1、超高层建筑给排水设计解析摘要：近年来，我国的超高层建筑事业发展十分迅猛，加强超高层建筑给排水设计的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对超高层建筑给排水设计进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词：超高层 避难层 转输水箱 大空间 中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 本工程为营业、办公楼综合体建筑。地下室为三层，办公塔楼地上共 51 层（含北裙楼四层） ，建筑总高度为 240m。北裙楼、南配楼地上共4 层，建 筑总高度为 24m。玻璃通廊为钢结构玻璃采光顶，建筑高度为 27m。总建筑面积：18.7 万 m2。 2 给排水系统设计 2.1 生活给水及
2、中水系统 本工程从周围道路上的城市给水管道上接二根 DN300 的引入管。在建筑周围形成环状给水管道作为生活、消防水源。供水压力按 0.20MPa考虑。生活给水系统分区如下：1 区：-32 层利用市政管网直接供水；2区：38 层由生活水箱加变频设备联合供水。 （生活水箱及变频设备均设于地下 3 层）3 区：915 层由 19 层生活水箱重力供水。 （生活水箱设于19 层避难层）4 区：1622 层由 33 层生活水箱重力减压供水。 （生活水箱设于 33 层避难层）5 区：2329 层由 33 层生活水箱重力供水。 （生活水箱设于 33 层避难层）6 区：3038 层由屋面层生活水箱重力减压供水
3、。（生活水箱设于屋面层）7 区：3946 层由屋面层生活水箱重力供水。（生活水箱设于屋面层）8 区：4751 层由生活水箱加变频设备联合供水。（生活水箱及变频设备均设于屋顶生活泵房）按照城市总体规划，本工程中水可由市政中水管网供给。目前市政中水管网还未建成，暂由市政自来水管网供水，待将来市政中水管网建成后再接至中水管网，同时断开与自来水管网的连接。本工程中水除用于室内冲厕外，同时用于室外绿地浇灌、道路及场地洒水等。中水系统分区与生活给水系统相同。 2.2 热水系统 2 层食堂操作间由设置于地下 1 层锅炉房的 2 台全自动燃气热水器供应热水。系统采用机械循环，设置热水循环泵。其余卫生间内热水均
4、采用分散式热水系统。采用电热水器供应热水。 2.3 生活污废水系统 室内排水采用污、废分流制，所有生活污废水立管均设置专用通气立管。 3 消防工程设计 3.1 消火栓给水系统 本工程室内、外消火栓系统用水量分别为 40L/S、30L/S。本工程室内消火栓系统设 3 个区：1 区（地下 3 层19 层） ，2 区（2033 层） ，3 区（3451 层） 。1 区消火栓系统由地下 3 层消防泵房内的消火栓加压泵供水，由 33 层避难层的水箱重力出水稳压；2 区消火栓系统由 19 层避难层消防泵房内的消火栓加压泵供水，由屋顶消防水箱重力出水稳压；3区消火栓系统由 33 层避难层消防泵房内的消火栓加
5、压泵供水，由屋顶消防水箱间内的消火栓增压设备稳压。 3.2 自动喷水灭水系统 由于地下车库设置机械式双层停车，因此自动喷水灭火系统水量按35L/s 计算。本工程自动喷水灭火系统设 3 个区：1 区（地下 3 层14 层） ，2 区（1532 层） ，3 区（3351 层） 。地下 1 层、19 层及 33 层采用预作用系统，其余各层均采用湿式系统。1 区自喷系统由地下 3 层消防泵房内的自喷加压泵供水，由 33 层避难层的水箱重力出水稳压；2 区自喷系统由 19 层避难层消防泵房内的自喷加压泵供水，由屋顶消防水箱重力出水稳压；3 区自喷系统由 33 层避难层消防泵房内的自喷加压泵供水，由屋顶消
6、防水箱间内的自喷增压设备稳压。 3.3 消防水池的设计 消防水池贮存 3 小时室内消火栓用水量及 1 小时自动喷水灭火系统和大空间智能灭火系统的用水量，其消防容量为：558m3。将空调补水贮存在消防水池，可避免消防水池长期储水不使用，影响水质。贮存空调日补水量的 20%，其容量为 150m3，消防水池总容量为：708m3(分两格设)，为确保消防水量不被动用，将空调补水泵吸水管于消防水面标高上开DN20 小孔。 3.4 自动气体灭火系统 地下室及避难层的高低压配电室、变压器室及五、六层信息中心等场所均采用七氟丙烷气体灭火系统。 3.5 大空间智能型主动灭火系统 北裙楼与南配楼之间的玻璃通廊为四层
