超高層建筑給排水設計

陳佳銘

摘 要：本文結合超高層建筑給排水工程的設計與實踐，對超高層建筑中各層區(qū)給水安排設計、排水系統(tǒng)設計、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、直飲水系統(tǒng)、消防給水以及給水管的管材選用等問題進行探討。

關鍵詞：超高層建筑；給排水設計；冷卻循環(huán)水系統(tǒng)；消防給水；管材選用

1 工程概況

該工程地上56層，地下2層，其中底部4層為辦公和商業(yè)裙房，5層至56層為塔摟，屬一類超高層建筑綜合樓，用途為辦公，地下兩層為配套設備用房和車庫。在本建筑物旁市政道路敷設有市政給水、污水及雨水干管，可供本建筑接口，且市政給水管最不利供水壓力為0.26MPa。

2 各層區(qū)給水安排設計

（1）水源。本建筑全部生活用水取自市政給水管網。從市政主管開兩條DN200的引入管接人本建筑。本建筑生活用水、消防用水分別設水表計量。消防水表后采用DN150的給水管在本大樓室外形成環(huán)網。

（2）給水分區(qū)。選擇合理的給水方式是高層建筑生活給水系統(tǒng)設計的關鍵，它直接關系到生活給水系統(tǒng)的使用效果和工程造價。根據建筑物各部分的使用功能及衛(wèi)生器具對靜水壓的要求，采用串聯(lián)并聯(lián)結合方式供水。生活給水系統(tǒng)分為6個區(qū)。

（3）供水設備設置。地下2層水泵房內設食品級不銹鋼生活儲水箱兩座及Ⅱ、Ⅲ區(qū)變頻調速供水設備各一套。Ⅱ區(qū)變頻調速供水設備同時為設置于地下二層的直飲水制備機房內的直飲水制取設備提供原水。Ⅲ區(qū)變頻調速供水設備同時為設于29層水泵房內的生活轉輸水箱供水。生活水箱有效容積按需要二次加壓生活日用水量的25%確定。29層水泵房內設食品級不銹鋼生活轉輸水箱一座及Ⅳ、Ⅴ區(qū)變頻調速供水設備各一套。Ⅳ區(qū)變頻調速供水設備同時為設置于二十九層的直飲水制備機房內的直飲水制取設備提供原水。44層水泵房內設食品級不銹鋼生活轉輸水箱一座及屋頂水箱進水泵一套。29層、44層避難層設置的中間轉輸水箱容積按轉輸流量的1min取值。屋面水箱間設食品級不銹鋼生活水箱一座，供45～56層生活用水，容積按44層以上樓層最大時用水量Qh的50%確定。

3 排水系統(tǒng)設計

（1）污水系統(tǒng)設計。①本樓采用污廢合流制。設專用通氣管；采用柔性接口排水鑄鐵管；污水水平橫干管敷設在四層樓頂梁下，保證支管連接點距立管底部下游水平距離大于3m。②潛水排污泵。本建筑所采用的潛水排污泵主要包括兩種型號：在消防電梯集水坑及地下水泵房集水坑中，設置較大型號潛水排污泵，型號8OQW45-22-5.5，每個集水坑中設置兩臺潛水泵，一用一備；在地下室其它部位，均設置較小型號的潛水排污泵，型號5OQW15-22-3.0。③室外排水構筑物。生活污水經立管收集后下至一層出戶，經三格化糞池處理后，排入市政排水管網，化糞池根據實際使用人數計算，污水停留時間12h，清掏周期90d。

（2）雨水系統(tǒng)設計。重現(xiàn)期選擇。本大樓塔樓屋面雨水采用重力流系統(tǒng)排放，雨水由87型雨水斗收集；裙樓屋面雨水采用壓力流系統(tǒng)排放，雨水由虹吸雨水斗收集。屋面雨水經水平干管及雨水立管下至地下一層及一層出戶，雨水出戶管經消能井后排人市政雨水管道。

4 商業(yè)裙房冷卻循環(huán)水系統(tǒng)設計

冷卻循環(huán)水系統(tǒng)流程：

本樓冷卻循環(huán)水系統(tǒng)采用的設備及構筑物主要包括冷卻塔、冷卻循環(huán)水泵、冷卻循環(huán)水補充水泵等。

5 直飲水系統(tǒng)設計

本項目辦公各層飲水間設管道直飲水供應系統(tǒng)：

（1）本設計直飲水供應系統(tǒng)采用兩套。低區(qū)直飲水制備機房設于地下二層，由Ⅱ區(qū)生活變頻供水設備向機組提供原水；高區(qū)直飲水制備機房設于二十九層，由Ⅲ區(qū)生活變頻供水設備向機組提供原水。

