1）建筑给水系统的分类：生活给水系统、生产给水系统、水消防系统生活、 建筑中水系统和直饮水系统。 （2） 建筑给水系统的组成：引入管、水表节点、管道系统、给水附件、升压设 备、贮水和水量调节构筑物、消防和其他设备。 2 建筑给水方式 （1）给水方式分类： 给水方式是指建筑内部给水系统的给水方案：直接给水方式；单设水箱给水方式；水泵水箱联合给水方式；气压给水方式；变频调速给水方式；分区给水方式。 其中分区给水方式：在多层建筑中，当室外给水管网的压力只能满足建筑物下面几层供水要求时，为了充分利用室外管网水压，可将建筑物供水系统划分为上、下两区。下区由外网直接供水，上区由升压、贮水设备供水。可将两区的 1 根或几根立管相互连通，在来连接处装设阀门，以备下区进水管发生故障或外网水力不足时，打开阀门由高区水箱向低区供水。 3 高层建筑给水的弊端与预防 对于建筑高度较大的高层建筑，由升压、贮水设备供水的区域如果采用同一个给水系统，建筑低层管道系统的静水压力会很大，因而就会产生以下弊端： （1）必须采用高压管材、零件及配水器材，使设备材料费用增加； （2）容易产生水锤及水锤噪声，配水龙头、阀门等附件易被磨损，使用寿命缩短； （3）低层水龙头的流出水头过大，不仅使水流形成射流喷溅，影响使用‘而且管道内流速增加，导致产生流水噪声、振动噪声排水系统的分类和组成建筑内部排水系统 （1） 排水系统的分类 建筑内部排水系统是将建筑内部人们在日常生活和工作生产中使用过的水收集起来排到室外。按系统接纳的污废水类型不同，建筑内部排水系统分为三类：生活排水系统；工业废水排水系统；屋面雨水排除系统。 （2） 排水系统的选择 排水体制，按照污水和废水的关系，建筑内部可分为分流制和合流制两种，分别称为建筑分流排水和建筑合流排水。建筑内部排水最终要排入室外排水系统，故建筑内部排水体制的确定主要取决于室外的排水体制，室外排水体制是指污水和雨水的分流与合流；室内排水体制是指污水与废水的分流与合流。当室外无污水处理厂和污水管道，即室外仅有雨水管道时，室内宜分流；当室外有污水管道和污水厂，即室外分别有污水和雨水管道时，室内宜合流。 （3） 排水系统的组成 高层建筑内部排水系统，既要求将污水安全地排出室外，还要尽量减小管道内的气压波动，防止管道系统水封破坏，避免排水管道中的有害气体进入室内。排水系统组成： 3.1卫生器具 3.2排水管道系统 3.3通气管系统。 3.4消能器材：为减少排水立管的污水下降速度，可装乙字管进行消能减压清通设备 3.5抽升设备：高层建筑地下室的污水，不能自流排出室外，必须设置污水抽升 设备。 （4）排水管道组合类型建筑内部污废水排水管道系统按排水立管和通气立管的设置情况分为： 4.1单立管排水系统，适用于一般多层建筑； 4.2双立管排水系统，适用于各类多层、高层建筑； 4.3三立管排水系统，适用于生活污水和生活废水需分别排出室外的各类多层高 层建筑。 （5）建筑内部排水流动的物理现象 5.1建筑内部排水流动特点 因为按非满流设计的排水观点呢，污水中含有固体杂物，所以，排水内部排水系统是水气、固三种介质的复杂运动。其中，固体物较少，可以简化为水-气两相流。建筑内部排水与室外排水相比，其主要特点是：水量

建筑给水排水设计

排水系统的分类与选择：

卫生器具及卫生间：高档卫生间设计要求：冷、热水管道—铜管或不锈钢管；排水管—机制铸铁排水管；尽量采用器具通器，如条件限制，也应是环形通气连接；卫生间可不设地漏；优质的热水供应，龙头打开3-5秒就出热水；（滞水长度不大于5m）单独的淋浴采用大水量，多变化的淋浴头，淋浴排水宜DN75。

