超高層建筑給排水設計范文

導語：如何才能寫好一篇超高層建筑給排水設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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超高層建筑消防系統靜水壓力大，如果只采用一個區供水，不僅影響使用，而且管道及配件容易損壞。因此，供水必須進行合理的豎向分區，使靜水壓力降低，保證系統的安全運行。 （二）消防系統設計應引起重視

超高層建筑引發火災因素多，火勢蔓延速度快，而且撲救困難。因此，超高層建筑消防系統的安全可靠性比地層建筑高。由于目前消防設備能力有限，撲救高層建筑火災的難度較大，所以超高層建筑的消防系統應立足于自救。 （三）管道材料要求高

超高層建筑的排水量大，管道長，管道中壓力波動大。為了提高排水系統的排水能力，穩定管道的壓力，保護水封不被破壞，超高層建筑的排水系統應設置通氣管或采用新型單立管系統。超高層建筑的排水管道應采用機械強度較高的管道材料，并采用柔性接口。 （四）發生事故影響范圍大

超高層建筑的建筑標準高，給排水設備使用人數多，水量大，一旦發生停水或排水管道堵塞事故，影響范圍大。須采用有效的技術措施，保證供水安全可靠，排水暢通。 （五）管道易產生震動和噪音

超高層建筑動力設備多，管線長，易產生震動和噪音，須采取相應的技術措施加以改進。 二、超高層建筑給排水系統設計 （一）生活給水系統設計

1、供水方式選擇 超高層建筑設計中，給水方式的選擇關系到整個給水系統的安全性、可靠性、工程投資、運行費用、維護管理及使用效果，因此給水方式的選擇是至關重要的。現行給水設計通常采用以下3種方式：第一種方式是由市政管網直接供給，第二種方式采用水池水泵房屋面水箱用水點的流程供水，第三種方式采用水池變頻供水設備用水點方式供水。 采用第一種供水方式系統簡單、投資省、安裝維護便利，可充分利用市政給水管網水壓，節約能源，但由于內部無貯備水量，當外網停水時，將使內部斷水，因此供水可靠性差。采用第二種供水方式，因水池、水箱貯備有一定水量，當停水停電時，可延時供水，因此供水可靠，水壓穩定，但不能利用市政管網水壓，能源消耗較大，安裝維護麻煩，投資較大，有水泵振動、噪聲干擾，且易產生供水的二次污染，另外由于增加了屋面水箱，相應地增大了結構荷載。采用第三種供水方式，由于水池貯有一定水量，因此供水可靠，設備布置集中，便于維護管理，同時由于變頻供水設備可根據用戶實際用水情況，通過調節水泵轉速或運行臺數以調節水量，因此能源消耗較少，但是水泵型號較多，選型技術要求高，水泵控制調節麻煩，且投資額較大。

綜上所述，以上三種供水方式各有利弊，不能一概而論，應結合設計項目的實際情況，經綜合考慮，選出最適合的供水方式。

減壓措施

超高層建筑的室內給水系統相對于一般建筑是處于高壓狀態，不穩定因素較多。為防止意外事故的發生以及檢修的需要，系統應當有減壓穩壓組件及相關技術措施。 給水系統上的防超壓措施主要有減壓閥、減壓穩壓消火栓、安全閥、泄壓閥、減壓孔板及節流管等。

給水系統經常用減壓閥進行分區。用來分區的減壓閥有比例式和可調式的。可調式減壓閥的壓力調整范圍一般不大于0.7MPa。對生活給水系統而言，可調式減壓閥的閥前與閥后壓力差不宜大于0.4MPa，要求環境安靜的場所不應大于0.3MPa。一個給水分區內有可能存在超壓的管段，也可以通過可調式減壓閥來減去過剩壓力。管徑大于DN50的管段一般采用先導式可調減壓閥，小于等于DN50的管段一般采用直接式可調減壓閥。消防給水系統與生活給水系統一樣，也常用減壓閥進行分區。不同點在于消防給水系統減壓閥要求成組設置, 即設置備用（單個報警閥例外）。 生活給水系統上的減壓閥可成組設置, 即備用設置, 也可不設備用。當不設備用減壓閥時,要保證減壓閥失效時管道的壓力不超過衛生器具的最大可承受壓力。消火栓給水系統常常在超壓管網上采用減壓穩壓消火栓。

