山地型建筑室外給排水設(shè)計與分析

楊 玲

（同濟大學建筑設(shè)計研究院（集團）有限公司，上海 200092）

山地型建筑室外給排水系統(tǒng)是否完善密切關(guān)系到當?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量和安全保障，也關(guān)系到當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。由于山地城市地形地質(zhì)的特殊性，山地型建筑室外給排水設(shè)計面臨這三大問題：第一，山地地區(qū)經(jīng)濟一般較為落后，市政配套設(shè)施及綜合管網(wǎng)多處于末端，性能和效率都不到位；第二，山地地形高低起伏，道路縱坡較大，加大了管網(wǎng)敷設(shè)的工程量，帶來更大的經(jīng)濟壓力；第三，山地地質(zhì)較為復雜，大量的挖方填方，可能會造成安全隱患，例如地表的不均勻沉降。面對這些問題，本文提出了一些應(yīng)對措施。

1 山地型建筑室外給水設(shè)計

山地地區(qū)通常處于城市給水系統(tǒng)的末端，管網(wǎng)設(shè)施有時候會不完善或者給水壓力不足，使得山地型建筑無法正常用水，因此，山地型建筑室外給水設(shè)計時，應(yīng)充分考慮地形因素，采用二次加壓的方式或者建設(shè)自備水源，例如采用變頻恒壓供水設(shè)施，并且配備加壓罐，以滿足山地建筑用水的需求。根據(jù)自來水廠或者水務(wù)集團提供的資料，了解市政管網(wǎng)能提供的最大壓力，根據(jù)地形標高對給水管網(wǎng)進行合理的分區(qū)，可以劃分成高區(qū)和低區(qū)。

1.1 低區(qū)加壓給水系統(tǒng)

低區(qū)加壓泵站可以設(shè)置在地下車庫，供給多層建筑、高層建筑的低區(qū)的生活用水、景觀用水、室外消火栓系統(tǒng)用水等，并且為高區(qū)的加壓泵水池補充水，水源來自市政管網(wǎng)。由變頻恒壓供水系統(tǒng)供給山地居民日常生活用水，火災(zāi)發(fā)生時，由室外消防加壓泵向低區(qū)給水管網(wǎng)供水。低區(qū)加壓管網(wǎng)采用的是環(huán)狀管網(wǎng)，局部呈樹枝狀。

1.2 高區(qū)加壓給水系統(tǒng)

高層建筑高區(qū)的生活用水、室內(nèi)消防用水由高區(qū)加壓泵提供，高區(qū)加壓泵站用水由低區(qū)加壓泵提供，管網(wǎng)為環(huán)狀管網(wǎng)，整體采用串聯(lián)的供水方式。每棟樓的消防系統(tǒng)相對獨立，將倒流防止器與管網(wǎng)相連。

1.3 加壓泵位置布置

因為低區(qū)加壓給水系統(tǒng)水源由市政管網(wǎng)提供，所以低區(qū)加壓泵站應(yīng)設(shè)在市政管網(wǎng)壓力能輻射的地方，為了最大限度利用市政管網(wǎng)的壓力，低區(qū)加壓泵位置不應(yīng)設(shè)置太低。并且考慮經(jīng)濟性和安全性，加壓泵應(yīng)結(jié)合建筑布置。另外利用山地地形天然高差的優(yōu)勢和建筑物布局方式，合理布置加壓泵的位置，以減少能耗和工程量。盡量將加壓泵設(shè)置在用水量大的建筑內(nèi)，以減少給水管網(wǎng)的壓力。

1.4 生活和消防儲水池

生活和消防儲水池可以采用合建或分建的方式。合建和分建的原則是是保證生活用水不受外來水源的污染，即居民生活用水在水池停留的時間不宜超過兩天，并且要控制水池的造價不宜過高。在實際設(shè)計中要測算生活用水量和消防用水量的比例，通過這個比例來分析采用合建還是分建的方式。

