引言
给排水系统是整个高层建筑的一个重要组成部分，与我们的日常生活息息相关。高层建筑有别于多建筑,具有层数多、高度大、功能复杂、用水要求高、排水量大等特点，因此，有关规范对高层及超高层建筑给排水及消防系统设计、施工的安全性和可靠性提出了更高的要求。本专题详细讲解了高层建筑给排水设计步骤，并结合了具体的设计实例，分析其设计特点及要点，给高层建筑给排水及消防设计施工人员提供一些参考。
划分标准
高层建筑，超过一定高度和层数的多层建筑。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m得建筑视为高层建筑。中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。即10层及10层以上的居住建筑，（包括首层设置商业服务网点的住宅）或建筑高度超过24m（不包含单层主体建筑超过24m的体育馆、会堂、剧院等）的公共建筑。
设计步骤
高层建筑给水系统设计步骤详解
1、确定建筑给水引入点（一般为两点引入）及控制方式[一般为两阀（闸阀、止回阀各一）一表]；
2、根据市政给水资料确定采用市政给水余压供水区间（一般为从建筑地下部分至上部三-四层）；
3、根据建筑功能分区和用水点资料确定建筑上部生活给水系统分区（一般分区原则为按建筑高度35-60米分区，建筑要求供水等级越高则分区建筑高度越小；另外要考虑相同建筑功能的空间尽量在相同供水分区内）；
4、确定屋面（含各分区）生活或消防水箱设置位置（水箱容积及形状规格等根据计算结果确定）；
5、根据给水分区对各用水点进行优化的给排水平面布置（各分区给水立管可以设置在一个管道井内方便检修维护；除特殊要求外一般不考虑分层给水计量；除特殊要求外一般应考虑分层给水控制；给水管线布置应水力条件良好；确定给水管线材质-方便水力计算查相应水力计算表）；
6、标注给水立管编号并绘制管道井大样图，注意分层给水支干管应与相应分区给水立干管连接；
7、根据给水管线平面布置绘制给水轴测图，编制给水水力计算表（注意是否有集中热水供应；一般只需要对有代表性的给水管线进行详细的水力计算，其它可以根据该计算结果参考确定流量、管径、水头损失等参数）；
8、根据水力计算结果确定整个建筑给水系统的管径（避免片面根据计算结果频繁变换管径）；根据水头损失计算资料确定建筑给水设备所需要的设计扬程（最上区应考虑屋面消防水箱采用生活水泵供水）；根据流量计算资料确定建筑给水设备所需要的设计流量；
9、如建筑有设置中水系统要求其系统设计参考以上步骤；
10、图纸完善及设计和计算资料整理。
高层建筑排水系统设计步骤详解
1、根据市政排水资料确定建筑排水的总体走向（建筑污水汇集后一般通过局部污水处理构筑物-化粪池后排入市政排水管网，根据建筑规模化粪池可以多处设置；注意室外排水检查井设置间距要求和污水流经化粪池等构筑物存在局部水头损失）；
2、根据市政排水情况和建筑功能确定排水体制（即排水系统是否采用分流制-如建筑设置有中水系统则必须分流）；
3、根据建筑给水系统布置进行优化的排水系统平面布置（排水系统一般不分区，一般需要设计专用或共用辅助通气立管；排水立管应尽量上下取直贯通；排水立管中部、下部及出户横管处应设置专用消能管件；建筑中下部排水水封应安全可靠-一般选择S型水封；排水管件一般选择自带检查口型）；
4、对建筑地下部分进行排水管线平面布置（除正常排水点外设备间等一般应设置集水井排可能出现的积水-采用潜污泵提升排除）；
5、确定排水管线材质（一般选择金属管材或加厚塑料管，排水出户横管最好选择金属管-做加强防腐措施）；
6、绘制排水系统轴测图，进行排水系统水力计算（主要确定排水管径、敷设坡度、专用通气管管径；排水管出户标高应根据建筑的基础结构资料和市政排水资料确定）；
7、建筑室外排水系统的优化平面布置及水力计算（主要确定排水管径、敷设坡度、埋设深度）；
8、图纸完善及设计和计算资料整理。
高层建筑雨水系统设计步骤详解