安全閥及泄壓閥一般用于系統壓力最大處，如水泵出口、減壓閥組附近等，閉式熱水系統的壓力容器也用到安全閥。超高層建筑的水泵接合器應安裝安全閥。減壓孔板及節流管可起到減壓限流作用。一般用于管網末端減壓，如水龍頭。由于對流量有影響，配水管上較少采用。消火栓給水系統中, 減壓孔板及節流管一般設于消火栓口或水流指示器前。在自動噴水滅火系統中，減壓孔板孔徑不應小于管道直徑的30％，且不小于200mm。 （二）排水系統設計 1、排水管的承壓

重力排水管是非滿管流，重力雨水管是滿管流，但兩者均不是壓力流系統。因此在考慮排水管的承壓問題時，不能完全按排水立管的高度確定管材的壓力等級。當排水管管徑為DNl50、立管高度100m時，如果壓強達到0.1MPa，即使管道內有堵塞物，也會被如此大的壓力沖走，很難停留，所以我們認為排水管管材選用0.1MPa的壓力等級是安全的。在實際的項目中，超高層建筑主樓屋面的特點是面積不大但高度很高，為了更安全可靠，重力雨水管往往采用了壓力等級更高的金屬管材。 2、單立管排水

一般特殊的單立管排水系統適用于以下情況：排水立管設計流量大于普通單立管排水系統排水立管的最大排水能力；住宅、賓館和衛生間較小的公共建筑；衛生間或管道井面積比較小的建筑；要求降低排水水流噪聲和改善排水水力工況的場所。而超限高層建筑的客房層通常都能上下對齊，但建筑面積有限，又要滿足五星級房間面積的要求，客房的管井面積會比較緊張，可選擇特殊單立管排水系統。特殊單立管排水系統與普通排水系統相比，可節省專用通氣立管，有良好的排水和通氣能力，可減少排水水流下落時因沖擊、紊流而引起的噪聲。但是在立管匯合時，需要采用特殊配件的接頭，接頭的尺寸會較大。 3、雨水系統及空調冷凝水系統

高層住宅樓的屋面雨水及陽臺雨水通常單獨設置立管排放，空調冷凝水及空調機隔板雨水也由專門管道收集后一起排放。一些戶型專門為空調機設計凸窗，將空調放置在凸窗下，而空調機的隔板即為下一層的凸窗，在這情況下，設計時考慮空調機隔板的雨水排放孔設在側面，即從側面接一管子接入立管，使得空調機隔板的雨水順利排放而不會流至樓下。 （三）消防系統設計 1、消火栓系統

超高層建筑的消火栓系統在絕大多數情況下只能采取臨時高壓給水系統的供水方式，一般采用水泵、減壓閥或減壓水箱進行分區。以42層住宅樓為例，消火栓系統分區如下：1～20層為低區,由地下室的消火栓泵減壓供水；21～42層為高區，由消火栓泵直接供水。這樣分區的優點在于管路和控制系統簡單，所占管井較少，不需要占用設備層，但對減壓閥的質量要求較高，減壓閥需備用。

自動噴水滅火系統

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關鍵詞：超高層建筑 給排水設計 消防設計

中圖分類號：S276文獻標識碼： A

1、工程概況

國民經濟的不斷發展，超高層建筑越來越多的出現在人們的視線當中。對于超高層建筑的給排水及消防設計，也不斷的在工程實踐當中進一步完善。本項目為綜合公共建筑，包括高檔辦公、五星級酒店、會議中心及游泳池等娛樂設施。該工程總建筑面積約26 萬m2 ，其中地上建筑面積19．4 萬m2，地下建筑面積6．7 萬m2。建筑層數北樓為地上54 層，南樓為地上36 層，建筑高度南樓180．4 m( 36 層頂結構連梁高度) ，北樓203．55 m。地下共6 層，地下6 層為人防，地下2 層～ 5 層為車庫，地上1 層～ 7 層為裙房。塔樓部分以北樓為例，其中7 層，22 層，38 層為避難層。8 層～33 層為辦公層， 35 層～ 53 層為酒店層。下面以北樓為例介紹一下該項目建筑給排水及消防系統設計。

