1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

建筑给排水节水节能设计

摘要：随着城市化进程的不断加快和人民生活水平的日益提高，人们对建筑质量、舒适度等各方面提出了更高的要求。针对水资源污染严重、建筑给排水中水量调配不均匀及高层建筑火灾初期消防管网超压等问题，生活给水管道变频分区供水、减压节流；消防给水管道安装泄压稳压阀；热水供应系统优先考虑使用太阳能热水器；污废水排水采用合流制重力非满流排水；雨水排水系统采用虹吸式系统。建筑给排水工程中节能节水潜力很大，在设计中充分利用市政给水管网水头，应用太阳能热水器，合理控制超压出流，采用新型节水设备、新型热水循环系统，推广建筑中水回用和雨水再利用技术，是未来建筑给排水节能设计的发展趋势。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、题目

某商住楼建筑给排水设计

二、工程概况

某商住楼建筑共11层，建筑总高度为39m。1～2层设计为商场，3层以上主体建筑为住宅，11层以上有一为设备层。设计内容有建筑给水系统、排水系统、雨水系统、消防系统，污水处理系统。

室内要求设置给水系统，排水系统，雨水排水系统、消火栓系统和自动喷淋灭火系统。市政管网可以提供供水水压为0.25Mpa。

三、设计依据

（1）建筑给排水设计规范GB50015-2003

（2）建筑设计防火规范GB50016 (2014年版)

（3）高层建筑防火设计规范GB50045－95 (2005年版)

（4）给排水制图标准GB/T50106-2010

（5）自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2017 (2018年版)

（6）建筑灭火器配置标准GB50140-2005

（7）汽车库、修车库、停车场设计防火规范GB50067-2014

（8）各有关文件及各工程提供的资料。

四、设计内容

本设计范围：室内外给水、排水（污废水，雨水），消防（消火栓系统，直喷系统）。

本设计内容：包括室外给排水管网综合，建筑给水系统、排水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统和雨水排除系统。

五、本课题研究方案

（一）建筑给水系统

建筑内部给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，选用适用、经济、合理的最佳供水方式，经配水管送至室内各种卫生器具、用水嘴、生产装置和消防设备，并满足用水点对水量、水压和水质要求的冷水供应系统。

1、给水方式选择原则

（1）尽量利用外部给水管网的水压直接供水。在外部管网水压和流量不能满足整个建筑物用水要求时，则建筑物下几层应利用外网水压直接供水，上层可设置加压和流量调节装置供水。

（2）除高层建筑和消防要求较高的大型公共建筑和工业建筑外，一般情况下消防给水系统宜与生活或生产给水系统共用一个系统。但应注意生活给水管道水质不能被污染。

（3）生活给水系统中，卫生器具的静压力不得大于0.60MPa。各分区最低卫生器具配水点静水压不宜大于0.45MPa（特殊情况下不宜大于0.55 MPa），水压大于0.33MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施。

2、给水方式的选择

给水方式的基本形式有直接给水方式、设水箱的给水方式、设水泵的给水方式、设水泵、水箱的给水方式、气压给水方式、分区给水方式以及分质给水方式。考虑到供水可靠性、节水节能效果等因素，初步确定采用分区给水方式。

在高层建筑中常见的分区给水方式有水泵并联分区给水方式、水泵串联分区给水方式和减压阀分区给水方式。

3种分区给水方式优缺点比较如下：

给水方式	供水形式	优缺点
水泵并联分区给水方式	各给水分区分别设置水泵或调速水泵各分区水泵采用并联方式供水	优点是供水可靠、设备集中，便于维护、管理，省去水箱占用面积，能量消耗较少。 缺点是水泵数量多、扬程各不相同。
水泵串联分区给水方式	各给水分区分别设置水泵或调速水泵各分区水泵采用并联方式供水	优点是供水可靠，不占用水箱使用面积，能量消耗较少。 缺点是水泵数量多，设备布置不集中，维护管理不便。
减压阀分区给水方式	不设高位水箱减压阀减压分区给水方式	优点是供水可靠，设备与管材少、投资省、设备布置集中、省去水箱占用面积。 缺点是下区水压损失大，能量消耗多。

综上，采用水泵并联分区给水方式。已知市政管网水压为0.25MPa，考虑水头损失及采用市政管网余压加压供水，将商住楼分为高低两区。1~4层为低区，采用市政管网直接供水；5~11层为高区，采用市政管网余压加压即水泵加压供水。

