1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

高层建筑给排水节能节水措施探讨

摘要：高层建筑由于自身特点造成较大的水资源和能量消耗，其中相当一部分消耗属于浪费。针对产生浪费的不同原因，本文提出相应应对措施，如采用新型节水卫生器具，进行雨水收集及中水回用，采用太阳能等可再生能源作为热水循环系统热源，改良热水循环系统等。通过采取相应措施，优化设计，能有效地解决高层建筑给排水出现的水资源和能源浪费问题，对于构建节水型建筑和可持续社会具有明显的现实意义。

关键词：高层建筑 节能节水 给排水

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、题目

扬州汉庭快捷酒店设计

二、工程概况

本工程位于扬州市邗江区，总建筑面积约14400平米，其中：地上建筑面积12000平米，地下2400平米，占地面积1350平米。该建筑为框架#8212;剪力墙结构，地上十层，地下一层，总高度39.5米，首层高度4.5米，二#8212;十层层高3.6米。

三、设计依据

（1）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版)

（2）《建筑设计防火规范》GB50016 (2014年版)

（3）《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014

（4）《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001 (2017年版)

（5）《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

（6）《给排水制图标准》GB/T50106-2001

（7）各有关文件及各工程提供的资料，包括：

平面图 若干张

立剖面图 若干张

四、设计内容

本设计包括生活给水系统，排水系统，消火栓系统，自动喷水灭火系统，热水系统及室外给排水总平面设计。

五、本课题研究方案

（一）给水系统

1、给水系统的分区及其原则

建筑给水系统应尽量利用外部给水管网水压直接供水。则下层建筑物应直接利用市政管网水压供水，而上层建筑物在市政管网供水压力不能满足建筑的水压要求时，则采取加压和流量调节装置供水。根据《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003）,高层建筑生活给水系统竖向分区压力应符合下列要求：

1) 各分区最低卫生器具配水点处的静水压力不宜大于0.45MPa；

2）静水压大于0.35MPa的配水横管，宜设减压或调压设施；

3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。

本设计以市政管网为水源，从城市道路干管中取水，低水压约为0.25MPa。考虑一定的水头损失，市政管网可供-1~4层，5~10层采用水泵加压供水。需水泵供水楼层层高为21.6m，满足最不利配水点压力要求，则不用再进行分区。故本设计低区为-1~4层，高区为5~10层。

2、给水方式的选择

合理的供水方案，应综合工程涉及的各项因素如技术因素包括：供水可靠性，

水质，对高层建筑给水系统的影响，节水节能效果，操作管理，自动化程度等；

经济因素包括：基建投资，年经费用，现值等；社会和环境的因素包括：对建筑里立面和城市观瞻的影响，对结构和基础的影响，占地面积，对环境的影响，建设难度和建设周期，抗寒防冻性能，分期建设的灵活性，对使用带来的影响等，采用综合评判法确定。

几种给水方式的比较如下：

两种方式的优缺点比较如下：

给水方式	供水方式说明	优缺点
分区无水箱供水方式	分区设置多台并联水泵，根据 水泵出水量或水压，调节水泵 转速或运行台数	优点：供水较可靠，设备布置集中， 便于维护管理，不占用建筑上层使用面积，能源消耗较少。 缺点：水泵型号、数量较多，投资 较大，水泵控制调节较麻烦。
分区并联供水方式	分区设置水泵和水箱，水泵集 中设置（设在地下室内）	优点：各区独立运行互不干扰，供水可靠，水泵集中布置便于维护管理，能源消耗较少。 缺点：管材耗用较多，水泵型号较多，投资较贵，水箱占用建筑上层面积。

考虑到该大楼以市政管网为水源，从市政干管中取水，低水压约为0.25MPa。考虑一定的水头损失，市政管网可供-1~4层，5~10层采用水泵加压供水，同时考虑到不占用建筑物上层面积，减少结构荷载，故选择不设高位水箱的并联分区无水箱供水方式。

（二）排水系统

1、高层建筑排水系统的主要技术要求

高层建筑排水系统主要包括卫生器具、生产设备受水器、排水管道、清通设

备、提升设备、污水局部处理构筑物、通气系统等。高层建筑为满足生产生活需要，充分发挥其作用，给排水设计中应满足以下三点要求：

1）系统能迅速畅通的将污废水排到室外；

2）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）管线布置合理，尖端顺直。

2、高层建筑排水系统的分类和选择

高层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。另外还有新型排水系统，像压力流排水系统和真空排水系统。

根据本建筑的情况和各系统的适用条件，建筑给排水设计拟采用双立管排水系统。将污水收集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。

