楼上私自改管废水直接排楼下是违法的。这种行为可能违反多项法律法规，并带来一系列潜在问题。以下是对此问题的详细分析：

一、违反物权法规定

根据《中华人民共和国民法典》中关于建筑物区分所有权的规定，建筑物的下水管道等公共设施属于业主共有部分。业主对专有部分以外的共有部分享有共有和共同管理的权利。因此，楼上私自改造下水管道，将废水直接排至楼下，可能侵犯了其他业主对共有部分的权益。若改造行为影响到其他业主的正常使用或造成损失，受损业主有权要求其恢复原状并赔偿损失。

二、违反住宅室内装饰装修管理办法

按照《住宅室内装饰装修管理办法》的相关规定，住宅室内装饰装修活动禁止变动建筑主体和承重结构，同时不得擅自改动卫生间、厨房间防水层。楼上私自改管废水直接排楼下，若涉及不合理的建筑结构或防水变动，将违反该办法。房地产行政主管部门对此类违规行为有权责令改正，并可处以罚款。

三、可能构成刑事犯罪

如果楼上私自改管废水直接排楼下的行为情节严重，可能构成故意毁坏公私财物罪。根据《中华人民共和国刑法》的相关规定，故意毁坏公私财物，数额较大或有其他严重情节的，可处三年以下有期徒刑、拘役或者罚金；数额巨大或有其他特别严重情节的，可处三年以上七年以下有期徒刑。

四、影响相邻关系与城市建筑结构

楼上私自改管废水直接排楼下，还可能妨害相邻关系，影响城市建筑或街道结构。若因改装导致排水不畅等问题，影响到其他住户的正常生活，将引发侵权纠纷，改装者需承担相应的法律责任。

五、合法改动的途径与建议

如果楼上确实需要对下水管道进行改动，应当通过合法途径申请并获得相关部门的批准。例如，可以与楼下业主协商，共同制定改造方案，并报请物业公司或相关部门审批。这样可以确保改动行为的合法性，减少对公共设施和其他业主权益的侵害。

六、维权途径

若发现楼上私自改管废水直接排楼下，楼下业主可通过物业公司进行协商解决。若沟通无果，可直接向法院提起诉讼，维护自身合法权益。在诉讼过程中，建议楼下业主收集相关证据，如改造前后的照片、视频、证人证言等，以支持自己的主张。

建议：楼上业主在进行类似改动时，应遵守相关法律法规，确保行为的合法性。楼下业主若发现此类违法行为，也有权通过合法途径维护自身权益。如有任何疑问或需要进一步的法律帮助，请直接向我咨询。