（二）建筑排水系统

1、排水系统的基本组成和要求

建筑内部污废水排水系统的基本组成部分有：卫生器具和生产设备的受水器、排水管道、清通设备和通气系统。本建筑排水系统的组成包括卫生器具、排水管道、检查口、清扫口、室外排水管道、检查井、潜污泵、集水井、化粪池等；通气系统包括专用通气管和伸顶通气管。为使建筑物排水通畅，应满足以下三个基本要求：

①首先，系统能迅速畅通地将污废水排到室外；

②其次，排水管道系统内的气压稳定，有毒有害气体不进入室内，保持室内良好的环境卫生；

③最后，管线布置合理，简短顺直，工程造价低。

2、排水系统的类型

建筑排水系统包括单立管排水系统、双立管排水系统和三立管排水系统。单立管排水系统又有三个类型，分别为无通气管的单立管排水系统（适用于非常简单、底层建筑的排水系统）、有通气的普通单立管排水系统（适用于一般多层建筑）、特制配件单立管排水系统（适用于多层、高层建筑）。双立管排水系统适用于污废水合流的各类多层和高层建筑。三立管排水系统适用于生活污水和生活废水分开排出室外的各类多层、高层建筑。此外还有新型排水系统，像压力流排水系统和真空排水系统。

3、排水系统的选择

根据本建筑的情况和各系统的适用条件，为防止横管中水流水跃高度过大而破坏水封且保持立管中水流为水膜流状态，建筑排水系统设计拟采用双立管排水系统。排水系统拟分为两个区域，商业区为一区，住宅区为二区。排水系统采用污、废水合流制排放系统,一区1～2层的污废水通过一区排水立管排放，二区3～11层污废水通过二区排水立管排放，然后一起汇入埋在地下的排水横干管，通过检查井后送至化粪池，进行简单的处理后排入城市污水管网；采用UPVC螺旋排水立管，可以起到消能的作用。

（三）建筑消防系统

由《建筑设计防火规范》 GB 50016#8212;2014可知，本建筑属于二类高层建筑。按照我国 《建筑设计防火规范》 GB 50016#8212;2014的规定，建筑高度大于15m或体积大于1000msup3;的办公建筑、教学建筑和其他单、多层民用建筑，应设置消火栓给水系统。由于本建筑为商住楼，所以建筑中不宜用水扑救的部位均应设置自动喷水灭火系统。

根据以上要求，拟设计消防给水方案为：消防水源来自市政管网用水，由于建筑高度不超过50m，可采用不分区给水方式的消火栓系统。根据规范，计算出消防水池贮存消火栓、自动喷水灭火系统整个消防用水时间内所需的用水量，设在屋顶的高位水箱内的水，由地下室泵房设置的专用消防水泵提供。

1、消火栓系统给水方式的选择

消火栓给水系统包括由室外给水管网直接供水的消防给水方式、设水箱的消火栓给水方式、设水泵和水箱的消火栓给水方式。三种给水方式的适用性如下：

给水方式	适用性
由室外给水管网直接供水	适用于水量和水压比较稳定且能满足消防用水要求的情况
设水箱给水方式	适用于室外管网一天中有一定时间能保证消防水量的情况
设水泵和水箱给水方式	适用于水压不能满足要求的情况

鉴于本次设计情况及考虑灭火的及时性、有效性等，采用设水泵和水箱的消火栓给水方式。考虑到本建筑的情况，《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50947#8212;2014中规定，应保证每一个防火分区同平面有2支水枪的充实水柱同时到达任何部位，且室内消火栓系统管网应布置成环状。因此，本建筑消火栓系统管网也布置成环状。

2、自动喷水灭火系统的初步确定

自动喷水灭火系统采用闭式自动喷水灭火系统，包括湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用喷水灭火系统、雨淋喷水灭火系统和水幕系统等。本次设计拟采用湿式自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统分为两个区域设计，其中一至二层为一区，三至十一层为二区。

（四）雨水排水系统

按建筑物内部是否有雨水管道分为内排水系统和外排水系统两类。因此，本次设计拟采用两种方案：（1）外排水；内排水。两种排水方式特点如下表所示：

	优点	缺点
外排水（在屋面不设雨水斗，管道不穿过屋面）	1)排水安全可靠，节省管材。不占室内空间，不影响室内的美观及生活环境、构造简单。	结构负荷大，雨水管道在建筑立面受腐蚀程度较大。
内排水（建筑内部设有雨水管道）	适用于跨度大、特别长的多跨建筑，不影响室外美观，可收集利用。	占用室内空间、下雨天影响室内生活环境。

鉴于本建筑的情况，采用重力半有压流外排水系统。为便于回收利用雨水，可增设中水工程。