超高層建筑給排水設(shè)計(jì)探討

【摘要】由于對(duì)高度復(fù)雜功能的需求，高層建筑的排水設(shè)計(jì)模板會(huì)比其他形式的建筑更難，所以高層建筑的供水和排水設(shè)施將面臨新的挑戰(zhàn)和要求。本文討論了摩天大樓的供水和排水問題。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑;給排水;設(shè)計(jì)

《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB50352-2005）第2.1.2條明確規(guī)定了高層建筑的定義：高度超過100米的建筑物是非常高的建筑物，內(nèi)部供水的高度一般也是100米，沒有絕對(duì)的系統(tǒng)分離標(biāo)準(zhǔn)。高度約為100米高層建筑的設(shè)計(jì)必須注意供水和排水處理。

1、超高層建筑中給排水設(shè)計(jì)體系

1.1 超高層建筑中生活的給水體系

由于高層建筑的高度與其他建筑物無法比較，因此高層建設(shè)的供水設(shè)施會(huì)比其他的建設(shè)地增加很多。因?yàn)楣┧O(shè)施安裝的嚴(yán)重性，所以對(duì)供水和排水系統(tǒng)有關(guān)的機(jī)械設(shè)備要求相對(duì)較高，同時(shí)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的需求也在增加。在高層建筑物中因?yàn)楦邏汗┧膲毫Σ粔?，高度不符合壓力要求，造成管道質(zhì)量必須提高，當(dāng)然也不節(jié)能，所以高層建筑必須分區(qū)分壓供水。因此，我們常用無負(fù)壓疊壓供水方式，在疊壓自來水本身壓力的情況下，能根據(jù)用戶用水量的變化來調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使水泵始終在高效區(qū)，節(jié)能節(jié)電效果顯著。這可以說是滿足高層用戶正常用水，最好的節(jié)能高效方式。

1.2 超高層建筑中雨水體系

降雨是高層建筑排水系統(tǒng)中非常重要的一部分，雨水解決方案可能是高層建筑最重要的排水問題。與其他家庭或工業(yè)用水不同，雨水是無法控制的，由于無法控制意外降水，這對(duì)建筑中雨水排出系統(tǒng)是非常有害的。對(duì)于非常高的建筑物，應(yīng)該考慮如何充分利用雨水解決供水問題，項(xiàng)目設(shè)計(jì)也應(yīng)該包含明確的排水和衛(wèi)生供水系統(tǒng)規(guī)則。在這方面，排水方法的安全和排水設(shè)計(jì)的有效是相對(duì)清楚和具體的。在規(guī)則中，大型公共建筑屋頂上的排水施工會(huì)考慮如何再利用。在10年內(nèi)，雨水收集工程的總能力應(yīng)該是保證屋頂供水設(shè)施使用壽命超過50年。當(dāng)然，雨水量不是高層建筑唯一要考慮的問題，由于雨水的收集度較高，所以這個(gè)問題是與建筑供、排水效率直接相關(guān)的最重要因素之一。

2、工程實(shí)例

2.1項(xiàng)目概況

六安恒大小區(qū)綜合樓建筑高度40層，這類建筑的主要用途是商場(chǎng)、酒店、住宅、餐廳和各類辦公。用地總面積7，100.5平方米，總建筑面積77，839平方米。該建筑的地面面積為59 601平方米，地下建筑區(qū)面積為17388平方米，主要地區(qū)高116.70米，地面有37樓，地下有3樓。

廢水處理和排水系統(tǒng)項(xiàng)目主要是在屋頂，其中包括了中型供水系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)（包括智能主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)）、空調(diào)冷卻水系統(tǒng)等。

2.2給水設(shè)計(jì)

觀察有關(guān)建筑物的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)，并根據(jù)以下數(shù)值計(jì)算數(shù)量：

（1）居住人數(shù)為700人，標(biāo)準(zhǔn)用水量為168升/人，水的使用時(shí)間為24小時(shí)，變異系數(shù)為2.5。

（2）商業(yè)和客戶人員，正常用水量2l / m2大堂面積*天，活動(dòng)面積5000m2，用水時(shí)間12小時(shí)，時(shí)間變異系數(shù)1.5。

（3）員工人數(shù)1200人，用水量16.67升/人，用水時(shí)間10小時(shí)，變異系數(shù)1.5.

