超高層民用建筑給排水設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

馮兵

（機(jī)械工業(yè)第三設(shè)計(jì)研究院建筑二所 重慶 400039）

1 工程概況

某銀行大廈位于重慶江北城中央商務(wù)區(qū)。本工程建筑面積約11萬(wàn)平方米，建筑高度148m。建筑層數(shù)為地下4層，地上33層，是一座由車庫(kù)、辦公、銀行營(yíng)業(yè)廳、餐廳等集為一體的綜合大樓。

2 生活給水系統(tǒng)

生活給水豎向共分四個(gè)區(qū)，6層及6層以下為I區(qū)，由市政給水管網(wǎng)直接供水；7層至10層為II區(qū)，由13層中間轉(zhuǎn)輸水箱供水；11層至22層為III區(qū)，由屋頂水箱減壓后供水；23層至33層為IV區(qū)，由屋頂水箱供水。本工程對(duì)供水安全可靠性要求高，設(shè)備房及水井面積相對(duì)緊張，故二次加壓部分采用水泵水箱垂直串聯(lián)供水方式。

南樓、北樓生活給水系統(tǒng)完全分開(kāi)，分別計(jì)量。地下4層設(shè)置水泵房一座，生活水箱兩座，有效容積均為39m3；13層南樓、北樓各設(shè)中間轉(zhuǎn)輸水箱一座，有效容積均為8.8m3；南樓、北樓屋頂各設(shè)生活水箱一座，有效容積均為16m3。地下4層水泵房?jī)?nèi)，每座水箱設(shè)恒速泵兩臺(tái)，一用一備，互為備用，分別向13層中間轉(zhuǎn)輸水箱供水。13層水箱間內(nèi)，每座水箱設(shè)恒速泵兩臺(tái)，一用一備，互為備用，分別向屋頂水箱供水。各組恒速泵的啟停均由相應(yīng)水箱的水位自動(dòng)控制。

本工程生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于各水箱容積的確定，各水箱進(jìn)水管的確定，各組恒速泵的選型及啟停控制。屋頂水箱的調(diào)節(jié)容積不小于III、IV區(qū)最大用水時(shí)水量的50%，中間轉(zhuǎn)輸水泵及水泵出水管按不小于III、IV區(qū)最大用水時(shí)水量確定。中間轉(zhuǎn)輸水箱的調(diào)節(jié)容積不小于II區(qū)最大用水時(shí)水量的50%與中間轉(zhuǎn)輸水泵5min～10min流量之和。地下4層水泵及水泵出水管按不小于II區(qū)最大用水時(shí)水量與中間轉(zhuǎn)輸水泵流量之和確定。地下4層水箱的有效容積按II、III、IV區(qū)最高日用水量的20%～25%確定。

3 管道直飲水系統(tǒng)

本工程在南樓、北樓2層～12層、14層～25層、27層～33層每層設(shè)一處管道直飲水點(diǎn)，日供飲用凈水量南樓、北樓各為4500L/d，凈水設(shè)備處理水量南樓、北樓各取500L/h。管道直飲水系統(tǒng)豎向共分三個(gè)區(qū)，2層～12層為I區(qū)，14層～25層為II區(qū)，27層～33層為III區(qū)。I區(qū)采用水箱減壓后重力供水方式，II區(qū)采用水箱重力供水方式，III區(qū)采用變頻調(diào)速泵組供水方式。I、II區(qū)通過(guò)設(shè)置減壓閥控制各層配水點(diǎn)靜水壓不大于0.40MPa。供、回水管網(wǎng)采用同程布置，高區(qū)變頻調(diào)速泵兼作循環(huán)泵，變頻調(diào)速泵2臺(tái)，一用一備，中、低區(qū)各設(shè)2臺(tái)循環(huán)泵，一用一備。本工程采用定時(shí)循環(huán)系統(tǒng)，每2h全管網(wǎng)內(nèi)水循環(huán)一次。直飲水機(jī)房南樓、北樓分別集中設(shè)置在26層，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備待專業(yè)廠家二次深化設(shè)計(jì)。

生活給水、管道直飲水系統(tǒng)原理圖如圖1。

圖1 生活給水、管道直飲水系統(tǒng)原理圖

4 排水系統(tǒng)