排水支管避梁安装示意：最高日和最大时生活排水量计算：居住建筑：给水量的0.85~0.90；公共建筑：排水量=给水量；综合建筑区：居住水量+公建水量。

注意：绿化、道路浇洒水，冷却塔补水，水景补水不计入排水；室外污水管计算时，适当考虑进污水泵排水流量。

伸顶通气立管排水能力 Q(L/s)：有专用通气立管排水能力Q(L/s)：立管排水能力：新规范报批稿立管排水能力两大变动：塑料立管负荷降低与铸铁管持平。

负荷值大幅度降低，比如单立管5.4→3.2。

为何这么大变动？目前数据存在什么问题？立管内流量与压力的关系，排水能力的确定。

气压沿立管的典型分布：上部负压，底部正压；最大负压值大于底部正压。

压力和水流关系：流速越大→水流量越大→负（正）压值越大→水封损失越多。

流量负荷=40mm负压对应的流量，目前流量负荷对应的负压远大于40mm水柱。

提高排水能力措施：负压形成原因：空气芯在水流拖拽下向下流动，支管入水在立管横断面上形成水舌，使过气断面收缩，气流形成很大的局部气压损失，压力突降。

谬论：水向下气向上；通气改善水流状况等。

减小压力提高排水能力措施：设通气管道-气流绕过水舌；特殊接头(含三通）-消除水舌，增过气面；螺旋立管；加吸气阀等。

排水系统水力计算：UPVC塑料管道最小坡度，建筑层高紧张时有优势：排水管道的材料与接口：建筑内排水管道应采用：柔性接口机制排水铸铁管及相应管件；建筑排水塑料管道及相应管件。

