高层建筑给排水管道的施工技术.doc

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高层建筑中给水排水管道的施工技术随着科学技术的发展，生产工艺的不断改进和提高，给水排水系统日趋向大系统、高参数的方向迅猛发展，因此，对给水排水工程的施工和运行管理的要求也就越来越高。要想使管网达到优质、高效和低能耗运行的目的，除要有合理的设计方案外，给水排水系统安装质量的优劣将会对Et后的使用产生极大的影响。为了确保民用给水排水在使用过程中充分发挥其安全稳定和高效的作用，给水排水系统的施工技术极其重要。1施工前期准备工作在施工安装前，应组织人员做好施工图会审，它是业主、施工人员进一步了解工程项目特征的重要环节。通过施工图交底，可以了解到设计者的设计意图，理解设计中所选用的新技术、新设备、新材料;通过会审，可发现设计中的缺陷、错误，解决存在问题，统一各方不同意见，理解本工程的难点、重点。总之，有效的施工图会审是项目施工的首要环节。2施工步骤根据现有文献-2和施工经验，给水排水管道安装一般按如下步骤进行：熟悉图纸和有关技术资料施工测量放线沟槽开挖及管沟砌筑配合土建预留孔洞及预埋铁件管件加工制作支架制作及安装管道预制及组成管道敷设安装管道与设备连接自控仪表及其管道安装试压及清(吹)洗防腐和保温调试和试运转竣工验收。3给水排水管道安装3.1给水管道的安装。(1)管道安装之前需复测管道地沟，支架是否符合管道安装的标高、坡度和坡向。支架间距是否符合图纸和有关规范的要求，同时要考虑到放空和管道运行的工艺需要。(2)法兰焊缝及其他连接件的设置应便于复检，并不得紧贴墙壁、楼板或管架。(3)管道安装施工过程中及完工后，应及时填写各种施工技术资料表格并经签证记录，埋地铺设的管道，应做好试压试验，办理隐蔽工程验收，填写隐蔽工程记录并及时回填，这些施工技术资料均应整理存档。(4)管道穿越剪力墙、梁适宜预留钢套管，但穿越楼板、砖墙、基础和屋面的管道可用塑料套管或预留洞，穿过屋面的管道应有防水层(或土建泛水)和防水帽，管道和套管之间的间隙宜用不燃材料填塞。 (5)管道安装工作如有间断，应及时封闭敞开的管口。(6)管道安装工作如有间断，应及时封闭敞开的管口。(7)管道连接时，不得用强力对口，也不得用加热管子及加偏垫等方法来消除接口端面的空隙偏差、错口或不同心等缺陷。(8)管子焊接时，直管段两环缝距不应小于100mill，焊缝距煨制弯头的起弯点不小于100mill，且均不小于管外径。3.2排水管道的安装。3(1)排水塑料管必须按设计要求及位置装设伸缩节，如设计无要求时，伸缩节间距不得大于4m.(2)排水主干管及水平干管管道均应做通球试验，通球球径不小于排水管道管径的2/3，通球率必须达到100%。(3)排水塑料管道穿越封闭空间内(如管井、厨卫内)宜增加阻火圈，非封闭空间，可以不加阻火圈(如外墙、阳台)。(4)生活污水塑料管道的坡度必须符合设计或规范要求。(5)在立管上应每隔一层设置一个检查口，但在最低层和有卫生器具的最高层必须设置检查口，其中心高度距操作地面为lm，允许偏差20mm，检查口的朝向应便于检修，在暗敷立管上的检查口应安装检查门。(6)排水通气管不得与风道或烟道连接，安装应符合规范。4室内管道的布置管道的正确排列是管路安装中的一个重要环节，特别是对于室内管道。由于管道设备多，使问题尤为突出，现将管道排列间距及避让的基本原则为：气体管路排列在上，液体管路排列在下;热介质管路排列在上，冷介质管路排列在下;保温管路排列在上，不保温管路排列在下;金属管路排列在上，非金属管路排列在下。