（2）直飲水供應系統(tǒng)分為高低兩個大區(qū)供水。高區(qū)為29～56層，低區(qū)為1～28層。高低兩區(qū)均采用變頻調速水泵加壓供水，管網布置均為上行下給式。當壓力超過0.35MPa時，采用減壓閥減壓。直飲水供應系統(tǒng)設循環(huán)管道，循環(huán)管道內水的停留時間不超過6h。高低兩區(qū)均采用在管網末端設電磁閥定時開啟、重力回水的方式進行循環(huán)，回水管末端設流量調節(jié)閥。循環(huán)回水接至循環(huán)過濾器處理后，經過臭氧消毒回至凈水箱。

6 消防給水設計

（1）系統(tǒng)設置。本樓建筑高度H=240.65m，H>100m，屬一類超高層建筑。本設計按一類超高層綜合樓消防要求配置消防設施。具體設置部位為：全樓設置消火栓系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)和建筑滅火器，變配電房設置氣體滅火系統(tǒng)，發(fā)電機房設置水噴霧滅火系統(tǒng)，三層以上通高的中庭設置標準型大空間智能滅火裝置。

（2）消火栓系統(tǒng)。①消火栓用水量。該工程為一類超高層建筑，其室內消火栓用水量40L/s，室外消火栓用水量30L/s，火災延續(xù)時間3h。則一次火災室內消火栓用水量為432m3，室外消火栓用水量為324m3。②消火栓系統(tǒng)設計。本工程室內消火栓給水系統(tǒng)為臨時高壓系統(tǒng)，分為上下兩個大區(qū)加壓供水。下區(qū)為地下2～25層加壓供水系統(tǒng)，由設于地下2層水泵房內的消火栓給水加壓泵供水；上區(qū)為26至屋頂機房層加壓供水系統(tǒng)，由設于29層水泵房內的消火栓給水加壓泵與地下二層水泵房內的消火栓給水加壓泵垂直串聯(lián)供水。③消火栓系統(tǒng)設備。本工程消火栓系統(tǒng)設備主要包括：地下2層：臥式恒壓切線消防泵兩臺（一用一備）；29層：臥式恒壓切線消防泵兩臺（一用一備）、消防水箱保證下區(qū)消火栓系統(tǒng)初期滅火用水；屋面水箱層：屋頂消防水箱及氣體頂壓式自動消防給水設備DTJO.5/10-6型一套。提供上區(qū)火災初期滅火用水及維持上區(qū)消火栓給水系統(tǒng)管網平時壓力。

（3）自動噴水滅火系統(tǒng)。①自噴系統(tǒng)用水量。商業(yè)、地下車庫屬中（Ⅱ）危險級，自噴水量按中（Ⅱ）危險級，噴水強度8L/min·m2，作用面積160m2，流量27.73L/s，火災延續(xù)時間lh；辦公樓屬中（I）危險級，自噴水量按中（I）危險級，噴水強度6L/min·m2，作用面積160m2，持續(xù)噴水時間1h，流量20.8L/s，火災延續(xù)時間lh；辦公大堂高度超過12m，設置標準型大空間智能滅火裝置，每個噴頭設計流量為5L/s，設計同時開啟噴頭數量為9個，q=45L/s，火災延續(xù)時間為1h。綜上，本工程自噴水量取最大值，即標準型大空間智能滅火裝置和噴淋同時工作時，火災持續(xù)時間1.0h，故地下室消防水池內儲存自噴水量270m3。②自動噴水滅火系統(tǒng)設計。本工程自噴給水系統(tǒng)為臨時高壓系統(tǒng)，分為上下兩個大區(qū)加壓供水。下區(qū)為地下2～25層加壓供水系統(tǒng)，由設于地下2層水泵房內的自噴給水加壓泵供水；上區(qū)為26層至屋頂機房層加壓供水系統(tǒng)，由設于29層水泵房內的自噴給水加壓泵與地下2層水泵房內的自噴給水加壓泵垂直串聯(lián)供水。③自噴系統(tǒng)設備選型。本工程噴淋系統(tǒng)設備主要包括：地下二層臥式恒壓切線消防泵兩臺，一用一備；地下2層主動噴水滅火系統(tǒng)給水泵；臥式恒壓切線消防泵兩臺，一用一備；29層：臥式恒壓切線消防泵兩臺，一用一備，消防水箱提供下區(qū)噴淋系統(tǒng)初期滅火用水；屋面水箱層：屋頂消防水箱、增壓設備。提供上區(qū)自動噴水滅火系統(tǒng)初期滅火用水。

（4）水噴霧滅火系統(tǒng)。本大樓地下1層柴油發(fā)電機房及其油箱間需設置水噴霧滅火系統(tǒng)。柴油的閃點為60～110℃。柴油發(fā)電機及其油箱的噴霧強度取20L/min·m2。設計流量為36.5L/s，0.5h滅火時間。

7 結 語

超高層建筑的給排水和消防設計并非是簡單的文字就能描述的。隨著我國經濟的不斷繁榮，超高層建筑不斷涌現(xiàn)，各種技術也在不斷的應用到這些建筑中來，因此從設計角度講，沒有一成不變的模式，都是在實踐中不斷地摸索，吸收新技術、新方法來完善設計，并更加合理，以人為本，服務社會。