某超高層商業(yè)綜合體給排水設(shè)計要點

楊鳳偉

（上海城投水務(wù)（集團）有限公司自來水業(yè)務(wù)受理分公司，上海 200000）

1 工程概況

文章主要以我國濟南某金融中心為例，探究給排水設(shè)計的要點。該工程項目地處于濟南中央商務(wù)區(qū)核心的位置，該項目地勢條件較好，實際總用地面積為29 155.9 m2，總建筑面積約為40.9×104m2，其建筑設(shè)施會同時涵蓋酒店公寓式辦公等多項功能，依據(jù)我國綠色建筑二星標準進行設(shè)計，其項目施工圖設(shè)計會包含循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、室內(nèi)給水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)等，酒店吃飯和游泳池以及酒店軟水處理系統(tǒng)等分別交由專業(yè)單位進行深化設(shè)計，并實時進行施工調(diào)試。

2 濟南某金融中心給排水設(shè)計要點

2.1 給水系統(tǒng)

水源主要是應(yīng)用城市管網(wǎng)內(nèi)的給水管，自來水以及中水水壓要求超過0.20 MPa，在市政接入管上方位置安裝低阻力倒房倒流防止器，以DN300給水管作為其區(qū)域的生活水源。消防水泵的性能應(yīng)當達到消防給水系統(tǒng)所設(shè)定的壓力以及流量要求和標準，并且要給洗水泵配置相應(yīng)的驅(qū)動器功率，讓其水泵流量揚程性能曲線的各個位置節(jié)點的運行功率達標。在使用電動機驅(qū)動消防水泵時，應(yīng)當優(yōu)先選擇電動機干式的形式去安裝消防水泵，保障流量揚程性能曲線沒有駝峰或者拐點的現(xiàn)象，以光滑的曲線為主。在零流量的節(jié)點及壓力下，要控制在工作壓力的140%的范圍當中，同時要超過工作壓力的120%。如果其流量是設(shè)計流量的150%，那么其出口壓力要控制在工作壓力的65%的數(shù)值以下。不管是泵軸的材料還是其所選擇的密封方式，均要符合消防水泵處于低流量狀況下運轉(zhuǎn)的標準和要求，并且要保證給水泵組內(nèi)消防水泵型號的一致性，當其為多臺消防水泵并聯(lián)狀態(tài)時，需要及時的校對流量疊加對于消防水泵出口壓力所形成的影響。

2.2 供水方式

若在選擇工作方式時沒有注重項目實際構(gòu)建狀況，只單一性的去探討供水形式的優(yōu)劣點，這種想法是錯誤的。在選擇建筑設(shè)施供水形式時，必須要綜合考慮投資、安全、節(jié)能等多項影響要素，供水安全為供水方式選擇的基礎(chǔ)，建筑施工單位應(yīng)當積極響應(yīng)我國所提出的節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略方案，并以用水特征當作供水方式選擇以及判斷的主要標準，應(yīng)用投資控制當做統(tǒng)籌管理工具。通常狀況下，水箱重力供水形式的水壓會比較穩(wěn)定，相應(yīng)的供水泵運行效率也會比較高，其具備較強的節(jié)能效果。但是這類供水形式往往會占用較大的設(shè)備層以及屋頂層的面積數(shù)值，同時還會增加荷載量，極其容易產(chǎn)生水箱二次污染的問題，所以需要在隔區(qū)位置設(shè)計中間水箱，在車壓的位置區(qū)域設(shè)計減壓閥，一旦產(chǎn)生故障就會形成供水管網(wǎng)安全方面的問題，所以不可將其供水形式投入在沒有設(shè)置避難層的超高層住宅當中。水箱+變頻供水形式能夠有效地降低上層水箱的設(shè)置數(shù)量，其可以較好控制二次污染方面的問題，結(jié)合管網(wǎng)實際用水量，變頻調(diào)節(jié)實際水泵轉(zhuǎn)速，讓其水泵能夠始終處于一種高效地運轉(zhuǎn)狀況。但是供水管內(nèi)水量的波動數(shù)值會比較明顯，若將水箱+變頻供水形式運用在水量變化較大或者水變化不規(guī)律的建筑設(shè)施當中，就會降低水泵的效率，同時其還會耗費大量的能源。用水特征是安全及節(jié)能尤為關(guān)鍵的一類判斷標準，在一些功能較為復(fù)雜的金融中心建筑設(shè)施當中，其會將多類功能集合在一起，對于不同的用水特征會存在不同的收費標準，所以要同時配合上述兩種作業(yè)方式，才能夠保障供水的合理性。

