住宅小区室外给排水管网设计及关键问题分析

［摘 要］人们生活质量的优化提升了其对住宅小区环境的要求，因此住宅小区给排水管网的设计和施工问题越来越受到重视。通过分析住宅小区室外给排水管网设计内容，围绕设计质量、消防因素等方面探究住宅小区室外给排水管网设计关键问题，结合节约用水原则，进而为实现室外给排水管网有序施工提供指导意见。

［关键词］住宅小区 ；小区给排水管网 ；消防水池

城市给排水管网在施工阶段容易受到设计因素、现场环境因素的影响，导致管网存在质量安全隐患，对于后期的正常使用产生消极作用。因此，在设计住宅小区室外给排水管网时，有必要依托多方面因素减少施工隐患，提升施工安全性，满足居民对于住宅小区舒适生活的需求，完成给排水管网的科学化设计。

1 住宅小区室外给排水管网设计分析

1.1 设计原则

（1）排水设计原则。设计人员需在施工前期针对现场完成勘测，结合设计规范标准、道路宽度、资金等因素，依托区域地势进行排水设计。按照原始给排水管网系统建设污水、雨水收集处理系统，确保其能科学流入城市污水系统中。此外，在设计污水管网时需围绕雨污分流原则，完成标注识别。

（2）给水工程设计。在设计给水管径时，要依托管网平差展开工作，由于给排水规划的速度存在一定的滞后性，容易导致实际需求和管网不契合的情况。因此，设计人员可结合地勘报告进行建模分析，为管网设计、建设和后期维修工作奠定基础。

（3）明确室外给排水管网设计依据，提升设计的规范性、合理性。即无论是排水工程设计，还是给水工程设计，均需遵循国家、地方与行业制定的相关规章制度，并能以此为依据开展室外给排水管网设计工作。

此外，建设单位针对工程项目提供的市政给水、排水管道实况资料，也是设计人员进行住宅小区室外给排水管网设计的重要依据。

1.2 给水系统设计

在给水系统设计过程中，工作人员需将施工质量、实际情况纳入考虑范围，进而合理安排施工材料和进度。针对大规模、特殊类小区，常规给水手段无法满足业主需求，因此需引入经济型给水技术，明确设计方案。例如，加压给水系统功能十分特殊，对于多层建筑通过搭建加压泵房即可实现给水管理 ；若是高层建筑小区，建议分析其层数、分散情况设置加压水泵房 ；针对集中且水压差较低的高层建筑，可通过使用共同加压泵房的形式进行给水管理，减少工程成本。

1.3 排水系统设计

小区给排水方式较多，如压力输水、重力输水、综合排水方式等，施工人员可按照住宅具体情况选择合适的排水方式。例如，小区地势平坦，起伏较小，建议使用压力排水形式或压力 – 重力混合排水方式。住宅小区的排水系统会将污水和雨水分流收集并处理，因此在设计排水系统时需结合区域实际情况，精确划分小区附近排水设施，保证道路坡向与管线坡度设计相吻合，减少施工成本，避免埋深情况。同时，可对管线设置标高，保证生活污水变化实时系数和排放定额间的一致性。

2 住宅小区室外给排水管网设计关键问题

2.1 案例分析

某一期工程占地面积8436.27㎡，约12.65亩，总建筑面积约29017.73m2，其中地上约22990.77m2，地下6026.96m2；包含的主要内容如下：1栋27层住宅楼、1栋2层高低压配电室及物业用房，1间门岗房以及配套基础设施工程、公共配套工程及地下车库等。

2.2 质量关键问题

2.2.1 关键问题分析

（1）给排水施工过程中，施工材料存在质量缺陷，且未经过防腐操作，因此在后续使用时，管线容易和水中杂质发生化学反应，形成锈蚀，缩短管道使用寿命。

（2）给排水施工需辅助主体工程，因此其设计质量容易受主体项目的影响，对排水管网线造成破坏。如主管线和给排水施工管线的交叉问题会对工程造成影响，需重新设计规划线路。