2、給水系統設計

2． 1 水源

由市政給水管網引入兩根DN250的給水管道，管道供水壓力為0.35MPa,給水管道進入紅線后設生活用水水表。

2． 2 生活給水系統

（1）地下室及1 層給水均由市政直供。

（2）北樓其余樓層的給水系統豎向分區為四個區: 2 層～ 6 層為一區，7

層～ 17 層為二區， 18 層～ 33 層為三區， 34 層～ 53 層為四區; 一區采用變頻供水，其余區域采用低位水箱―水泵―高位水箱供水方式，并按規范要求靜壓不超過0．35 MPa 設置減壓閥。

2． 3 冷卻塔補水系統

冷卻塔補水由地下4 層生活消防泵房內變頻泵供給，Q =50 m3 /h，H = 60 m。

3、生活排水系統設計

（1）本樓采用污、廢水分流制排放。

（2）所有污廢水經室外污水檢查井后排至市政污水管網。

（3）本樓排水采用專用通氣立管通氣排水; 立管設置檢查口。

（4）洗衣房排水及鍋爐房排水設置降溫池。

4、雨水系統設計

（1）裙房屋面雨水采用虹吸排水系統，需滿足50 年重現期雨水排水要求。

（2）主屋面雨水采用重力流排水，屋面雨水排水系統考慮溢流，滿足50 年重現期雨水排水要求。

5、消防給水系統設計

北樓建筑高度約為203．55 m，按一類高層建筑進行消防給水設計。火災延續時間按3 h。消防初期水量18 m3 ，儲存在本工程北樓屋面消防水箱間內。地下室消防水池內儲存3 h 室內消防用水及1 h 噴淋用水850 m3。消防用水量見表1。

表1 消防用水量

消防系統類別 用水量/L?s-1 火災持續時間/h

室內消防栓系統 45 3

室外消防栓系統 30 3

普通噴淋系統 35 1

泡沫-噴淋系統 100 1

大空間自動滅火系統 10 1

(1)本工程室外消防給水水量為30 L/s，室外消防給水管網在建筑紅線內形成環狀，室外消火栓沿消防車道布置，其保護半徑不大于150 m，間距不大于120 m，并保證室內消防水泵結合器40 m 范圍內有室外消火栓。

(2)本建筑室內消防系統采用臨時高壓制，豎向分為兩個區，－ 6 層～ 21 層為低區， 22 層～ 54 層為高區，每區設一套消火栓加壓水泵，一用一備，超壓部分( － 3F ～ 2F，7F ～ 16F， 22F ～ 29F，35F ～52F) 設減壓穩壓消火栓。低區泵房內設置消防水池，高區于38 層避難層設置消防轉輸水箱，水箱有效容積為110 m3。

(3)室外設地上式消防水泵接合器與室內消火栓給水管網相連。

6、自動噴水滅火系統

（1）本樓地下室及主樓均設自動噴水滅火系統，主樓為中危險Ⅰ級，噴水強度為6 L/( min?m2 ) 、作用面積為160 m2。1 層門廳采用大空間自動水滅火裝置，用水量取10 L/s。地下汽車庫采用泡沫―水噴淋系統，噴水強度為6．5L/( min?m2 ) 、作用面積為465 m2 ，噴淋用水量取100 L/s。水噴淋系統的火災延續時間按1 h 考慮。

（2）噴淋系統豎向分為兩個區，－ 3 層～ 28 層為低區， 29 層～54 層為高區，每區設一套噴淋加壓水泵，一用一備。水源來自地下2 層消防蓄水池，高區設置消防轉輸水箱。火災初期用水由屋頂水箱供給。