在該工程項目當中，其辦公以及酒店區(qū)域設(shè)置的設(shè)計的秒流量會以平方根法的形式計算為主，但是α系數(shù)后者會超過前者，由此表明其區(qū)域用水的變化數(shù)值會比較大，所以變頻供水的水泵配置以及用水曲線的吻合難度也會比較高，無法讓水泵處于高效的區(qū)域中有效的運行。在酒店區(qū)域會涉及幾種供水供應(yīng)系統(tǒng)，其區(qū)域?qū)τ谟盟畨毫Ψ€(wěn)定性所提出的要求會更為嚴格，所以酒店要進行完善的物業(yè)管理，其24小時都會有用水方面的需要，水箱用水能夠?qū)崟r更新數(shù)值，并且便于其更好地開展相應(yīng)的維護管理工作。因此在酒店區(qū)域使用水箱供水和變頻供水進行對比，水箱供水的優(yōu)勢會更強。在辦公區(qū)域，其區(qū)域的用水量會比較小，并且低谷和高峰的流量數(shù)值差異比較微弱，所以可以使用變頻供水大泵配小水泵等形式作業(yè)，這種供水方式能夠讓其和用水量保持高度的吻合狀態(tài)，同時水泵也可以在高效區(qū)域較長時間的穩(wěn)定化運行。除此之外，辦公區(qū)域全天多半時間不會產(chǎn)生用水，所以水箱內(nèi)的水不能實時更新，辦公區(qū)物業(yè)管理水平和酒店比較會比較差，所以二次水污染的問題概率也會比較高，在辦公區(qū)域應(yīng)用變頻供水的形式會更為合理。住宅物業(yè)管理的保障性會比較差，其對水箱供水的爭議會比較顯著，超高層住宅建筑多層不會設(shè)置避難層，也沒有涉及中間水箱，所以變頻供水應(yīng)用的方式會更為合理。隨著我國建筑技術(shù)水平的提升，學(xué)校、醫(yī)院等一些元素分別加入到金融中心建筑類別的行列當中，所以設(shè)計人員應(yīng)當結(jié)合其元素的用水特征，對其內(nèi)容進行滲透化的探究，制定出相匹配的用水方案。

在給排水系統(tǒng)設(shè)計中，如何劃分生活給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)是尤為重要的工作內(nèi)容，如果其劃分的分區(qū)較少，那么各個區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)壓力數(shù)值就會較高，其節(jié)能性以及安全性就會比較差。若其分區(qū)數(shù)量較多，所應(yīng)用到的設(shè)備數(shù)量也就會變大，這就會在無形之中增大系統(tǒng)的造價數(shù)值，這對其排水設(shè)備的維護工作來說會產(chǎn)生不利的影響。并且在該項目當中能夠看出分區(qū)越多，那么超壓樓層越少，供水管網(wǎng)的安全性能會有較大提升。但是其也會存在著一定的水質(zhì)安全隱患，要綜合對比不同方案的能耗數(shù)值，同時考慮企業(yè)設(shè)施的辦公性質(zhì)。可以應(yīng)用管網(wǎng)疊加供水設(shè)備，采取供水泵變頻的管控形式，減少能源的損耗，降低水箱的數(shù)量，減少投資以及運行的費用，防止其產(chǎn)生二次污染的問題。