参考建筑排水系统和雨水排除系统（教材资料）设计（屋面雨水经雨水斗收集后通过雨水立管排建筑户外雨水井与室外雨水系统汇集，雨水立管一般设置在建筑室内专门雨水管道井内；注意暴雨强度公式选择和重现期确定）。 部分普通高层建筑室内雨水系统一般由建筑专业考虑。
高层建筑热水系统设计步骤详解
参考建筑给水系统和热水供应系统（教材资料）设计。
注意事项：
1、热水用水点不同于冷水用水点；
2、高层建筑供应热水系统必须设计回水管路（循环泵扬程一般小于2米），热水系统沿程温降一般选择5~10℃（要求越高温降越小）；
3、热水系统分区基本同冷水系统分区，热交换装置一般设置在各分区或集中设置在设备间内；
4、需要进行主要部分（热媒选择；热媒耗量、热水部分耗热量计算、热交换装置选择等）的热工计算（热水量计算应注意热水计算温度和用水当量查表方法）。
高层建筑消防系统设计步骤详解
高层建筑消防系统设计严格执行现行《高层建筑防火设计规范》。
根据建筑等级和功能要求进行消防系统设计（主要为建筑消火栓给水系统、喷淋给水系统、消防器材配置等，其它消防系统暂不考虑）。
一、消火栓给水系统
1、根据规范及建筑等级和建筑功能确定消火栓系统消防喷枪使用支数[一般为四~六支喷枪动作，即消火栓系统消防设计流量为20~30L/s；注意消防电梯前室必需布置消火栓（含消防立管）并且该消火栓不计算在动作消防流量之内；根据该参数计算设备间消防水箱的消火栓系统贮水容积-设计流量*消防时间（一般不低于二~三个小时）]和屋面消防水箱容积（一般二类高层消火栓系统为不低于12m3，一类高层为不低于18m3，）；
2、根据建筑高度进行消火栓系统的竖向分区（理论上每个分区建筑高度应不超过100米（原规范为80米），实际工程应用一般根据建筑等级采用60~80米，等级越高分区高度越小）；
3、根据建筑平面布置确定消防立管的设置位置和数量；
4、根据立管布置进行消防系统的平面布置[主要内容为：消防管道井位置、消防立管位置及数量；消火栓位置及配置参数、室外平面布置图中应绘制水泵结合器（一般每个分区均需要设置）数量及位置、消防器材位置及数量和配置参数、设备间布置-（消防立管一般应在各分区建筑室内和室外分别连接成环状）；
5、绘制消火栓系统给水轴测图，进行水力计算（确定消防给水流量、管线管径、各设计管路水头损失等），选择消防给水设备（一般选择成套设备，一般每个消防分区选择一套设备）；并根据设备（水泵）实际参数（主要为扬程选定值一般会大于计算扬程）结合水头损失计算结果进行节流孔板的计算（设置节流孔板的目的是保证每个消火栓处的实际出流量为5 L/s。实际工程中节流孔板设置依据为消火栓栓口处工作压力应不超过40~50米水柱）；
6、注意建筑最上一个分区应在建筑屋面设置屋面试验消火栓；
7、消防器材选择及数量应根据《建筑消防器材配置设计规范》计算确定（消防器材每个配置点应不少于两具）；
8、图纸完善及设计和计算资料整理。
二、喷淋给水系统
1、根据规范及建筑等级和建筑功能确定喷淋给水系统的设计流量（也可以根据规范要求的喷水强度结合作用面积计算确定）；
2、根据计算流量确定设备间消防水箱的喷淋系统贮水容积-设计流量*消防时间（一般为一个小时）]和屋面消防水箱容积（≥设计流量*消防时间10分钟）；
3、根据建筑平面布置进行喷淋系统的平面布置（注意喷头选型和数量统计），按照每个喷淋分区的喷头数量不超过800个（实际工程中一般应考虑安全系数3~5%，即实际喷头数量一般应少于800个）或静水压力不超过1.2MPa进行喷淋系统分区（注意喷淋系统分区与消火栓系统分区的区别）；[平面布置图主要内容为：喷淋管道井位置、喷淋立管位置及数量；喷淋系统附件配置参数、室外平面布置图中应绘制水泵结合器（一般每个分区均需要设置）数量及位置等]（喷淋立管一般在各分区建筑室内宜设计成环状，但室外应连接成环状）；
4、根据喷淋系统分区进行设备间喷淋系统平面布置（喷淋泵一般应设置试验管线，排水进入集水井）；
5、绘制喷淋系统轴测图，进行水力计算（一般采用流量迭加的作用面积法计算；计算目的为确定流量、管线管径、水头损失等）；
6、根据计算结果选择喷淋设备（设备选择及节流孔板计算参考消火栓给水系统）；
