摘 要 按照有关规范标准的规定，对某高层建筑内生活给水排水系统进行水力计算，明确主要设计参数的计算依据和过程，阐明给水排水管道的管径、设计流量、管内流速等相互关系，并针对实际设计工作中可能出现的问题提出合理建议。
关键词 设计计算;设计秒流量;管径
引言
近年来，社会经济进步和房地产业的快速发展，高层建筑不断涌现，在大城市表现尤为明显。给水排水专业是高层建筑设计中重要的组成部分，进行科学计算是必不可少的环节。本文以某高层建筑设计为例，进行有关水力计算与分析。
1 工程概况
本单体工程为山东省某小区19#商住楼（以下简称“本楼”），地上32层，建筑高度为96.80m，属一类高层民用建筑[1];本楼建筑基地面积为1136.74㎡;地下两层为储藏室，建筑面积为1026.87㎡;1、2层为营业性商业用房，共10户，建筑面积为2027.62㎡;3～32层为普通住宅，每单元2户，共2个单元，建筑面积为14355.25㎡;该工程总建筑面积为17409.74㎡。
2 生活给水设计计算及分析
2.1 供水分区的选择
本楼位于该特大城市[2]市区，自来水公司提供的市政给水压力[3]为0.35Mpa，经倒流防止器[4]后本楼给水设计入口处可自用压力为0.30Mpa左右。本着技术合理、供水可靠、经济节能、便于管理的原则，经过综合比较，生活给水竖向分区[3]如下：1、2层商业用房及住宅的3～5层为低区，利用市政管网压力直接供水;6～17层为中区，18～32层为高区，由无负压给水设备加压供水。
2.2 最高日生活用水量的计算
依据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）（以下简称“建水规”）第3.1.9条及表3.1.9[3]，本楼住宅部分属Ⅱ型普通住宅，用水定额qL可取值范围是130～300L/人·d，最高日小时变化系数Kh的取值范围是2.8～2.3。为了节约水资源，按照《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010（以下简称“节水规”）第3.1.1条及表3.1.1[2]中关于Ⅱ型普通住宅节水用水定额[2]的规定，最终确定qL=140L/人·d，采用内插法[4]计算得Kh=2.77。根据规划主管部门审批通过的规划文件，住宅每户用水人数为m=3.5[3]，计算得住宅最高日生活用水量为58.8m?/d，最大时用水量为6.79m?/h。
根据《建水规》第3.1.10条和表3.1.10[3]，并结合《节水规》第3.1.2条和表3.1.2[2]商业用房最高日生活用水定额为6L/㎡·d，可得最高日用水量为12.2m?/d，最大时用水量为1.53m?/h。
2.3 设计秒流量的计算
（1）商业用房干管设计秒流量。商业用房每户用水器具数量及主要技术参数见表1，选用冲洗水箱蹲便器。
根据《建水规》第3.6.5条及公式（3.6.5）[3]，算得商业用房干管（J0管段）设计秒流量qg=0.2×1.5×（10×0.5+10×
0.75+10×1）0.5=1.42L/s。
（2）住宅各分区干管设计秒流量。住宅部分每户用水器具数量及主要技术参数见表2，选用冲洗水箱坐便器。
根据《建水规》第3.6.4条及公式（3.6.4-1）[3]，U0=100×
140×3.5×2.77×（0.2×4×24×3600）-1（%）=2.0%。
低区、中区、高区各管段的卫生器具给水当量总数Ng分别为48、192、240，依据《建水规》附录E给水管段设计秒流量计算表[3]并采用内插法计算出低区（J1管段）、中区（J2管段）、高区（J3管段）干管设计秒流量分别为1.49L/s、3.17L/s、
3.60L/s。
2.4 给水干管管径的确定
