超高層居住建筑給水設計的幾點思考
——以湖州夢想府公寓樓為例

鄭明星，姜迎春

（浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院，浙江 杭州 310010）

隨著我國城市快速發(fā)展和城市人口規(guī)模迅速增加，居住建筑的需求急速增長，導致城市土地資源日益緊張。為了解決土地利用率和提高經濟效益，超高層居住建筑已經逐漸被市場接受。隨著越來越多的超高層建筑投入使用，其給水系統(tǒng)設計的合理性也正在經受著市場的檢驗。在此，以湖州市夢想府為例，對居住類超高層建筑的生活給水設計予以探討。

1 項目概況

居住建筑是指供人們居住使用的建筑，主要包括住宅、宿舍樓和公寓樓等［1］，公寓作為非住宅類的居住建筑一般指滿足居住基本生活需求并提供公共生活與服務空間和設施，由專業(yè)化機構集中運營管理和租賃［2］。在實際設計中，經常碰到各類公寓項目，對其消防設計和能耗（水、電、燃氣等）計量標準、系統(tǒng)做法往往會產生困惑。一般來說，公寓的功能可參考住宅，但其消防給水設計一般是適用于公共建筑。比如，公寓樓室外消防用水量一般應按照公共建筑執(zhí)行，多層公寓室內消防給水用水量有明確的規(guī)定值，而高層公寓樓室內消防用水量則是按照公共建筑執(zhí)行［3］。公寓樓的能耗計量與管理方面，供電、供水、燃氣等不同主管部門執(zhí)行的分類會不相同。在給水設計中，公寓樓可能被定性為商業(yè)建筑，也可能定性為住宅建筑，而兩者的水費差異巨大；在很多城市，住宅建筑的供水設施是由當?shù)厮畡展緛韰⑴c建設和管理，商業(yè)建筑則由商業(yè)樓自己的物業(yè)運維。因此居住建筑的具體分類直接影響到給水系統(tǒng)設計的標準和要求。

湖州夢想府基地東、北、西側為城市公園環(huán)繞，屬于“公園里的建筑”，自然環(huán)境優(yōu)勢明顯。根據(jù)規(guī)劃部門土地出讓的條件，該項目為居住用地，建造具有產權的小戶型公寓樓。公寓樓地下2層、地上42層，總建筑面積約105 117 m2。地下室為車庫及設備用房，主樓地上1～4層為商業(yè)，5層及以上均為居住功能，共有1 117戶，每戶建筑面積約25～65 m2；裙房為商業(yè)用途。主樓總高度173.6 m，共設有3個避難兼設備層（分別為4F、17F、30F），是湖州市第一座超過100 m的居住建筑。

本項目從周邊市政給水管網引入兩路DN200管，供給生活和消防用水，生活給水與消防給水管網分開布置，且分別獨立成環(huán)，目的是為了方便管理和產權清晰；其中，室外生活供水采用環(huán)網敷設以提高供水管網的安全性。

2 設計思路

公寓樓的給水設計應滿足生活用水對水質、水量、水壓、供水安全以及消防供水要求［3］，但同時需要兼顧大樓的使用方、投資方、管理方等需求，設計方案既要節(jié)省投資，又要安全可靠，同時方便管理運維。

公寓樓作為居住建筑的一種，給水設計應秉承以人為本和注重用水舒適度。為了保障住宅建筑供水設施的安全性及提升供水品質，在政府的政策引導下，住宅供水設施以自來水公司作為建設與運維主體的模式已形成趨勢，其“標準化”建設管理的模式很好地提升了供水設施的安全可靠性。但這種“標準化”的建設要求也經常與設計的常規(guī)做法產生分歧。作為給排水設計師，應積極研究其規(guī)定的背后原因，將工程經驗與數(shù)據(jù)分析相結合、突破設計，與各方合力打造一個安全、健康、耐用的供水系統(tǒng)。

3 用水量計算

人數(shù)統(tǒng)計和用水定額的選擇是用水量計算的重要基礎數(shù)據(jù)，關系到供水設備供水能力及蓄水箱容積的大小，也直接影響到投資成本和建筑空間的利用率。人數(shù)統(tǒng)計與用水定額的選擇跟建筑使用性質、使用規(guī)律相關。

筆者認為從土地出讓的性質而言，本樓不能作為賓館，后期使用也應限制作為賓館商業(yè)運作的行為；本樓作為非住宅類居住建筑，雖然具有住宅的居住使用屬性，但是居住群體更適合單身青年自住、合居或作為小家庭過渡用房，所以人數(shù)統(tǒng)計及用水定額不應按照住宅執(zhí)行，也不應完全按照“單身公寓”過度降低人數(shù)基數(shù)。

鑒于單間面積在25～65 m2，設計建議人數(shù)取1.5～2人／間，定額按照酒店式公寓取值200～300 L／d·人；由于居住群體相對固定，蓄水箱調蓄容積則建議按照住宅要求的上限取值，即取最高日用水量的20%。

筆者按幾種不同使用對象分別計算大樓的用水量，通過對比發(fā)現(xiàn)，按照人數(shù)相對合理的酒店式公寓進行計算，其用水量為住宅用水量的45%、單身公寓的1.5倍，既節(jié)約了投資，又相比單身公寓的設計留有余量。

4 系統(tǒng)分區(qū)