管线间距的确定。管线的间距以利于对管子、阀门及保温层进行安装和检修为原则。由于室内空间较小，其间距不宜过大，对于管子的外壁、法兰边缘及热绝缘层外壁等管路最突出部位距墙壁或柱边的净距不应小于1OOmm.对于并排管路上的并列阀门的手轮，其净距约100mm.管路相遇的避让原则为：小口径管路让大口径管路;常温管路让高温或低温管路。对大型多层建筑消防给水系统及可靠性分析与研究 (1)一、消防给水系统的分类11按系统的构成和功能分类按系统的构成和功能可分为室内消火栓给水系统、室外消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。1室外消火栓给水系统基本设施为室外消火栓、室外消防水池和室外消防供水管网。灭火时，消防车从室外消火栓或室外消防水池吸水加压，从室外进行灭火，或者想室内消防给水系统加压供水。2室内消火栓给水系统该系统由室内消火栓、消防卷盘、高位消防水箱、增压稳压设施、消防水泵、室内消防水池、消防供水网等组成。灭火时，采用室内消火栓、消防卷盘进行灭火。3自动喷水灭火给水系统自动喷水灭火系统的给水系统是指自动喷水灭火系统中报警阀前的管网和给水设施，主要包括消防水源、消防泵、消防转输泵和消防稳压泵、消防水箱、消防稳压设施水泵结合器等。12按消防给水压力分类按消防给水压力可分为高压、临时高压和低压消防给水系统。1高压消防给水系统是指管网内经常保持灭火时所需的压力和流量，灭火时，不需要启动消防水泵加压而直接使用灭火设备的灭火系统。2临时高压消防给水系统是指管网内最不利点周围平时水压和水量不满足灭火的需要，在水泵站内设有消防水泵，灭火时，需启动消防水泵，使管网内的压力和流量达到灭火时的要求的灭火系统，目前广泛采用的一种消防给水系统也属于临时高压消防给水系统，即管网有稳压泵和气压给水设备等增压设施经常保持足够的压力。在水泵站内设有消防水泵，灭火时，需启动消防水泵，使管网内的压力和流量达到灭火时的要求。13消防给水系统按服务范围分类1独立高压(或临时高压)消防给水系统即每幢高层建筑均没置独立的消防给水系统，这种系统安全度高，但管理分散，投资大。到目前为止所建成的高层建筑的消防系统大多数采用这种系统。2区域或集中高压(临时高压)消防给水系统即两幢或两幢以上的高层建筑共用一个泵房的消防给水系统。这种系统便于集中管理，节省投资，但安全度较低。二、高层建筑消防给水的几种形式21高位消防水池供水形式这种供水方式是在高层建筑的屋顶设置大容量消防水池(水池的容积以灭火灾延续时间内所需要的全部消防用水)，平时利用生活加压水泵将水一次抽升至屋顶消防水池贮存。当火灾发生时，直接依靠水池中的消防贮水通过室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统进行灭火。除因屋顶消防水池设置高度不够，需要在顶层设消防增压泵以满足建筑最高几层消防设施所需的压力外，无需再设消防专用水泵和相应的控制电器系统。22消防专用水泵屋顶高位水箱供水形式这种供水方式是高层建筑消防给水设计中采用最多、最易接受的一种方式。在高层建筑屋顶设小容量的高位水箱，一般和生活用水合用，并且满足10min的消防用水量。在建筑物底层(地下室)或室外设消防专用水池、水泵及泵房。与高位消防水池供水方式最大的不同点在于消防供水灭火的任务主要是由消防专用水泵来完成。从建筑的高度及分区情况看，该供水方式又可分为一次加压供水，分区并联加压供水及分区串联加压供水三种形式。一次加压供水适用于建筑高度在50m以下，且不需要分区供水的高层建筑。