本工程排水系統(tǒng)主要由生活污廢水系統(tǒng)和雨水系統(tǒng)組成。

生活污、廢水采用合流制。衛(wèi)生間各立管排水設(shè)計(jì)流量為4.4L/s、4.7L/s、9.6L/s、10.4L/s， 根據(jù) 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-2003）(2009年版)第4.4.11條和第4.6.2條的要求，在滿足排水能力的前提下，因部分水井旁為辦公用房，為減小排水噪音，綜合考慮后衛(wèi)生間采用雙立管排水系統(tǒng)。生活污、廢水重力自流排入室外污水管，經(jīng)生化池處理后，由小區(qū)污水管排入市政污水管。廚房廢水經(jīng)廚房下部的成品油脂分離器處理后排入室外污水管網(wǎng)。

屋面雨水排水按重力流設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取10年，雨水排水工程與溢流口的總排水能力不小于50年重現(xiàn)期的雨水量。地下室的廢水采用潛水排水泵提升至室外雨水井。

5 消火栓給水系統(tǒng)

本工程按一類綜合樓設(shè)計(jì)，室內(nèi)消火栓用水量為40L/s，室外消火栓用水量為30L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間均為3h。由于只有一條進(jìn)水管，室內(nèi)外消火栓用水全部?jī)?chǔ)存在地下4層消防水池內(nèi)，貯水量756m3。水泵房?jī)?nèi)設(shè)室內(nèi)消火栓水泵四臺(tái)，室外消火栓水泵兩臺(tái)。南樓的屋頂設(shè)置18m3消防水箱一座，在水箱旁設(shè)置增壓穩(wěn)壓設(shè)備一套，供本工程初期消防用水使用。

本工程設(shè)置專用的室外消火栓給水環(huán)網(wǎng)，該管網(wǎng)直接與地下4層的室外消火栓加壓水泵的兩條出水管連接，并同時(shí)接入DN150mm的市政補(bǔ)水管 （補(bǔ)水管上設(shè)倒流防止器一個(gè)）一條。管網(wǎng)內(nèi)共設(shè)置地上式室外消火栓5個(gè)。

本工程設(shè)置專用的室內(nèi)消火栓給水環(huán)網(wǎng)，為保證室內(nèi)消火栓的靜水壓力不大于1.00MPa，豎向分區(qū)為4個(gè)，其中地下4層至地下1層為I區(qū)，1層至13層為II區(qū)，14層至26層為III區(qū)，27層至33層為IV區(qū)。I、II區(qū)和III、IV區(qū)各設(shè)室內(nèi)消火栓水泵兩臺(tái)，I區(qū)和III區(qū)進(jìn)水管上設(shè)置減壓閥組。消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa的樓層，采用減壓穩(wěn)壓型消火栓。 I、II區(qū)和III、IV區(qū)設(shè)地上式水泵接合器各4套。屋頂消防水箱引兩條出水管分別與I、II區(qū)和III、IV區(qū)室內(nèi)消火栓環(huán)網(wǎng)相連。

在室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)多次與消防主管部門協(xié)調(diào)，從供水安全可靠的角度考慮，最終采用I、II區(qū)與III、IV區(qū)完全分開(kāi)的系統(tǒng)(I、II區(qū)與III、IV區(qū)各設(shè)水泵)。

6 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)

為了有效地解決本工程滅火救援難和及時(shí)撲滅火災(zāi)，根據(jù) 《重慶市高層建筑壓縮空氣泡沫滅火設(shè)施技術(shù)規(guī)定》的要求，在50m以上部分(即13層~33層)設(shè)置壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)。在南樓、北樓消防前室內(nèi)各設(shè)置雙出口泡沫消火栓箱一個(gè)，箱內(nèi)分別配置DN65mm消火栓兩個(gè)，DN65mm L25m，襯膠水帶兩條。室外設(shè)置地上式水泵接合器兩套，與消防前室內(nèi)泡沫消火栓立管相連，每根立管底部設(shè)置放空閥，頂部設(shè)置放氣閥。

室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)原理圖、壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)圖詳見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)原理圖

7 自動(dòng)滅火系統(tǒng)

本工程根據(jù)不同的功能分區(qū)，設(shè)置了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火裝置、水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)共四種自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