（3）地下車庫設置泡沫噴淋為一個系統，地下1 層及其以上設自動噴水系統，噴淋供水管由消防泵房內的噴淋泵供給，報警閥間設濕式報警閥，水箱間內的消防、噴淋穩壓設備維持平時壓力。地下車庫一夾層車道出入口處的防火分區設置預作用自動滅火系統，并應按要求設置電動閥和快速排氣閥。

（4）44F ～ 49F 噴淋管上設置60 mm 孔板， 29F ～ 34F 噴淋管上設置55 mm 孔板，8F ～ 16F 噴淋管上設置50 mm 孔板。

（5）噴頭溫度采用68 ℃，廚房部分采用93 ℃。有吊頂的房間均采用DN15 裝飾型閉式玻璃球噴頭，無吊頂房間及地下室均采用DN15 直立型K = 80 閉式玻璃球噴頭( 朝上安裝) 。客房及辦公間內設置邊墻型閉式噴頭，K = 115。直立型噴頭濺水盤距頂板不小于75 mm，不大于150 mm。

（6）室外設地上式水泵接合器，與自動噴水泵出水管相連，并設各系統區分的標志。

7、建筑滅火器配置

本工程各層均設置滅火器系統，本建筑屬嚴重危險級，火災種類為A 類，局部為C 類或帶電火災，地下車庫按B 類中危險級考慮，采用手提式磷酸銨鹽干粉滅火器滅火，且滅火器均附設在消防箱內。地下室消火栓箱間距大于12 m，按保護距離不大于12 m 增設滅火器。地上消火栓箱間距大于15 m，按保護距離不大于15 m 增設滅火器。樓層每具消防箱內設磷酸銨鹽干粉滅火器兩具。型號為: MF/ABC5，每具5 kg，地下車庫每具消防箱內設磷酸銨鹽干粉滅火器兩具。局部增加放置滅火器箱，箱內設磷酸銨鹽干粉滅火器兩具。型號均為MF/ABC5，每具5 kg，充裝方式為儲壓式。高低壓變配電室設置推車式磷酸銨鹽干粉滅火器。

8、管材選擇

8．1 生活給水管

生活冷水、熱水管道采用內襯不銹鋼復合鋼管，DN100 以下采用絲扣連接，DN100 及以上采用卡箍連接。熱水管道采用銅管，焊接。管件采用與管材相同材質、公稱壓力不小于2．0 MPa。

8．2 排水管道

（1）排水采用柔性接口排水鑄鐵管，采用法蘭承插A 型接口，順水進水三通，所有管件與管材成套供應。立管底部牢固支撐。

（2）與潛水排污泵連接的管道，除水泵出口采用一段橡膠夾布軟管外，均采用內涂塑鋼管，接口同給水管。

（3）虹吸雨水管管材和管件采用高密度聚乙烯管( HDPE) 粘結。管材需滿足滿水試驗要求。管道公稱壓力1．00 MPa，承受負壓能力不小于0．07 MPa。

（4）水箱水池溢、泄水管均采用內外涂塑鋼管，接口同給水管。

8．3 消防給水管道

（1）消火栓給水管道采用熱浸鍍鋅焊接加厚鋼管，DN≤80 絲扣連接，DN ＞ 80 采用鍍鋅無縫鋼管，溝槽式卡箍連接，閥門及拆卸部位采用法蘭連接。管道公稱壓力為2.5 MPa。

（2）自動噴水管采用內外熱鍍鋅焊接加厚鋼管，絲扣或溝槽式機械接口。管道公稱壓力為2．5 MPa。

9、結語

該項目是一個以酒店、辦公為主的綜合性超高層建筑，筆者在該項目建筑給排水設計過程中總結了如下幾點:

（1）給水系統設計中，主要采用了水池―水泵―水箱―用戶的供水方式，此供水方式更加安全可靠，水壓恒定，關于水箱水質二次污染問題，本工程采用水箱自潔消毒裝置來處理水箱供水水質。

（2）排水系統設計中，塔樓排水立管高度在160 m 以上，污廢水在立管中流速過大引起立管中氣壓劇烈變化，導致立管底部正壓過大，橫支管處負壓過大，引起水封破壞，在22 層、38 層分別設置排水立管消能裝置。