分区并联加压供水或分区串联加压供水，用于建筑高度超过50m，且需要分区减压供水的高层建筑。23消防气压罐供水形式该种供水方式与其他供水方式的不同点在于无需另设高位水箱，使消防管网始终处于常高压状态。消防安全可靠性高，但对供电要求严格，需两路电源或柴油发电机供电系统。近几年，该供水方式以其独特的供水形式，不受高度的限制，安装灵活方便，操作简单，自动化程度高，消防出水快，技术上安全可靠等优点，为广大设计者和使用者青睐。在高层建筑消防给水设计中不断被采用。但是，该供水方式耗电较高，经常运行费用大。据调查，该供水方式约有四分之一的能耗用来维修无效压力的区间上而被浪费掉。此外，在需要分区减压供水的高层建筑消防给水设计中，由于每分区都要设一个存有10rain；消防用水量的大气压罐，可以说是很不经济，很不合理的。三、消防给水方式的选择在选择消防给水方式时，应充分了解建筑物的性质、结构特征、建筑高度、平面布局、防火分区的划分、设备层和避难层的位置等，同时注意以下几个方面：1消防水泵房的位置根据建筑布置以及室外管网的水压，消防水泵房通常设在地下室内。此外，当消防水池同时存有室外消防用水时，消防水池宜设置在下一层，并应保证消防车的消防水泵的吸水高度不大于6m。当消防水池内只存有室内消防用水时，其位置不受限制，但无论如何都应有直通室外的消防通道。2屋顶高位水箱和中间消防水箱的位置在确定屋顶高位水箱和中间消防水箱时，应与生活给水系统协调一致。这两种水箱通常设在设备层、避难层或专用的水箱间内，并且不宜靠近对安静程度要求较高的房间(包括上下层和相邻的房间)，当中间楼层不宜设中间消防水箱和水泵时，可用屋顶水箱和减压阀联合工作的方式替代中间消防水箱和水泵。屋顶水箱的设置高度应保证消火栓系统最不利点消火栓的静水压力要求(设在屋顶水箱间或屋顶设备层内的检验用消火栓除外)，当建筑高度不超过100m时，最不利点消火栓的静水压力不应低007mPa；当建筑高度超过loom时，最不利点消火栓的静水压力不应低于015MPa。屋顶水箱的设置高度还应保证自动喷泉水灭火最不利点喷头的工作压力不应低于005MPa。中间水箱的设置高度应保证所在供水分区内的最不利点消火栓或喷头消防时所需的压力。为达到这一要求，通常将该供水分置于中间水箱以下若干层。3供水分区的划分在消防水泵房、屋顶高位水箱及各区中间消防水箱的位置确定后，就可以在它们之间进行进一步的分区。对于自动喷水灭火系统的竖向分区宜。为保证供水的均匀性，将每个竖向分区再划分成若干个小分区，每个小分区由独立的报警阀控制，小分区的最高喷头与最低喷头之间的垂直高差控制在50m以内，并在入口压力大于O42MPa的人口管上设减压孔板或减压阀。另外配水管道的工作压力应控制在120MPa以下。在城市供水管网能保证室内消防供水安全，并且当地主管部门允许消防水泵直接抽水的情况下，可充分利用城市供水管网的压力，单独形成个供水分区。四、消防给水系统的可靠性为了研究系统的可靠度，首先需要弄清系统的功能、失效模式，准确地绘出可靠性框图。通过建立消l劣给水系统模型，研究系统可靠度与单元(组件)可靠度之间的函数关系。单元的可靠度可以通过大量的试验确定，由此可确定由若干单元相互组合成的复元体系统的可靠度。系统可以分为非储备系统、储备系统和复杂系统储备系统又可分为工作储备和非工作储备系统。非储备系统实际上是一种串联系统。消防给水系统对供水的要求较高，需要有足够的保证率，故常采用储备系统和复杂系统的形式。在工作储备方式中，可分为并联系统、混联系统、表决系统。