（4）會(huì)議參加人數(shù)為300人，水消費(fèi)量為每人2升，用水量為4小時(shí)，變異系數(shù)為1.5。

（5）參加人數(shù)為800人，標(biāo)準(zhǔn)用水量為38升/人，用水量為12小時(shí)，變化率為1.5。

（6）飲用水塔，1.5%可循環(huán)使用，水循環(huán)1000噸/小時(shí)，用水10小時(shí)。

（7）無法預(yù)測(cè)總用水量的10%作為指導(dǎo)。

總耗水量：452.0噸/天，最大耗水量：47.1噸/小時(shí)。

該項(xiàng)目的主供水為市政DN300球墨管進(jìn)入地下泵房，小區(qū)鋪設(shè)DN200環(huán)狀管網(wǎng)布置消火栓。依據(jù)建筑住宅各部分的使用功能及衛(wèi)生器具對(duì)靜水壓的要求，本工程決定選擇串聯(lián)并聯(lián)相結(jié)合的方式進(jìn)行供水。該項(xiàng)目的供水系統(tǒng)分為五個(gè)區(qū)，從地下到地面五層是市政水直供;六至十二層為低壓;十三至十九層為中壓1;二十至二十六層為中壓2;二十七至三十三層為高壓;三十四至四十層為超高壓。泵房供水系統(tǒng)應(yīng)充分利用市政供水管網(wǎng)壓力。泵組內(nèi)各泵并行運(yùn)行、增壓擴(kuò)流時(shí)，不僅應(yīng)考慮控制單臺(tái)泵的高效運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還要考慮并網(wǎng)后泵組的高效狀態(tài)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮泵、電機(jī)以及變頻器等設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)相互匹配，保證其運(yùn)行均處于各自的高效工作運(yùn)行區(qū)域內(nèi)并能保持穩(wěn)定工作。采用氬弧焊方式連接管道，高區(qū)供水管道選擇加厚的不銹鋼管。高區(qū)供水設(shè)備可選擇進(jìn)口水泵，并對(duì)水泵的相關(guān)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。將水力控制閥和水錘消除器應(yīng)用于分區(qū)壓力超過60米的供水設(shè)備，而對(duì)于分區(qū)壓力超過100米的供水設(shè)備，則要求安裝泄壓閥。

2.3排水設(shè)計(jì)

基于重力傳遞原理，在超高層建筑排水系統(tǒng)中產(chǎn)生的重力勢(shì)能會(huì)破壞排水管系統(tǒng)，并對(duì)較高或低樓層的水封形成產(chǎn)生影響。解決措施：為降低水流下降速度，從頂層起每間隔6層安裝一套消能裝置，避免由于水流的沖擊對(duì)管道系統(tǒng)形成的破壞。通過正常的水力計(jì)算，確保排水立管維持在等速水膜流。將具有柔性接口機(jī)制的排水鑄鐵管和管件應(yīng)用于室內(nèi)排水管以及通氣管，壓力排水管選擇焊接鋼管，地下室管道鋪設(shè)采用明管，其余均為暗裝管道。將來自室內(nèi)的廢水直接排放到外面，排水系統(tǒng)首先是將水經(jīng)過排水箱得到凈化，然后流入城市污水處理系統(tǒng)，具體是廢水收集經(jīng)過地板上的化糞池，然后送到外部排水管道進(jìn)行凈化，然后排入城市污水。排水系統(tǒng)分為三個(gè)區(qū)域分別是地下為第一區(qū)、第一層至第四層形成第二區(qū)域、五層或更多層是第三區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別組裝并在重力影響下從室外空間排出污水。經(jīng)過排水箱清洗后，流入相鄰的排水管（廚房排水系統(tǒng)用油分離處理），排水管設(shè)計(jì)采用柔性離心排水管和加強(qiáng)不銹鋼夾。該管道具有高阻力和良好的降噪性能，界面彎曲和抗沖擊都很強(qiáng)，具有高效的優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)語：

非常高的建筑用水和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的問題，其設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格，絕不可馬虎。同時(shí)，隨著人們的知識(shí)水平越來越高，已經(jīng)有很多人開始關(guān)注這一部分，因?yàn)檫@些問題都關(guān)系到建居住者的日常生活。從工程角度來看，該設(shè)計(jì)需要大量的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，如果不努力為人們提供更好、更安全的生活條件，那么就會(huì)導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展受阻，所以必須保證人們對(duì)供水和排水設(shè)施的滿意。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

余鴻，六安市自來水公司，安徽六安。