2 山地型建筑室外排水設(shè)計

2.1 工程技術(shù)層面

2.1.1 排水管網(wǎng)控制要點在于落差處理，管網(wǎng)系統(tǒng)要能銜接上、下游排水管道及水流，具有一定的消能和穩(wěn)流功能，避免下游管道被過度沖刷。

1）當?shù)孛嫫露炔惶蟮中枰M行落差處理時，可以將排水管線上每個檢查井的跌水落差控制在2米內(nèi)，雖然檢查井的數(shù)量增加一些，但這樣不必設(shè)跌水井，大大節(jié)省造價。

2）當?shù)孛娴淇v向距離短時，一般應(yīng)設(shè)跌水井。

3）當?shù)孛嫫露容^大，縱向長度較長并且要做高差處理時，可采用階梯狀的排水溝渠，這種方法是將較大的高差分為多段分別進行分級消化，既能起到消能的效果，又能銜接上游和下游的雨水、污水管道，這樣可以避免使用較深、較大的跌水井，為山地建筑室外排水工程大大地節(jié)省了成本。

2.1.2 山地建筑室外排水管網(wǎng)坡道坡度要考慮流速，排水管道的敷設(shè)坡度一般盡量與道路坡度接近。

1）一般先了解道路的坡度和走向，排水管道的敷設(shè)坡度一般盡量與道路坡度接近，再根據(jù)這個坡度進一步細化管道的坡度、走向，在此基礎(chǔ)上選擇合適管徑的雨水、污水管道。

2）水往低處流，山地地形的高差為排水提供了天然的優(yōu)勢，在相同流量情況下，山地建筑室外排水可用性選擇管徑較小的管道，這也為排水工程節(jié)省了一定的成本。

3）如果道路縱坡過大，參照道路坡度確定的管道縱坡偏大，以至流速超過最大設(shè)計流速。如果不減小流速，會引起管道被沖刷破壞，減少了管道的使用壽命，所以此時應(yīng)適當調(diào)小坡度，采取一些跌水消能措施，這樣既可以達到消能效果，同時也可以利用跌水減小地形落差的影響。

2.1.3 山地建筑室外排水場區(qū)盲溝系統(tǒng)應(yīng)遵循治坡先治水的原則。

盲溝一般敷設(shè)在需要排除地下滲水的場合，山地建筑場區(qū)盲溝系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置在建筑物周圍，底標高比建筑基礎(chǔ)底標高低。

1）盲溝設(shè)置前提條件需有水文地質(zhì)資料；

需確定建筑總平面及單體；需確定基礎(chǔ)形式及埋深；

需確定室外管線綜合布置圖；

2）盲溝設(shè)計要點

將地下滲流水由無組織變?yōu)橛薪M織；

在建筑物周邊進行引流；

盲溝引流的水可作為人工湖的補充水源或引入雨水井。

2.2 設(shè)計制度層面

2.2.1 水工程規(guī)劃與城市規(guī)劃的互動協(xié)調(diào)

在山地城市規(guī)劃編制中，由于現(xiàn)狀地形復雜，需要城市規(guī)劃專業(yè)人員與其他專項規(guī)劃人員（包括給排水專業(yè)人員）加強溝通協(xié)調(diào)，在城市規(guī)劃編制中遇到的一些重大問題需要專項規(guī)劃人員提出科學合理的解決方法，同時專項規(guī)劃人員也應(yīng)深入了解規(guī)劃，認識城市發(fā)展與專項規(guī)劃必不可分的重大意義，這不僅有利于城市的發(fā)展，也有利于專項規(guī)劃的實施。

2.2.2 高排水設(shè)計方案的可操作性

排水工程關(guān)系到國計民生，也日益受到國家政府和老百姓的關(guān)注，高排水計劃也不再是掛在墻上的藍圖，而應(yīng)該成為可以實施落地、真正為人民造福的工程。為了加強這項工程的可實施性，政府及其他相關(guān)部門可以從以下兩個方面提出相應(yīng)的策略：