对防火等级要求较高、要求环境安静的场所，不宜采用塑料排水管材。

环境温度可能出现0℃以下的场所、连续排水温度大于40℃或瞬时排水温度大于80℃的管道，应采用金属排水管。

卡箍式柔性接口排水铸铁管的卡箍材料和紧固件材料均应为不锈钢。

建筑排水用塑料管主要为UPVC管 ，大多采用专用胶水粘接，螺旋管一般采用螺纹接头。

采用UPVC螺旋管时，立管用螺旋管，横管应采用光滑管，连接管件及配件应采用螺旋管件。

当采用UPVC螺旋管时，立管上的三通、四通必须采用侧向进水型管件，横管接头宜采用螺母挤压密封圈接头，也可采用粘接接头。

排水管道敷设的原则和不准设置的场所：建筑物内排水管布置应符合下列要求：卫生器具至排出管的距离最短，管道转弯最少。

立管靠近排水量最大、最脏、杂质最多排水点，尽量不转弯。

宜明设，也可在管槽、管道井、管窿、管沟或吊顶内暗设，但应便于安装和检修。

在全年不结冻地区，可沿建筑外墙敷设。

排水管道连接应符合下列要求：横管与横管或立管的连接优先选45°斜三通或45°斜四通，其次顺水三通或四通。

连接要求-靠近排水立管底部的排水支管连接：注：1.当横干管比与之连接的立管大一号管径时可将距离缩小一档。

2.当塑料立管的排水量超过铸铁立管的排水能力时，不宜按注1执行。

连接点距立管底部下游水平距离 (L)不宜小于3m，且不得小于1.5m；底部排水支管的连接不能满足本款第两图要求时，底层排水支管应单独排出。

与室外排水管道连接时，排出管管顶标高不得低于室外排水管管顶标高。

其连接处的水流偏转角不得大于90。

当有大于0.3m的跌落差时，可不受角度的限制。

室内卫生器具处地面标高或地漏面标高低于室外检查井地面标高时，该卫生器具排水管不得直接接入室外检查井。

排水管道不准设置的场所：食品和贵重商品仓库、通风小室、变配电间和电梯机房。

食堂、饮食业厨房的主副食操作烹调、备餐部位、浴池、游泳池的上方当受条件限制不能避免时，应采取防护措施。

如在排水管下方设托板，托板横向有翘起边缘，纵向应与排水管有一致的坡度，末端有管道引至地漏或排水沟。

沉降缝、伸缩缝、抗震缝、烟道和风道。

条件限制必须穿沉降缝、变形缝时，沉降缝处应预留沉降量、设不锈钢软管柔性连接，并在主要结构沉降基本完成后再安装；伸缩缝处应安装伸缩器。

不埋在结构层内。

在地下室必须埋设时，不得穿越沉降缝，宜采用耐腐蚀的金属管道，坡度不小于通用坡度，最小管径不小于75mm，并应在适当位置加设清扫口。

立管不得穿越卧室、病房等对卫生、安静要求较高的房间，并不宜靠近与卧室相邻内墙。

不穿过图书馆书库；不应安装在与书库相邻的内墙上。

不得穿越档案馆库区。

不宜穿越橱窗、壁柜。

住宅卫卫生器具排水管不宜穿越楼板进入他户。

生活给水泵房内不应有污水管道穿越。

生活饮用水池(水箱)的上方，不得布置排水管道，且在周围2m内不应有污水管线。

间接排水与防污染措施：设备间接排水宜排入临近的洗涤盆、地漏、排水明沟、排水漏斗或容器。

间接排水口应有空气间隙。

排水管道在穿越楼层设套管且立管底部架空时，应在立管底部设支墩或采取牢固的固定措施。

立管在地下室与排出管连接的转弯处也应设支墩或其他固定设施。

通气管布置：增加了侧墙式通气、吸气阀和正压衰减器。

通气管分类、设置条件和连接方式：通气立管系统：建筑标准要求较高的多层住宅和公共建筑、10层及以上高层建筑 。

环形通气系统（含主通气立管或副通气立管）① 同一支管连接的卫生器具在4个及以上，且支管长度大于12m时。

② 同一支管连接大便器在6个及以上时。

③ 横支管的充满度超过最大充满度规定的数值时。

④ 使用要求较高的建筑或高层公共建筑。

器具通气系统对卫生、安静条件要求较高的建筑物内。

同层排水系统：1、卫生间器具全在地面之上，横支管走在地面上的夹墙内，又称夹墙法。

不设地漏。

2、降板或局部降板法：即在需要敷设排水横支管处区域把结构楼板相应降低250~350mm，排水管道安装后，再用轻质材料如泡沫混凝土填实，再做找平防水层。

3、踏步法：把卫生间地面抬高，排水横支管敷设在楼板之上。

多数采用合流制，减少排水管道交叉。

排水横管至立管时，须确保坡度，地漏宜单独接立管或接口靠近立管处，防止其他器具排水时造成地漏自溢。

真空排水系统技术要点：工作原理：建筑内用真空排水系统与飞机上真空便器相似，但规模大，设备和控制复杂。

系统中保持-0.035~-0.06 MPa负压。

真空排水系统特点：①安装灵活，横管无需重力坡度，节省空间。

卫生间位置不强求上下对齐。

卫生间下层不允许附设排水管，真空排水甚至可以上行输送。

②节水：真空坐便器，一次冲洗量为1L。

对重力系统坐便器而言，目前一次冲洗量为6L。

靠空气和水冲洗。

③卫生：正常工作时，管道无臭气外泄。

是一个全密闭排水系统，无透气管，排水管系统为真空状态。

选用的设备供应商，要求设备可靠性强，使用寿命长，（例如真空控制阀应能正常工作30万次无故障），能指导安装，具备系统协调能力，确保调试和正常使用，还要能提供备品备件，培训专业管理人员。