按照前文计算求出的各管段设计秒流量和《建水规》表3.6.9生活给水管道的水流速度[3]，经过多次试算确定管径、流速见表3。
2.5 给水计算分析
J0、J1管段选用DN40管道，满足《建水规》表3.6.9中“公称管径DN25～40，水流速度V≤1.2m/s”之规定;J2、J3管段选用DN65管道也满足该表中“公称管径DN50～70，水流速度V≤1.5m/s”的要求。然而在实际设计工作中，有个别设计人员过于保守或者不负责任，未进行详细计算就选用直径过大的管道，虽有节能之利，但也导致管道内水流速度过小，长期运行会有杂质沉积结垢，维护清理困难，同时也增加了工程造价。建议设计工作人员，认真负责地进行水力计算，合理确定管道管径等参数，力求技术可靠、经济合理。
3 生活排水设计计算及分析
3.1 住宅排水出户管设计秒流量
住宅部分每户排水器具数量及主要技术参数见表4，选用冲洗水箱坐便器。
根据《建水规》第4.4.5条及公式（4.4.5）[3]，计算厨房排
水出户管（W1管段）设计秒流量qp=0.12×1.5×（30×2）0.5+
0.67=2.06L/s;阳台洗衣机排水出户管（W2管段）设计秒流量qp
=0.12×1.5×（30×1.5）0.5+0.50=1.71L/s;卫生间排水出户管
（W3管段）设计秒流量qp=0.12×1.5×（30×4.5+30×0.45+30×
0.75）0.5+1.50=3.85L/s。
3.2 商业用房排水出户管设计秒流量
商业用房每户排水器具数量及主要技术参数见表5，选用冲洗水箱蹲便器。
根据《建水规》第4.4.5条及公式（4.4.5）[3]，计算商业用房各排水出户管（W0管段）设计秒流量qp=0.12×1.5×（4.50+0.75+1.00）0.5+1.50=1.95L/s。
3.3 排水管道水力计算
本楼生活排水系统选用PVC-U[5]排水管，按照前文计算求出的各管段排水流量和《全国民用建筑工程设计技术措施》2009（给水排水）表4.4.8-2建筑排水高密度聚乙烯管水力计算表[4]，经过多次比较确定水力计算结果见表6。
3.4 排水计算分析
W0管段起端连接大便器1个，结合前面表5及《建水规》相关规定，确定管径为DN100;W1、W2管段分别连接住宅厨房排水系统共用立管和阳台洗衣机排水系统共用立管，立管管徑均选DN100可满足排水要求，故W1、W2段管径均为DN100，满足规范相关要求;W3管段连接卫生间排水系统共用立管，该立管系统采用DN100特殊单立管[6]可满足排水设计要求，故W3管段管径为DN100可满足《建水规》相关规定。可是难免会发生这种现象，有的设计工作者不重视排水系统的水力计算，选择管径过大的管道，结果管内排水流速偏小，以致水内杂物沉积于管壁，久而久之会减小管道的过水断面，甚至造成排水故障。建议有关人员一定要进行全面计算，确保排水设计技术可靠，经济合理。
4 结束语
高层建筑给水排水设计[3]是一项非常重要的工作，为了使设计做到“安全可靠、技术先进、经济合理”，必须全面认真地进行相关水力计算，确保各项设计参数有理有据，科学合理。
参考文献
[1] GB50016-2014（2018年版）.建筑设计防火规范[S].北京：中国标准出版社，2014.
[2] GB50555-2010.民用建筑节水设计标准[S].北京：中国标准出版社，2010.
[3] GB50015-2003（2009年版）.建筑给水排水设计规范[S].北京：中国标准出版社，2003.
[4] 佚名.全国民用建筑工程设计技术措施（给水排水）[M].北京：中国计划出版社，2009：22.
[5] CECS94：2002.建筑排水用硬聚氯乙烯内螺旋管管道工程技术规程[S].北京：中国标准出版社，2002.
[6] CECS287：2011.漩流降噪特殊单立管排水系统技术规程[S].北京：中国标准出版社，2011.