2.3 減壓措施

當前，在我國給排水設(shè)計規(guī)范中明確注明，高層建筑生活給水系統(tǒng)需要采取豎向分區(qū)的設(shè)計形式，并且區(qū)分最低衛(wèi)生器具配水位置的凈水壓要控制在0.45 MPa，選擇超過0.35 MPa的入戶管，同時還需要設(shè)置相應(yīng)的減壓閥，其項目在局部超壓樓層設(shè)計統(tǒng)一減壓或者支管減壓等的設(shè)備，使得其在產(chǎn)生故障或者設(shè)備失效時，分區(qū)最低點用水器靜壓數(shù)值要小于0.6 MPa。除此之外，若其建筑設(shè)施當中部分區(qū)域?qū)τ谒|(zhì)要求較高，那么就可以在設(shè)置減壓閥之后增設(shè)電動閥以及壓力傳感器等，這樣如果減壓閥失效或者形成故障，那么壓力傳感器就會直接發(fā)出報警信號，控制關(guān)閉相關(guān)的電動閥，防止其管道超壓對閥后用水點的使用形成不易的影響，實時地把其信號反饋到物業(yè)值班室內(nèi)，及時報警，讓相關(guān)工作人員能夠快速進行設(shè)備維修或者更換掉已經(jīng)失效的減壓閥。

2.4 污廢水排水系統(tǒng)

在設(shè)計排水系統(tǒng)時，必須要確保其排水的順暢度，同時要讓其室內(nèi)保持良好的空氣以及靜謐環(huán)境，特別是對于超高層或者高層的建筑排水立管，其區(qū)域的排水量相對來說會比較大，同時還會形成一定的排水落差。只有科學(xué)合理的設(shè)計排水系統(tǒng)，才能夠讓其現(xiàn)行的給排水設(shè)計達標，設(shè)計專用的通氣立管以及主通氣立管，適度增大排水能力，其對于保護器具水分以及減小排水噪音等方面的作用會比較強，該項目會應(yīng)用雙立管排水系統(tǒng)，并且每間隔5至7層設(shè)置通氣管，讓其和主通氣管相連接，同時還需要在排水立管的底部設(shè)置結(jié)合通氣管，消除污水下落的勢能，保護水封，讓廢污水管在避難層位置處，要采取以乙字彎效能的管控措施。

2.5 雨水系統(tǒng)

在該建筑設(shè)施給排水設(shè)計工作中，其屋面會以重要公共屋面當做參考進行設(shè)計，重現(xiàn)期為10a。超高層建筑雨水立管要對其消毒措施的應(yīng)用效果進行綜合考量，在一些層設(shè)置乙字彎，雨水出水管位置要適時校核流速，如果其流速大于每秒1.8 m。那么就需要在第一個檢查井的位置使用相應(yīng)的消能措施，避免落水壓力較大沖開井蓋。在其建筑設(shè)施的露天廣場區(qū)域，水溝排水的方式和直接安裝雨水斗排水形式進行對比，其優(yōu)勢會更為明顯，線性設(shè)置的水溝和點狀設(shè)置的雨水斗對比，其能夠進一步減少雨水的流動距離，讓雨水能夠在較短的時間內(nèi)流入到溝內(nèi)，有效控制地面的積水深度。水溝當中的排水坡度和地面的排水坡度對比也會比較小，所以水溝內(nèi)的排水坡度能夠進一步降低建筑墊層實際厚度，同時減小結(jié)構(gòu)荷載數(shù)值，節(jié)省大量的資金投入量，水溝收水箅子可以結(jié)合其廣場地面鋪裝靈活性的去設(shè)計，盡可能提高其設(shè)計方案應(yīng)用的美觀程度。另外，在該金融中心地下車庫入口的排水也是尤為關(guān)鍵的一項設(shè)計環(huán)節(jié)，通常情況下，車庫入口以及雨棚自身的露天投影面積并不是特別的大，但是其上方側(cè)墻的面積會比較大，這就會致使其設(shè)計的雨水量較大，所以在設(shè)計時應(yīng)當依據(jù)建筑立面疏導(dǎo)的形式，直接讓雨水能夠?qū)С龅绞彝獾牡孛?，降低地下室的雨水量。盡可能減小排水泵的耗電量，提高其系統(tǒng)的安全性能，不能單一的由建筑專業(yè)自行去設(shè)置排水管，要進行精準的計算，確保雨水斗和落水管能力達標。