7、图纸完善及设计和计算资料整理。
高层建筑消防系统设计步骤详解
高层建筑消防系统设计严格执行现行《高层建筑防火设计规范》。
根据建筑等级和功能要求进行消防系统设计（主要为建筑消火栓给水系统、喷淋给水系统、消防器材配置等，其它消防系统暂不考虑）。
一、消火栓给水系统
1、根据规范及建筑等级和建筑功能确定消火栓系统消防喷枪使用支数[一般为四~六支喷枪动作，即消火栓系统消防设计流量为20~30L/s；注意消防电梯前室必需布置消火栓（含消防立管）并且该消火栓不计算在动作消防流量之内；根据该参数计算设备间消防水箱的消火栓系统贮水容积-设计流量*消防时间（一般不低于二~三个小时）]和屋面消防水箱容积（一般二类高层消火栓系统为不低于12m3，一类高层为不低于18m3，）；
2、根据建筑高度进行消火栓系统的竖向分区（理论上每个分区建筑高度应不超过100米（原规范为80米），实际工程应用一般根据建筑等级采用60~80米，等级越高分区高度越小）；
3、根据建筑平面布置确定消防立管的设置位置和数量；
4、根据立管布置进行消防系统的平面布置[主要内容为：消防管道井位置、消防立管位置及数量；消火栓位置及配置参数、室外平面布置图中应绘制水泵结合器（一般每个分区均需要设置）数量及位置、消防器材位置及数量和配置参数、设备间布置-（消防立管一般应在各分区建筑室内和室外分别连接成环状）；
5、绘制消火栓系统给水轴测图，进行水力计算（确定消防给水流量、管线管径、各设计管路水头损失等），选择消防给水设备（一般选择成套设备，一般每个消防分区选择一套设备）；并根据设备（水泵）实际参数（主要为扬程选定值一般会大于计算扬程）结合水头损失计算结果进行节流孔板的计算（设置节流孔板的目的是保证每个消火栓处的实际出流量为5 L/s。实际工程中节流孔板设置依据为消火栓栓口处工作压力应不超过40~50米水柱）；
6、注意建筑最上一个分区应在建筑屋面设置屋面试验消火栓；
7、消防器材选择及数量应根据《建筑消防器材配置设计规范》计算确定（消防器材每个配置点应不少于两具）；
8、图纸完善及设计和计算资料整理。
二、喷淋给水系统
1、根据规范及建筑等级和建筑功能确定喷淋给水系统的设计流量（也可以根据规范要求的喷水强度结合作用面积计算确定）；
2、根据计算流量确定设备间消防水箱的喷淋系统贮水容积-设计流量*消防时间（一般为一个小时）]和屋面消防水箱容积（≥设计流量*消防时间10分钟）；
3、根据建筑平面布置进行喷淋系统的平面布置（注意喷头选型和数量统计），按照每个喷淋分区的喷头数量不超过800个（实际工程中一般应考虑安全系数3~5%，即实际喷头数量一般应少于800个）或静水压力不超过1.2MPa进行喷淋系统分区（注意喷淋系统分区与消火栓系统分区的区别）；[平面布置图主要内容为：喷淋管道井位置、喷淋立管位置及数量；喷淋系统附件配置参数、室外平面布置图中应绘制水泵结合器（一般每个分区均需要设置）数量及位置等]（喷淋立管一般在各分区建筑室内宜设计成环状，但室外应连接成环状）；
4、根据喷淋系统分区进行设备间喷淋系统平面布置（喷淋泵一般应设置试验管线，排水进入集水井）；
5、绘制喷淋系统轴测图，进行水力计算（一般采用流量迭加的作用面积法计算；计算目的为确定流量、管线管径、水头损失等）；
6、根据计算结果选择喷淋设备（设备选择及节流孔板计算参考消火栓给水系统）；
7、图纸完善及设计和计算资料整理。
施工误区及要点
1、高层建筑给排水系统存在的问题
1）水表安装不符合要求，当楼层各户水表集中布置在水管 井处时，由于管井尺寸的限制或者施工工艺欠佳，使得水表相邻距离或水表外壳距墙内表面距离过小，造成了抄表和维修的不便。并且水表前后直线管段长度不符合规孔规定，影响了水表运行的准确度。有些工程为考虑抄表方便和美观，将各楼层各户的管道总阀门和水表均设置在首层的公共地方，当住户维修室内管件或被人误关总阀门时必须到楼下检查处理，容易造成纠纷和麻烦。较好的做法是水表每层集中设于管道间内，分户水表整齐靠于墙面。其优点是外形整洁美观，管路短捷，阻力小，维修更换方便，不受曝晒和污染造价较低，与相关专业容易协调。