在地下車庫(kù)(燃?xì)忮仩t房、電氣房間除外)和地上各層(檔案室、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、水設(shè)備間除外)設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。以地下車庫(kù)作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，按中危險(xiǎn)級(jí)II級(jí)設(shè)計(jì)，計(jì)算用水量21.3L/s，地下1層最不利160m2設(shè)計(jì)滅火用水量29.77 L/s，取30L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1h。自動(dòng)噴水用水全部?jī)?chǔ)存在地下4層消防水池內(nèi)。為保證配水管道的水壓不大于1.20MPa，豎向分區(qū)為3個(gè)，其中地下4層至10層為I區(qū)，11層至25層為II區(qū)，26層至33層為III區(qū)。 III區(qū)管道系統(tǒng)直接與自動(dòng)噴水泵的兩條出水管連接，I、II區(qū)管道系統(tǒng)在地下4層及13層的進(jìn)水管上設(shè)置減壓閥組后再與自動(dòng)噴水泵的兩條出水管連接。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)與室內(nèi)消火栓系統(tǒng)共用屋頂消防水箱，平時(shí)管網(wǎng)壓力由屋頂消防水箱旁的增壓裝置維持。本系統(tǒng)共設(shè)置地上式水泵接合器4套。

圖3 壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)圖

在1層、2層、28層凈空高度超過(guò)8m的場(chǎng)所設(shè)置自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火裝置，每個(gè)水炮設(shè)計(jì)流量5L/s，最大防火分區(qū)設(shè)計(jì)流量30L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1h。自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火裝置與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)共用一組泵、屋頂消防水箱及水泵接合器。2層北樓大堂上空部分與凈空高度不超過(guò)8m的部分之間狹長(zhǎng)區(qū)域無(wú)防火墻或防火卷簾分隔，為增加系統(tǒng)安全性，故本次設(shè)計(jì)中該部分設(shè)計(jì)流量(10L/s)與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量(30L/s)疊加。其余防火分區(qū)與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量取大者。

在地下2層燃?xì)忮仩t房設(shè)置水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)，按防護(hù)冷卻設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度10L/（min·m2），持續(xù)噴霧時(shí)間30min，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不大于45s。水噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為22.4L/s。水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)合并，以兩者設(shè)計(jì)用水量大者為系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水量，并滿足二者的壓力要求。暖通專業(yè)選擇的鍋爐均不高于2m，水霧噴頭采用平面布置的方式。本系統(tǒng)自動(dòng)控制采用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。水泵接合器與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)共用。

本工程高低壓配電室和發(fā)電機(jī)房等設(shè)置S型熱氣溶膠氣體滅火系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、檔案室等設(shè)置七氟炳烷氣體滅火。

本工程自動(dòng)滅火系統(tǒng)(氣體滅火系統(tǒng)除外)采用了共用一套水泵、共用屋頂消防水箱、共用水泵接合器的方式，在滿足相關(guān)規(guī)范的前提下，可節(jié)省投資，節(jié)約設(shè)備房面積。水量、水壓按照需要同時(shí)開(kāi)啟的系統(tǒng)確定，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量40L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1h，消防貯水量144m3。消防用水全部?jī)?chǔ)存在地下4層消防水池內(nèi)，與室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)貯水量756m3構(gòu)成消防水池總的貯水量900m3。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火裝置、水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)原理圖詳見(jiàn)上頁(yè)：

8 設(shè)計(jì)體會(huì)

通過(guò)對(duì)本工程的設(shè)計(jì)，針對(duì)建筑高度超過(guò)100m的建筑，生活給水系統(tǒng)采用垂直串聯(lián)供水方式，可降低增壓設(shè)備的揚(yáng)程及管材、附件等的承壓，同時(shí)可節(jié)約立管用量，節(jié)省水井及機(jī)房面積，增加了系統(tǒng)使用的經(jīng)濟(jì)性和安全性。生活排水系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合各類排水立管系統(tǒng)類型的排水能力以及建筑標(biāo)準(zhǔn)綜合確定。消防系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格按照消防主管部門的意見(jiàn)執(zhí)行，在滿足相關(guān)規(guī)范的前提下，做到安全可靠性與經(jīng)濟(jì)性并重。

[1]GB50015-2003,中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部[S].

[2]GB50045-95,中華人民共和國(guó)建設(shè)部[S].

[3]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50084-2001自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.

[4]GB50219-95,中華人民共和國(guó)建設(shè)部[S].

[5]GB50370-2005,中華人民共和國(guó)建設(shè)部[S].

[6]DBJ15-34-2004,大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（2009）給水排水[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2009.