高层建筑排水：高层综合楼分区排水。

例如：一幢超高层综合楼，在竖向上分成三段：最上部建筑公寓，中部酒店，下部餐饮娱乐。

排水分区可分成三段，公寓区、酒店区、餐饮娱乐区。

公寓卫生间排水在上技术层汇总，酒店卫生间在下技术层汇总后排下，餐饮娱乐分排水系统在底层下分别汇总排出。

屋面雨水的控制标准排除方式：给排水工程师在设计中需要解决的屋面雨水排除标准：一般建筑10年重现期雨水。

重要公共建筑、高层建筑50年重现期雨水。

排除方式或手段可选下列之一种：全部用一套管网系统排除。

一部分用管网系统排除，另一部分用溢流口排除。

用两套管网系统排除，其中一套排溢流雨水。

三种屋面雨水系统的共性：雨量较小时，雨水口水深浅、入流量小，横管和立管中的水流具有自由水（表）面，水面上作用着大气压（或接近于大气压），为无压流态。

降雨量很大时，雨水入口的水深增加，把入口淹没在水面下且达到一定深度（比如水位升到女儿墙上的溢流口底面），横管和立管的整个断面均被雨水充满，水流为有压流动；降雨量较大但入水口不能被全部淹没时，管道中的水流处于无压流和有压流之间的过渡流态，或简化称呼为半有压流。

一个系统，无论半有压、虹吸式或重力流式，都：雨水入口水深足够浅时(如30cm),系统内均为无压流动；水深足够大全淹没入口，系统转变为有压流动；水深不能封闭入口时，过渡流态或半有压流。

各系统在运行中都不可避免地经历无压流态、半有压流态甚至有压流态。

目前市场上的三种系统中的任何一种，都不可能把管道中的水流控制在一种状态上。

最大排水能力(非设计能力)都和管径、排水高度正相关，且排水能力相同。

各屋面雨水系统的特点建筑物雨水系统的选择原则：屋面雨水排除优先选既安全又经济的系统。

安全性。

雨水系统应迅速及时、有组织地将屋面雨水排至室外，并且：1）屋面天沟不向室内溢水或泛水。

2）室内地面不冒水。

3）管道能承受正压和负压作用，不变形、不漏水。

4）屋面溢流少或避免。

经济性，雨水系统在满足安全排水前提下，能够：1）工程投资费用少、造价低、用料省。

2）少占用建筑空间高度。

3）系统的寿命长。

建筑物雨水系统的选用：建筑屋面一般应采用65、87型斗雨水系统。

长天沟外排水应采用65、87型斗雨水系统。

大型屋面厂房、库房或公建，当悬吊管受室内空间限制时，宜采用虹吸式雨水系统。

檐沟外排水宜采用重力流斗雨水系统。

当溢流设施最低溢流水位高于雨水斗进水面10cm以上时，不应采用重力流斗内排水系统。

排水高度小于3m时，不得用虹吸式系统。

内排水应采用密闭系统。

阳台雨水不排入屋面雨水立管。

雨水斗及溢流口设计不能避免超量雨水进入系统时，必须考虑压力作用，不可按无压重力流设计。

65型、87(79)型雨水斗系统-计算部分：新旧版的差异-雨水斗DN100服务面积：65、87 型雨水斗排水能力：新旧版的差异-立管DN100服务面积的异同：雨水立管排水能力：立管越高、管径越大，排水能力越大。

DN100立管，高12m时，顶层和次顶层同时进水，立管最大可排水42L/s。

立管设计排水能力取19~25L/s，仍留有足够排水余量。

新版 I——水力坡度：I=（h+Δh ）/ Lh——悬吊管末端的的最大负压(mH2O)，取0.5；Δh——雨水斗和悬吊管末端的几何高差（m）；L——悬吊管的长度（m）。