一般超高層居住建筑高度介于100～200 m，對于建筑高度超過100 m的超高層建筑生活給水系統(tǒng)，推薦采用垂直串聯(lián)分區(qū)供水［5］，居住建筑亦不例外；超高層公共建筑的豎向串聯(lián)供水往往采用設置中間接力增壓泵房，通過高區(qū)水泵抽取中轉水箱再次加壓供給更高的樓層，而對于居住建筑則原則上盡量減少中轉水箱的使用。

自2000年以來，不少城市展開了針對住宅樓取消屋頂生活水箱的改造行動，改用變頻供水設備抽取水箱蓄水加壓直供的供水方式，其原因是住宅屋頂生活水箱維護困難、管理薄弱、污染現(xiàn)象明顯。我們對超高層居住建筑也存在此擔憂，對物業(yè)管理水平和服務意識不容僥幸，應盡量減少水箱的設置數(shù)量，降低二次污染的風險概率。

結合以上的工程經驗，超高層居住建筑100 m以下樓層建議采用多套變頻供水設備直接供給、并聯(lián)分區(qū)，不再考慮轉輸水箱；對于100～200 m之間的樓層，鑒于水泵揚程較大、對管道及閥門附件的承壓性能要求較高，可在機房屋頂層或設備層設置一處高位生活水箱調節(jié)壓力；此高位生活水箱補水管所需的出流壓力往往小于最不利樓層的用水壓力，且高位水箱的補水泵可采用定頻供水，而不采用變頻控制，這樣投資相對節(jié)省，從能耗而言也是有利的。對于建筑高度超過200 m的居住建筑個別建筑，豎向分區(qū)供水需要結合實際高度，當超過250 m時，為了安全起見則不建議采用“一泵到頂”的做法，宜設置中間轉輸水箱。

以本公寓樓為例，其總建筑高度為173.6 m，供水系統(tǒng)在建筑高度107 m以下采用三套變頻供水設備抽取地下貯水池蓄水直接加壓、并聯(lián)供水；在頂層設備層（建筑標高：163.95 m）設置高位生活蓄水箱，由一臺定頻高揚程水泵直接補水，然后通過重力流供給四區(qū)，系統(tǒng)豎向分區(qū)見表1，供水系統(tǒng)原理見圖1。

圖1 超高層公寓供水系統(tǒng)原理

表1 公寓樓豎向分區(qū)

5 增壓泵房

居住建筑是以家庭為單位，使用方尤其注重居住的安全感和私密性。在超高層居住建筑的給水設計中，往往因為條件受限而忽視了噪音控制。按照有關規(guī)定，白天，住宅建筑臥室噪音不得高于45 Fb，高標準住宅臥室不得高于40 Fb；夜間，住宅建筑臥室噪音不得高于37 Fb、高標準住宅臥室不得高于30 Fb［6］。但實際很多生活泵房中，其噪音值達到了85 Fb以上［7］，如果不采取有效控制和隔離措施，必然會對居民產生了嚴重干擾，危害健康。在供水系統(tǒng)中的噪音的主要來源就是供水泵房，產生噪音的原因主要是電機和水泵運行所導致。電機運行中往往會產生高頻噪音，直線傳播；而水泵往往產生低頻噪音，其噪音穿透力及環(huán)繞能力強，可以由結構柱與管道等傳遞至更遠的樓層［8］。

在設計規(guī)范中對泵房的設置位置提出了明確的規(guī)定，即生活給水泵房不應毗鄰居住用房或在其上層或下層［5］。在很多超高層居住建筑工程案例中，設計師們?yōu)榱艘?guī)避規(guī)范的限制，往往采用設置夾層控制噪音的做法。雖然此做法對來自泵房的噪音減弱很多，也滿足了規(guī)范的要求，但不是最佳方案，尤其是對低頻噪音的控制效果更不明顯。如果水泵設備的隔振措施不到位以及設備運行噪音偏大，則會加重對上、下層住戶的噪音污染。

筆者建議超高層居住建筑的給水設計，應避免將生活中轉泵房設置在住戶的上、下層或者左右側，包括設置夾層的做法。生活中轉泵房設置與中轉水箱基本一致，即對于建筑高度100～200 m的居住建筑，其100 m以上推薦采用高揚程定頻水泵供給屋頂生活高位水箱，并優(yōu)先利用高位水箱的勢能重力流供給下面樓層；若重力無法滿足頂部幾層的供水壓力需求時，可針對此樓層設置增壓泵，此時的增壓設備揚程往往很小，能耗不高。高位水箱及增壓泵（若有）應設置在專用房間內，確保環(huán)境衛(wèi)生、空間安全、管理方便。

超高層建筑消防供水系統(tǒng)，往往需要設置中轉消防泵房，在居住建筑中也不例外。本項目在30層避難層設置了一處消防中轉泵房，供給25～42層的消火栓用水和自動噴淋用水。由于消防供水系統(tǒng)平時幾乎不運行，中轉泵房內機械噪音產生的幾率非常低，所以消防中轉泵房采取設置夾層的隔音措施是可行的。

6 結 語

超高層居住建筑給水系統(tǒng)設計應符合健康舒適、安全耐久、環(huán)境宜居的要求。超高層居住建筑戶數(shù)較多，應合理確定人數(shù)，其差別對設備投資與建筑使用影響較大；供水系統(tǒng)應盡量減少水箱設置以減少二次污染；供水泵房設置應重視噪音控制與低碳節(jié)能，以提高居住的舒適度和居住成本。隨著超高層建筑的增多，各類超高層建筑給水設計需要我們深入探究。