1）加強規(guī)劃前期規(guī)劃條件分析

工程規(guī)劃是一項系統(tǒng)的、多領(lǐng)域的工作，這項工作必須是有計劃地進行。在計劃中，需要考慮到各方面的影響，如：地形地貌，水資源、水利條件等，還需要結(jié)合城市當?shù)氐目傮w規(guī)劃，將排水工程和交通規(guī)劃、燃氣管道規(guī)劃、電力規(guī)劃、環(huán)境保護等同時考慮，相互協(xié)調(diào)，相互配合，避免出現(xiàn)其中一項已經(jīng)規(guī)劃建成，再重新考慮排水工程，這樣不僅會延長工期，也會增加投資成本，更不利于這些基礎(chǔ)工程的有效使用。

2）山地建筑室外排水工程應(yīng)注重技術(shù)經(jīng)濟分析

整個排水工程的規(guī)劃實施都應(yīng)該進行投資成本預算、運營效益評估、風險評估等技術(shù)經(jīng)濟分析。在山地城市排水工程規(guī)劃中，由于其地形復雜，受到制約的因素較多，往往有多方案的比選，增加方案比選的技術(shù)經(jīng)濟分析，為規(guī)劃實施奠定基礎(chǔ)，同時為規(guī)劃管理部門提供決策依據(jù)。

3）增強流域規(guī)劃意識

山地城市具有明顯的流域特點：許多河流、小溪自然形成閉合流域。排水工程規(guī)劃需要增強流域排水意識。從流域的角度合理規(guī)劃城市排水系統(tǒng)是排水工程規(guī)劃的首要目標，在做整個城市的排水工程規(guī)劃時，既要放眼大區(qū)域，又要著眼于正在規(guī)劃的小片區(qū)。放眼大區(qū)域是指可以將整個城市甚至整個流域都納入到規(guī)劃范圍，進行綜合考慮，要有大局觀；著眼小片區(qū)是指要梳理清楚小到城市各片區(qū)之間的排水相關(guān)設(shè)施關(guān)系，細節(jié)也不可忽視。這樣才能合理布局各級排水管網(wǎng)、排水溝渠、污水處理廠、雨水收集池等，才能有效安全地為城市排水提供保障，才能處理好城市排水與其他各項工程的關(guān)系。

3 結(jié)語

相對于城市地區(qū)，山地地區(qū)有著空氣質(zhì)量好、噪聲污染小、人口密度低的優(yōu)勢，但是山地地形起伏大，地質(zhì)復雜，為山地建筑室外給排水設(shè)計和建設(shè)帶來了較大的難度，一方面要考慮山地地區(qū)的用水便捷，另一方面要考慮工程成本、安全等方面的問題。設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合國內(nèi)外的先進經(jīng)驗和技術(shù)，明確管網(wǎng)布置原則，合理的布置山地建筑室外的給排水管網(wǎng)，注意山地的場地規(guī)劃標高和道路的設(shè)計標高，充分利用山地高差重力的優(yōu)勢和山地道路的優(yōu)勢，在滿足安全、實用、美觀、經(jīng)濟的前提下，盡量減少開挖量，減少對原有山地地形地貌和地質(zhì)的破壞。在山地建筑室外給排水設(shè)計過程中，應(yīng)將工程技術(shù)和設(shè)計制度緊密結(jié)合，制度先行，在有合理的制度計劃的作為指導依據(jù)的前提下，運用先進的技術(shù)，才能使整個工程有條不紊地進行，并且制度的編制要注重系統(tǒng)性、經(jīng)濟性、可實施性，保證水體不受污染，水環(huán)境能夠不斷改善，山地地區(qū)居民生活質(zhì)量得到提高，讓城市走綠色環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展道路。

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