正压耐灌水试验，负压耐虹吸作用。

雨水管道应采用钢管、不锈钢管、承压塑料管等，其管材和接口的工作压力应大于建筑物高度产生的静水压，且应能承受0.09MPa负压。

屋面天沟（包括边沟）设置：天沟沟底可水平设置或有坡度设置，北方寒冷地区不宜做平坡。

当天沟坡度小于0.003时雨水出口应自由出流天沟的深度应在设计水深上方留有保护高度。

天沟长度一般不超过50m，经水力计算确能排除设计流量时，可超过50m。

天沟中的雨水斗应避免布置在沟的转折处。

天沟不应跨越建筑沉降缝或伸缩缝。

天沟宜设置溢流设施。

虹吸式屋面雨水系统：类似于冷却塔回水：三个斗为集水盘，回水到集水池。

三个斗、盘的进水量要均匀，进水少的会溢水，因此各节点的压差要尽量小。

要尽量利用水的位能减小管径；负压真空值要控制。

虹吸系统不神秘，水力计算应该都会做。

各个管段节点都需要做压力平差计算。

系统的流量负荷、管材、管道布置等都考虑水流压力的作用。

选用承压金属管材和接口，用承压塑料管时应能承受0.09MPa以上的负压。

汇水面积大于5000m2的大型屋面，宜设2组及以上独立的系统单独排出。

不同高度、不同形式的屋面，宜采用独立的系统单独排出。

塔楼侧墙雨水和裙房雨水应各自独立排出。

管道敷设坡度小或无坡度且管径小，在大型屋面建筑中节省建筑空间——主要优点。

雨水斗应设于天沟内；DN50的雨水斗可直接埋设于屋面，应采用带集水斗型雨水斗。

雨水斗宜对雨水立管做对称布置。

连接有多个雨水斗的系统，立管顶端不得设置雨水斗。

立管用高密度聚乙烯管时，应设检查口，最大间距不大于30m。

金属管材，检查口设置同87斗系统。

立管应设过渡段：（1）过渡段应设在系统的末端。

（2）过渡段下游的管道应按重力流管道设计。

雨水斗的最大排水能力与65、87斗相近，但设计排水能力不留余量，取最大值。

超设计流量雨水必须借助溢流设施，溢流设施不可缺失。

系统的水力计算：1、各斗设计流量6L/s；2、系统总高度和直线管长HT= 8+0.5=8.5m；到过渡段且不低于地面L=8+1+9+9+3+0.5=30.5m；3、估算总当量管长，管直长1.6倍：LE=30.5×1.6=48.8m4、估算水力坡度：i= HT/LE=8.5m/48.8m=0.174选择管径、水力坡度、流速：根据流量、估算的水力坡度在图上选管径和对应的水力坡度，并注意满足流速不应小于1m/s。

管段1-0：18L/s，估算i=0.174选D=110mm对应的实际i为0.065，流速2.3m/s。

若2-1-0管径缩1号，选DN90，则系统总水头损失为8.04m，出口处剩余水压只0.45m，不足1m。

6、检查立管DN≤75 ≥90HT≥3m ≥5m7、据所选DN确定配件当量长和管段计算长LE。

8、据坡度i和管段LE逐段计算管道水头损失i、LE和末端水头。

9、检查节点压差，应符合：DN≤75时，ΔPi≤10kPa；DN≥100时，ΔPi≤5kPa。

如点2分别为-5.81和-5.98m水柱，压差值小于0.5m水柱或10kPa，满足。

10、检查系统出口水压：3个雨水斗至系统（末端）。

出口的剩余水压分别为1.35、1.24、1.18m水柱，均大于1m水柱，满足要求。

11、检查最大负压：最大负压为-6.13m水柱，满足真空度要求。

65、87斗和虹吸式雨水斗的比较：构造：都有阻气顶板，都有整流栅（反涡流），65、87斗无下沉腔，虹吸斗有一类也如此。

水力性能：特性曲线相似，最大流量的斗前水深相近（无下沉腔）。

重力流屋面雨水系统：>。