在消防给水系统中，主要由消火栓给水系统和自动喷水灭火系统组成，其中各单元(阀门、消火栓、喷头、管道等部件)或设备(水泵、水池、水箱等)的功能，决定了可靠性框图的关系。就两个阀门用管道相连的可靠性框图而言。如果它们的作用是让水流通过，则两阀需同时开启。从可靠性的角度看，这就是一个串联系统；如果其作用是起截断水流作用，则关闭其中一个阀门就可完成截流作用，该可靠性框图为并联系统。可见同是一个结构，不同的功能可靠度是不同的。超高层建筑给水排水设计中的节能、节材研究 0引言随着整个国民经济的持续快速发展和城市化水平的不断提高，水资源短缺、电力供应短缺和原材料短缺的矛盾日益凸现。因此，对建筑给水排水设计来说，如何对现有设计进行不断优化，以求最大限度的节约每一寸管道、节省每一个阀门、降低每一度电力消耗等，就成为摆在广大给水排水设计者面前的一个不容回避的问题。下面结合笔者在某建筑高度120m的超高层建筑给水排水设计中的一些做法，谈谈笔者在落实贯彻“节能、节材”方面的一些做法，以期和广大国内同行共同探讨。1避难层集中设置报警阀。省去减压阀的做法就建筑高度在120m左右超高层建筑的喷淋系统的报警阀设置来说，通常采用分散设置湿式报警阀的做法：在避难层内设置若干套湿式报警阀，供建筑高区自动喷水灭火系统使用；在地下室内设置若干套湿式报警阀，供避难层以下的低区自动喷水灭火系统使用。同时，根据自动喷水灭火系统设计规范(GB5008420012005)的相关要求，湿式报警阀入口压力不应大干1l2Mpa，在低区湿式报警阀环状供水管道入口设置减压阀组，控制阀前压力不大于12Mpa。在闭式自动喷水灭火系统设计中，根据计算，喷淋水泵扬程需要18Mpa在整个闭式自动喷水灭火系统的各个组成部分中，结合相关喷淋产品所提供的技术参数，湿式报警阀的最大工作压力为12Mpa；普通玻璃球下垂型喷头的额定工作压力为12Mpa，出厂试验压力为30Mpa；一般水流指示器的额定工作压力为12Mpa，出厂密封测试压力为24Mpa；对夹式安全信号蝶阀的额定工作压力可达16Mpa。此外，根据自动喷水灭火系统施工及验收规范(GB502612005)6_2_1条的规定：“当系统设计工作压力等于或小于1OMpa时，水压强度试验压力应为设计工作压力的15倍，并不小于14Mpa；当系统设计工作压力大于10Mpa时，水压强度试验压力应为该工作压力加04Mpa”那么，当系统工作压力较大时，采用无缝钢管以及额定工作压力较大的阀门等材料即可满足系统的设计及施工验收需要。结合上述压力数据，在整个闭式自动喷水灭火系统设计中，作为整个系统中的重要一环，相比之下，湿式报警阀的最大工作压力只有12Mpa，小于整个系统的其他组件。有鉴于此，自动喷水灭火系统设计规范(GB5008420012005)才要求湿式报警阀入口压力不应大于12Mpa。在项目设计中，笔者曾作过如下考虑：如果按照常规设计，采取在地下室和避难层分散设置湿式报警阀的做法，在低区报警阀组前的环状管网上分别设置减压阀组。根据设计要求，减压阀组通常采用两组并联，每个报警阀组采用报警阀前后设置控制阀门，并在报警阀前加设过滤器的做法。由于报警阀前后的控制阀门一般采用普通手动阀门，一旦减压阀出现故障的情况下，控制阀门不具备自动关闭功能。因此，两组报警阀组通常不具备故障情况下的自动切换功能，只能手动进行切换。此外，由于报警阀分散设置，从一定程度上增加值班人员的工作强度。为了克SP,fE区上述不足，进一步确保湿式报警阀的安全，经反复考虑，最终决定把湿式报警阀集中设置在避难层。