3、排水系统组成

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、潜水泵、集水井、化粪池等；通气系统包括专用通气管和伸顶

通气管。

（三）消防系统

1、消防给水方案

该建筑属一类高层建筑,根据《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95的规定,

以下高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统：建筑高度≤100m的一类高层建筑及其裙房的下列部位,除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外,应设自动喷水灭火系统：

(1)公共活动用房；(2)走道、办公室和旅馆的客房；(3)可燃物品库房；(4)高级住宅的居住用房；(5)自动扶梯底部和垃圾道顶部；并且在低区商场和高层住宅的走道、门厅、空调机房、配电室、自备发电机房设置火灾自动报警系统；(6)地下车库

根据以上要求,拟设计消防给水方案为：消防水源为市政自来水,引入户内后贮存于地下一层的消防水池,由消火栓加压泵提供所需压力,十层地板与地下室的垂直距离位39.5m，小于80m,不分区。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。

2、消防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。前者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；中者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；后者适用于水压不能满足要求的情况。鉴于本设计的情况，拟采用设水泵、水箱的消火栓给水方式，应分别设置室外消火栓给水系统和室内消火栓给水系统。室内消火栓给水管网可分为环状管网和枝状管网。环状管网内的消防用水是双向流动的。在设置分隔阀门的条件下，环状管网在管网的任一段损坏时，系统的其余部分仍能正常工作，因而安全性好，同时其水力条件也比枝状管网好。所以规范对楼层较多、高度较高、起火后容易蔓延的建筑，以及室内消火栓用水量较大、消火栓数量较多的建筑都要求将室内消火栓给水系统管网布置成环状。因此，本设计也采用环状网布置形式。

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。本设计拟采用湿式自动喷水灭火系统。

采用喷头正方形布置。

（四）雨水系统

拟设定二种方案：

1)内排水：建筑物内部设有雨水管道，屋面设有雨水斗

2)外排水：屋面设有雨水斗，沿着建筑外立面设立雨水立管

两种方式的优缺点比较如下：

名称	优点	缺点
第一种 方案	1)常用于多跨工业厂房及屋面设天沟有困难的壳形屋面、锯齿屋面、有天窗的厂房 2)建筑立面要求高的高层建筑中维修方便、安全；不影响室外美观 3)寒冷地区不会使水落管冰冻堵塞 4)可收集利用	占用室内空间、下雨天影响室内生活环境
第二种 方案	1)不占室内空间 2)不影响室内的美观及生活环境、构造简单	一定程度上影响建筑外观、易发生渗漏

坚持可持续发展设计，本建筑采用内排水，可以回收利用，经过简单处理，存放到消防水池用于消防用水，故本建筑采用内排水且收集利用，并采用重力半有压流排水系统。

（五）热水系统

1、高层建筑热水系统的主要技术要求

高层建筑热水系统主要包括卫生器具、热源系统、给水管道、热水管道、循环设备、储水设备、通气系统等。高层建筑为满足生产生活需要，充分发挥其作用，热水系统设计中应满足以下三点要求：

1）系统能迅速的将热水供应到用水点；

2）热媒系统安全有效，节能环保，保证24h供应热水；

3）管线布置合理，尖端顺直，减少热量损失。

2、高层建筑热水系统的分类和选择

高层建筑热水系统包括集中热水供应系统，适合在比较集中的公共建筑群、医院、宾馆、工厂等用水量大且用水集中的区域中使用。区域性热水供应系统，城市还是较多采用该种供应方式，可减少市政外网的设置。供水灵活，可采用定时供应。小型热水供应系统，对于较为分散且用水量较为集中、用途单一、用水量较小的区域或工厂内，可采用小型的加热水系统以满足需要。家用型热水供应。

其中集中热水供应系统的各种加热方式比较：

名称	优点	缺点
电热水器	即热式电热水器具有能够即开即热，省时省电，节能环保、体积小巧、水温恒定等诸多优点。	功率比较大，线路要求高。一般功率都至少要求6KW以上，电源线要求至少2.5平方以上，有的要求5平方以上。
燃气热水器	不受天气影响，即开即热	安全性差，资源消耗大，燃烧生成温室气体
太阳能热水器	节能环保	天气不好时需要辅助加热，进一步降低了性价比；日照少的地方不适合
热泵热水器		技术不成熟，设备少

根据本建筑的情况和各系统的适用条件，考虑到节能环保，本建筑热水系统设计拟采用太阳能集中热水供应系统，在阴雨天或太阳能产热量缺乏时，水温低于设定水温，电脑操控仪使电加热发动，进行辅佐加热。