2.2.2 解决措施

首先，建议分析金属管道和杂质的化学反应情况，在铺设预埋前进行防腐、防锈操作，防止管线的腐蚀问题。其次，建设方需结合设计要求，科学选择环保塑料管道或金属排水管道，在施工前期围绕管道抗压强度、裂缝问题、外壁厚度制订设计要求。例如，对管道阀门开展安全耐压强度检测，使其严密性、强度均满足设计要求[1]。此外，在安装管道时，可选择管道入沟形式，采取可靠性较强的绳带和吊具，防止沟槽和管道相互碰撞。最后，结合主体工程建设资料进行管线设计，提升给排水系统管网设计的可行性。在安装过程中需确保接口设计连接的科学性，检查橡胶圈、承口内壁的卫生情况。

2.3 消防水池关键问题

2.3.1 关键问题分析

目前大多数城市小区的给排水管网安全程度一般，如果发生火灾，消防车无法将自然水源作为消防用水。高层住宅既需自救措施又要外部救援，在管网建设时应满足多项条文规定，一般高层建筑水压消防要求较高，常规水压无法满足要求，消防栓只能从消防水池中取水。本项目中小区中部设置了消防水池，增加区域给水系统，一次灭火的用水量大约是一栋建筑的最大需水量，如火灾持续2h，系统应保证室外消防用水量为20L/s。由于该小区外部只有一条给水管道，无法在满足生活用水的同时提升室外的消防压水量，而区域内消防栓属于临时高压给水装置，管线敷设较为简易，很难满足消防用水需求。

2.3.2 解决对策

该小区在100m 半径范围内消防水池保护建筑是10栋，另外14栋不包含在内，因此还需增设室外加压消火栓和取水井，确保所有建筑具有充足的消防用水量。由于小区消防用水量是20L/s，最不利环路长度567m，按照国际流速原则可选择管径是 DN150的消防给水环管。建议采取加压消火栓方式进行消防给水管理，在设计给水管道时，需围绕以下内容开展。（1）消防水池保护半径外部的建筑较为分散，距离最远的取水井长度为220m，因此建议采用室外加压消防栓，并综合分析消防用水管道的施工成本、安全性、便捷性。（2）

在设计消防水池时，需将给水管网设置为环形双进水管形式，确保能在高峰期满足高层居民用水需求，在设计消防水池时，其容积应结合室外消防用水量进行精准计算分析。（3）由于该项目的市政给水管道只有一条，若高层住宅的室外消防用水量超过25L/s，需再建消防水池。

2.4 区域设计方案问题

2.4.1 关键问题分析

设计人员一般会结合住宅小区原有给排水管网制订设计分区方案，围绕“客观性”原则，对方案进行论证和评估。

同时，逐一分析管道闸断和其他设施方案，突出设计的科学性。

当前住宅小区给排水管网在规划设计中的计算方式逐渐成熟，而传统闭环自动算法方式无法满足给排水系统中非线性情况，进而增加了建模难度，甚至出现不兼容情况。

2.4.2 解决方案

建议优化遗传算法，此方式对于情况较复杂的小区无需进行数据建模即可设计规划管网，依托模糊控制理论，避免数学建模难度过高的问题，具有较高的应用价值[2]。当前此方法普遍应用于高层住宅小区的室外给排水系统中，能突出管网设计规划的科学性和合理性，优化住宅给排水质量。