7、共享空间，建筑高度为27m。 自动喷水灭火系统设计规范5.0.1A 条规定：“自动喷水灭火系统保护的非仓库类高大净空场所的最大净空高度为 12m”。1系统不能有效地保护玻璃通廊，因此本工程采用大空间智能型主动喷水灭火系统。保护系统设计流量按 6 台装置同时喷水设计，设计流量为 30L/s。消防用水由设在 19 层避难层消防泵房的消防水箱供给，消防水箱贮存 1 个小时的大空间智能型主动喷水灭火系统用水量。室外设置水泵结合器与大空间智能型主动喷水灭火系统管网相接。 4 技术问题总结 4.1 供水方式的选择 目前，供水系统常见的主要有以下四种形式： （1）储水池恒压水泵高位水箱供水方式。 （2）气压
8、给水设备方式。 （3）储水池变频供水设备供水方式。 （4）管网叠压设备供水方式。 气压给水设备供水方式，由于气压罐容积较大，不适合用水量较大的用户供水；管网叠压供水方式受周边市政管网管径和水压波动影响较大，在用水量及接管管径方面受到诸多条件的限制，而且当市政压力不稳定时，并不能起到节能的作用；变频设备能够根据设定的参数及用水情况，随时调整管网的流量及压力，比较节能。但是对于非用水时间大于用水时间的建筑，设备有较长时间处于低效区；高位水箱供水方式的最大优点是设备一直处于高效区运行，供水可靠性好。 依据不同供水方式的特点，本工程采取几种供水方式相结合： 1 区利用市政压力供水，充分利用市政管网的压
9、力。 2 区主要功能为餐饮、会议等功能，用水量大、持续时间长，根据这一特点，2 区采用变频供水设备供水，保证供水管网用水点的流量及压力。8 区采用变频供水设备供水。各变频设备均设有气压罐，在夜间或用水量很小的时候可由气压罐维持管网压力，节约能源。3 区到 7 区，主要功能为办公，用水量不大，用水时间短。因此采用转输水箱串联供水。根据全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇给水排水2中列举的分区串联供水方式是“分区设置高位水箱，各区下部设立满足本区需要的提升泵及上区提升泵相匹配的转输泵并连锁。 ”生活转输水箱由下一级生活转输水泵供应，生活转输水泵由上一级生活转输水箱高低水位控制启停。转输水箱分别设在
10、避难层 19 层及 33 层的泵房内。转输水泵的流量是依据所服务区域的最大小时用水量来确定。转输水箱按照所服务区域设计秒流量的 10min 用水量来贮存。 4.2 消防转输水箱的设计 本工程于 19 层及 33 层避难层各设两座消防转输水箱。19 层消防水箱为大空间智能灭火系统高位水箱兼中途转输消防水箱，总有效容积为110m3；33 层消防水箱为中途转输消防水箱兼稳压水箱，总有效容积为130m3。根据消防转输水箱的两个功能，消防转输水箱贮存的水量按避难层以上 20 分钟室内消火栓及自喷水量加上避难层以下 10 分钟火灾初期水量。 4.3 冷却塔的选型设计 冷却塔设置于南区四层屋面，由于建筑立面
11、要求，女儿墙高度较高，而且顶面设置网格架。冷却塔四周接近于封闭状态，如果采用传统侧进风式冷却塔，会使冷却效率严重降低。因此本工程采用了强风逆流式冷却塔，利用风机从冷却塔下部鼓风，从而解决了冷却塔效率不高的问题。5 结语 本工程由两个避难层把建筑分为相对独立的三个区域，各区域有各自相对独立的给排水及消防系统，同时在竖向上又是相互关联的接力系统。通过区域和系统的划分把给排水及消防系统划整为零，系统比较清晰、明了。大空间智能型主动灭火系统的应用不仅保证了建筑完整的使用功能，也使得大空间的消防更加智能、主动，增强了消防系统的安全性。强风逆流式冷却塔的选用巧妙解决了由于客观条件造成的不良制约因素，为类似条件下冷却塔的选型提供了一种参考的解决方案。 参考文献 1GB50084-2001（2005 年版）自动喷水灭火系统设计规范北京：中国计划出版社. 2 吴慧娟，赵宏彦,王文艳等全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇给水排水M.北京：中国计划出版社，2007:1-13.