由于避难层的建筑高度大约在60m左右，由喷淋水泵扬程减去报警阀和喷淋水泵问的高差(喷淋水泵设在地下三层)，从而可以确保湿式报警阀阀前压力小于12Mpa。相比之下，由于报警阀在避难层集中设置，无需在阀前设置减压阀组即可有效保证报警阀不会发生超压，从而可以充分确保报警阀的安全，进一步提高了整个自动喷水灭火系统的安全程度。同时，由于报警阀集中设置，必然利于系统日后的运行管理。2屋面雨水落水管兼作喷淋末端试水排水管道的做法对于高层框架一核心简结构的高层建筑，由于高层建筑本身竖向管道较多，必然需要占用标准层有限的建筑面积。那么，就我们给水排水专业来说，能否对现有管道系统进行合理优化，在保证建筑使用功能的前提下，尽可能减少竖向管道数量，既利于节省管材，同时也利于节省建筑空间。对于高层建筑屋面雨水排水设计，建筑给水排水设计规范(GB500152003)第4926条规定：“高层建筑雨水排水管材宜选用承压塑料管或金属管。”同时，笔者也查阅了国内部分超高层建筑的设计实例，屋面雨水排水管道多采用热浸镀锌钢管，也有部分采用钢塑复合管。同时，在超高层建筑的喷淋设计中，结合喷淋末端试水装置的设置位置，需设置专门的喷淋末端试水排水管道。那么，在设计喷淋平面的时候，能否结合屋面雨水排水管道的设置位置(对超高层框架一核心筒结构的建筑，雨水管道通常靠外墙设计)，在靠近雨水管道处合理设置喷淋末端试水装置这样设计的话，就可以把屋面雨水管道兼做喷淋末端试水排水管道。从理论上看，这样做应该是可行的。3冷却塔的设计及节能运行问题通常对于有中央空调冷却循环水系统的建筑，结合高层(多层)建筑主楼、裙房和室外场地的关系，合理选择冷却塔的摆放位置，对于节省造价、降低目后运行成本有着重要意义。在冷却塔的设置位置方面，当建筑专业和室外环境允许的情况下，在室外场地上(绿化意内)直接设置冷却塔也是一个不错的选择。显然，冷却塔的位置距离空调制冷机组越近，相比之下更节省冷却循水管道，也必然利于降低冷却循环水系统的造价和建安成本。同时，冷却循环水管道长度越小，系统管路的水头损失必然降低，利于降低冷却循环水泵的扬程，也就降低了系统日后的运行成本。此外，由于日常地面风速比起高空要小的多。当冷却塔设置位置越低的时候，冷却循环水的飘失水量也就越小，利于整个系统的节水。而且，由于冷却塔设置位置较低，那么冷却循环水系统的补水系统可充分利用市政水压完成，避免了冷却塔补水系统的二次加压，势必从一定程度上降低系统日后的运行费用。同时，如果能够在室外地面上直接设置冷却塔没的话，势必减少了冷却塔在屋面上所带来的屋面荷载，节省了结构造价。在该项目设计中，结合该建筑底层的使用功能，同时，结合该建筑室外场地的情况，把冷却塔设置在该建筑南侧的室外绿地内。考虑美观需要，要求冷却塔厂家对塔体(方形横流式冷却塔)进行适当美化(借鉴电气专业室外箱式变电站的做法：室外箱式变电站经适当美化处理后，其外观效果可作为室外建筑小品)。由于冷却塔设在室外绿地上，为了防止室外落叶进入冷却循环水系统，设计要求在冷却塔的塔顶出风口上设置钢丝网。该系统经过空调季节运转，运行情况良好。同时，根据建成后的实际效果来看，由于室外冷却塔处理得当，相当于一个室外小品，对于丰富建筑环境，起到了不错的效果。随着国家资源供需矛盾的日益突出，在设计中采取一切必要措施，充分贯彻“节水、节材、节地、节能、环保”的设计要求，成为摆在每个给排水设计师面前的一个不容回避的责任。这就需要我们在设计中，充分理解设计中的每个细节，在保证设计功能需要的前提下，从每一个细微之处最大限度的节约每一寸管道、节省每一个阀门、降低每一度电力消耗，充分减少系统建造及运行成本。 