2.5 生活给水系统设计问题

2.5.1 关键问题分析

住宅小区室外给排水管网工程是一项系统、复杂、综合工程，涉及的子工程、隐蔽工程相对较多。就住宅小区室外给水管网而言，除消防给水系统外，也包含生活给水系统。

而生活给水系统设计的科学性、合理性直接关系到住宅小区及附近居民生活的用水质量。多数人生活习惯的相似性，在一定程度上决定了住宅小区生活用水的规律。调查研究发现，本工程所在地区，早上6∶00~9∶00，中午11∶30~13∶30及晚上17∶00~20∶00 是住宅小区用水高峰期。这在一定程度上对住宅小区室外给水管网生活用水供应能力提出了更高要求，导致建筑规模相对较大、居民用户数量相对较多、建筑楼层相对较高的住宅小区，在利用市政管网直接供水时，容易出现生活用水供给不足的问题，影响小区居民生活质量。由本工程建筑信息可知 ：小区建筑面积超过16万 m2，拥有居民数量接近2000户，24栋建筑中，91% 以上为中高层建筑。因此，通过市政管网进行生活用水供应可避免出现底层用户用水充足，高层用户用水不足现象。这就需在进行住宅小区室外给排水管网设计时，充分考虑生活给水需求，加强给水管网设计力度，解决高层用户生活用水不足的问题。

2.5.2 解决方案

明确住宅小区不同生活给水方式的优缺点，结合住宅小区实际情况，进行生活给水系统合理选择，形成能满足小区用户用水需求的给水模式。目前，市政管网给水、加压给水、市政管网联合加压给水是当前住宅小区较为常见的3种生活给水方式。其中市政管网给水适用于中低层建筑，在水量充足、水压充足情况下，能满足低层用户及部分高层用户生活用水高峰期用水需求。具有成本低、节约性强、维修便利等优势 ；加压给水适用于市政管网水压低、水量少或者是地势相对较高的住宅小区。能满足绝大多数住宅小区居民生活用水需求，但其造价高、维修管理难度大 ；市政管网联合加压给水则是根据小区实际情况，将低层用户给水方式确定为市政管网直接给水，将高层用户给水方式确定为加压给水。虽然初期费用高，且在一定程度上使住宅小区室外给排水管网系统更加复杂，但能保证住宅小区用水充足，提高生活给水可靠性，且长期发展，具有水资源节约作用。因此，本工程确定生活给水模式为“市政管网给水 + 分楼层加压供水”。

在实践操作过程中 ：（1）遵循“市政管网直接给水方式优先选择”原则、“保证绝大多数居民利益”原则、“合理分区”原则等进行设计。因此，在进行生活给水系统设计时，对不同楼层给水入口压力进行计算，并结合市政管道水压进行分区，确定各建筑单体给水方式。例如，A3、A6为多层建筑，给水入口压力为0.23MPa，小于市政管道水压（0.24MPa），故这两栋楼的生活用水全部由市政管网直接供应。B1~B6为高层建筑，1~5层给水入口压力为0.23MPa，市政管网直接给水 ；6层以上给水入口压力超过0.5MPa，建设生活用水贮水池，利用中压变频调速加压泵或高压变频调速加压泵进行加压供水。（2）在建设条件、经济条件等允许下，尽可能考虑多种情况，进行室外给水管网优化，实现各项资源的合理利用。

（3）根据住宅小区不同区域室外给水管网服务需求，计算室外给水管道设计流量，并在此基础上，进行管线布局、管材选择。例如，该小区为普通住宅小区，室外给水管段服务人数在760~3200人内，中区室外给水管网服务人数约为2800人，根据中区单体分布情况、用水情况，确定管网形式为树状网，管段流量控制在6.42~37.84L/s，室外给水管以复合钢管为主。

3 结束语

综上所述，室外给排水管网工程设计是提升住宅小区建设质量的前提，因此需结合现场具体情况，围绕因时制宜的原则，借助模型评估管网成本和功能，对比分析环境、设计、设备等因素，制订质量安全标准，并对工程进行严格验收，突出住宅小区室外给排水管网建设中的节能作用，进而收获更多的社会效益。

参考文献

[1] 何健 . 住宅小区室外给排水管网工作的问题分析 [J]. 科技经济导刊，2019，27（16）：71.

[2] 陈一蒙 . 室外给排水管网设计及关键问题分析 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2018（28）：164.