2）生活水池的溢流管管径选择不当，并且无防污染措施：部分工程水池溢流管的管径小于进水管，出口直接伸入集水井中，而且无设置网罩。这样当水位控制器失灵时，不能保证将多余的水从溢流管顺利排出，不致从水池顶盖满溢。另外，出口伸入集水井中无设置网罩，会使积存的臭气回流至水池或者老鼠等动物顺着管道进入水池，污染水质。合理的做法是溢流管的管径应按排泄贮水池最大流量确定，并宜比进水管大一级。溢流管的出口应设置网罩或溢流阀，溢流管的排水方式宜采取二次排水方式，即先流至地面水沟，再经过水沟流入集水井内，通过空气隔断来防止污秽气体污染水池水质。
3） 对于有分支管或管接头的管道来说，产生渗漏的机会较高。因此在卫生器具集中的厨房、卫生间内，宜采用分水器多支路单向布管方式，将每一根配水支管直通到配水点与卫生器具和从龙头等连接处，以减少或取消在暗敷管道中使用劣支管或管接头。
2、管材选用
在室内排水设计中，可以考虑使用超级静音排水管，要尽量使排水立管远离卧室和客厅，以减少对居民用户的噪音污染。管道安装过程中，应防止油漆等有机污染物与管材、管件接触。安装中断或完毕的敞口处，一定要临时封闭好以免杂物进入。超级静音塑料管道安装时还要注意搬运和安装管道时应避免碰撞到尖锐物体，以防管道破损。
3、管道敷设
（1）给排水立管的敷设
在高层建筑中通气系统在排水系统中占有重要地位。实践和理论都说明：高层建筑排水系统功能的优劣，在很大程度上取决于排水管道通气系统是否合理。超过10层的建筑物，底层的卫生器具，应单独设置排出管或排入提升系统；超过20层的建筑物，宜将地面以上最底下的2层~3层的卫生器具设立管单独排出；地下车库应设带有格栅的地沟和连接地沟的排水管，以便排除冲洗地面水、洗车水、喷淋装置和其他消防排水，并设置泵房或泵坑，排水泵的排水能力宜≥10L/S；高层建筑的雨水系统和生活污水系统应分流排出。
（2） 给水支管敷设
塑料给水管材以其卫生、美观、耐腐蚀性好的优势得到了广泛的应用，但塑料给水管道力学性能差、明装易变形，影响美观，易受碰撞损坏，防火性能也较差。暗装不但可以从根本上解决这些问题，同时还可提高其耐老化性能。因此，在条件许可时，应采用暗装。如不能暗设时，立管应布置在不易受撞击处，并在管外加保护措施。新建住宅中分户支管至用水点间管道一般敷设在垫层内。由于目前地板采暖方式应用较为普遍，而强、弱电管线有时也会设在垫层内，应注意与暖、电等相关专业协调。交房时应在敷设给水管道的位置作上明显的标记，以免装修时破坏给水管道。
（3） 排水支管敷设
塑料排水管材与铸铁管相比较具有水力条件好、耐腐蚀、质轻、美观等无可比拟的优势，但其噪声问题比较突出。对此一方面采用低噪声管材，如芯层发泡管、芯层发泡螺旋管等；另一个方面可以将管道暗装在管井、管槽内。排水管道的敷设可采用卫生间地面楼板下沉，污水横管设于本层下沉板以上的户内的方式。这种方式要求在实际施工过程中，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，所有给排水管道应经严格的注水试验后方可隐蔽管道，以避免上层卫生器具漏水影响下层用户。
4、卫生间器具布置
卫生器具的选型必须注意其使用条件，并根据其额定流量和工作压力要求配置适当的给水管道，才能达到使用功能要求。在工程设计中，应千方百计采取经济可行的技术手段，如减压调压、分区供水、合理压缩管径等，尽可能把卫生器具工作压力控制在0.20MPa~0.30MPa的最佳范围。
5、水箱和水池的设置
在条件允许的前提下，设计人员应根据规范要求将生活、消防水池（水箱）分建，同时设计人员在设计时积极与自来水公司联系，取得相关的供水资料，充分利用所在地域管网供水能力，从而缩小水池容积，改善经济指标。
给排水系统是整个高层建筑的一个重要组成部分，与我们的 日常生活息息相关，因此设计及施工人员，应本着技术、安全、美观、实用、经济的原则，为用户的切身利益着想，在实践中努力创新，将问题消除于萌芽状态。