2.6 選用管材

在該建筑設(shè)施當中，給排水管道所承受的壓力會比較大，所以只有科學(xué)合理化的選材，才能夠保證給排水的安全可靠性。通常狀況下，給排水管道自身的承壓并不產(chǎn)生任何的問題，并且其薄弱環(huán)節(jié)一般會在管道的接口位置處，因此積水管道立管要選用襯塑或者金屬管，雨水管道要優(yōu)先選擇承壓金屬管，污廢水管道要選擇使用柔性排水鑄鐵管，盡可能統(tǒng)一使用同一個品牌的零部件，這樣其管管道接口的嚴密性以及可曲撓性就會變得更強。

2.7 熱水系統(tǒng)

該建筑設(shè)施要選用集中供熱水的系統(tǒng)作業(yè)，同時使用全日機械循環(huán)供水方式，熱水供應(yīng)系統(tǒng)是封閉形式的熱水系統(tǒng)，應(yīng)用這個循環(huán)的作業(yè)方式。該項目在A3屋面安裝設(shè)置100 m2太陽能平板集熱器，其熱水產(chǎn)水量為每天4.5 m3。在濟南市設(shè)施所處的區(qū)域平均太陽輻射量為每平方米17 447 KJ，所以要使用間接循環(huán)系統(tǒng)，如果熱源供給不足，那么就要實時應(yīng)用鍋爐進行供應(yīng)和補充。選擇使用國標壁厚不銹管S30408的太陽能集熱熱水系統(tǒng)的管材，并使用卡壓等形式進行連接，若小于DN50時，那么就應(yīng)該應(yīng)用全銅閘法，反之則使用銅桿銅芯鑄鐵閘法，管壁不銹鋼的立管要在每個層的位置設(shè)置關(guān)卡，關(guān)卡間距要控制在5 m內(nèi)，固定好管道，其余管材的工作溫度要能夠達到系統(tǒng)工作溫度的要求和標準，及時的試壓并調(diào)整系統(tǒng)。在完成管道和設(shè)備安裝工作任務(wù)后，結(jié)合1.5倍工作壓力，及時開展水壓試驗工作，沖洗管路，并在系統(tǒng)投入應(yīng)用之前進行完善的系統(tǒng)調(diào)試工作。在系統(tǒng)防雷以及接地保護方面，要針對各類金屬構(gòu)件使用直徑為10的圓鋼和建筑壁雷網(wǎng)，讓二者能夠可靠地連接在一起，其他避雷設(shè)施要嚴科依據(jù)我國所推行的規(guī)范標準執(zhí)行，對裸露的管道以及附件及時進行保溫處理。熱水管要選擇使用橡膠保溫材料，厚度要控制在40 mm內(nèi)，應(yīng)用鋁皮的保護殼，結(jié)合其功能劃分控制線的類別，把控制柜安裝在室內(nèi)，區(qū)域環(huán)境溫度控制在0~40 ℃，相對濕度控制在80%以下，安裝周圍不可存在靜電或者強電的磁場，也不可直接將控制柜放置在放射性的場所當中，要留出更為充裕的通風(fēng)散熱空間。在控制柜前面的控件，要能讓柜門完全打開，便于進行維修，后面空間距離要超過100 mm左右，空間距離要超過150 mm，上方距離要大于200 mm。太陽能熱水系統(tǒng)必須選用安全可靠的裝置，同時對產(chǎn)品進行過熱或者防凍等的保護，做好耐熱、沖擊、防雷等一切的安全技術(shù)管控措施。

3 結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟水平的提升，城市的綜合實力也在不斷增強，這就使得大量的高層以及超高層建筑紛紛涌現(xiàn)而出，這些造建筑設(shè)施的造型變得越來越特殊，其功能也會隨之變得復(fù)雜起來。所以在開展項目建設(shè)工作時，需要以給排水設(shè)計工作為切入點，做好建筑給排水設(shè)計工作，在實踐當中總結(jié)吸取經(jīng)驗，選用更為節(jié)能且實用性的技術(shù)，服務(wù)于城市，提高濟南某金融中心給排水的設(shè)計質(zhì)量。