浅析居住小区生活消防共用给水系统 文章着重对居住小区生活消防共用给水系统进行了分析，认为在7层以下居住小区内使用比较经济，对于有7层以上多 层住宅和有高层住宅的组合居住小区，不论从卫生角度还是消防安全角度都是弊大于利。 随着城市发展和人们生活水平的提高，住宅建设趋向多样化，居住小区不再是6层、多层住宅一统天下，出现了多种不同类型，不同高度住宅的组合，随之带来生活、消防给水系统的设置问题。1问题的提出通常，居住小区内敷设于室外的生活给水管、消防给水管由市自来水公司负责维护、保养。如果小区内有7层以上的多层住宅或是高层住宅，此时按文献1，2的规定，应设置室内消火栓系统。当居住小区内水泵房采用集中设置方式，泵房内设有消火栓泵和生活水泵，则小区总体内设有一根生活水泵出水管接至各幢楼提供生活用水，并有一根或二根(环状管网布置)消防水泵出水管接至各幢楼提供消防用水。供水有关部门提出此时生活消防两根管道分别设置，不便于维护保养，两种管道不易识别，且增加了总体给水管的造价。以某工程为实例，该工程中小区内除数幢6层多层住宅外，还有4幢12层高层住宅和2幢13层住宅(均为一梯二户，无地下室)，组合成为以高层住宅为小区中心的一组住宅群体组合。供水有关部门提出了设置集中泵房和室外生活、消防系统两种管合并成一根管的要求，即生活消防共用给水系统，见图1所示。平时，生活泵向住宅楼供水；火灾时，消防泵启动向室内消火栓管网供水。为防止火灾时消防泵启动后向屋顶水箱供水，在各幢楼水箱供水管上安装电磁阀或紧急关闭阀。电磁阀与消防泵联动，平常处于常开状态，消防泵启动时电磁阀关闭，保证室内消火栓管网供水。紧急关闭阀则是利用生活、消防两种系统的供水压力不同，消防给水的压力高于生活给水的压力，平常生活给水时处于常开状态；当消防泵启动时，管网内压力骤然升高，阀门紧急关闭，保证向室内消火栓管网供水。2采用生活消防共用给水系统分析在低压给水系统中生活消防共用给水系统，使室外总体给水管只需敷设一根管道，是比较经济的。文献E3指出7层及7层以下的多层建筑居住小区，一般不设室内消防给水系统，由室外消火栓和消防车灭火，采用生活和消防共用的低压给水系统比较经济。防止生活给水的水质二次污染一直是人们重视的问题，当采用生活消防共用给水系统时无法保证生活用水不被污染。由于室内消防给水系统管道内的消防水平时不用，造成长期滞留。随着自来水在管道内滞留时间增长，水质逐渐变差。滞留时间超过24h后，管道内的水质变质恶化且有异味，细菌总数大大增长，而余氯为0。文献4指出，通过设施所供给居民的饮水感官性状不应对人产生不良影响，不应含有危害人体健康的有毒有害物质，不引起肠道传染病发生或流行。从图l可见，由于设于消防立管上的阀门处于常开状态使消防管与生活给水管连通，消防管道内的变质自来水难免掺人生活给水管道，造成生活给水系统的二次污染。再者，当消防系统验收试验或住宅发生火灾时，消防车到【达现场，通过消防水泵接合器向室内消火栓管网供水。根据消防规范规定，消防用水可由给水管网、消防水池或天然水源供给。因此，消防车所取水源可以来自室外消火栓、天然水源、游泳池池水、喷泉水景池水等。这些水源中除室外消火栓给水符合国家生活饮用水标准外，其他水源均不符合生活饮用水标准，甚至是不洁净的水，将导致生活给水系统水质被严重污染，后果不堪设想。文献2指出，室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置。这里也是考虑了“高层民用建筑室内消防给水系统，由于水压与生活、生产给水系统有较大差别，消防给水系统中水体滞留变质对生活、生产给水系统也有不利影响