（3）雨水系統設計中，雖然裙房屋面面積不大，但由于兩塔樓高度比較高，北樓塔樓達160 多米，側墻匯水面積很大，所以采用虹吸雨水排水系統，利于雨水的快速排除，同時屋面設置雨水斗數量大大降低。

（4）消防系統設計中，消火栓系統與自噴系統高低區分區時考慮采用38 層消防水箱直接重力穩壓，將高區下面幾層適當降低。根據當地規定，地下車庫停車數量超過300 輛必須設置泡沫噴淋滅火系統，所以本工程車庫設置泡沫噴淋滅火系統。為了避免冬季冰凍影響消防，地下1 層包含對外汽車坡道的防火分區設置預作用噴淋滅火系統。本工程消防高區設置了水泵接合器，考慮到一般消防車供水壓力只有1 MPa 左右，在22 層避難層設置接力泵，高區水泵接合器使用時打開接力泵供水。

參考文獻:

［1］ GB 50015-2003，建筑給水排水設計規范( 2009 版) ［S］．

［2］ GB 50045-95，高層民用建筑設計防火規范( 2005 版) ［S］．

［3］ GB 50084-2001，自動噴水滅火系統設計規范( 2005 版) ［S］．

［4］ GB 50140-2005，建筑滅火器配置設計規范［S］．

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關掛詞：超高層建筑；分區供水；同層排水；消防系統

1 工程概況

該工程是由兩幢超高層商務寫字樓組成的雙塔型建筑，該項目用地面積約15506m2，樓高130.85m，主體地上32層，地下2層，總建筑面積超過12萬m2。地下2層為機動車停車庫并設有消防水池，水泵房，變配電間等設備用房，部分設有人防；地下1層主要為汽車庫，員工食堂，高配室等設備用房；l層為辦公大堂，商業用房；2層為餐飲；3層為會議；4～32層為辦公用房。其中；4層有避難平臺，18層為避難層。

2給水系統

2.1日用水量

由于本項目為高檔寫字樓，參照有關資料高檔智能寫字樓每人占14m2筑面積計算。辦公總人數定為5040人。用水量計算見表1。

表1用水t計算表

2.2 給水系統分區：

地下2層至3層（餐飲、商店）由市政水直接供給。

4至32層（主要為辦公），采用變頻加壓供水，分為4區：

4至10層，采用低區變頻加壓設備減壓供水；

11層至17層，采用低區變頻加壓設備加壓供水；

19層至25層，采用避難層無負壓變頻給水加壓設備減壓供水；

26層至頂層，采用避難層無負壓變頻給水加壓設備加壓供水。

這樣的給水分區保證各分區管網的靜水壓力不超過0.45MPa。

3排水系統

系統采用雨、污分流制。

室內采用廢、污合流，廚房廢水須經隔油池處理，根據杭州市人民政府公文處理簡復單第19195號室外不需設置化糞池，污、廢水在基地內合并一起在排人市政污水管網前設污水格柵井處理。

本工程衛生間采用同層排水技術。坐便器、小便器后建筑都做了175mm厚的假墻，壁掛式坐便器的隱蔽式水箱在此假墻內安裝，排水支管也在此假墻內敷設。地漏采用同層排水專用橫排地漏，施工時此地漏需預埋于結構板里30mm，地漏的水封高度不小于50mm。衛生間排水立管采用柔性離心鑄鐵排水管，加強型不銹鋼式卡箍連接。此管具有強度高、接口可曲撓、抗震、快速施工等優點，在超高層建筑中使用很普遍。

4消防系統

4.1 工程消防用水量見表2。

表2消防用水量表

大空間智能型主動噴水滅火系統，管網與自噴給水管網綜合設置，水量不計人消防水池的容積。

4.2消防水池、避難層消防接力水箱、及屋頂消防水箱

消防水池位于地下二層消防泵房內，容積按3h的室內消火栓用水量及1h的自噴水量考慮，容積為540m3，。消防水池分為兩格，以便水池檢修、清洗時仍能保證消防用水的安全性。

在A、B座18層避難層設置設備層，設備層各設置60m3消防接力水箱一座。A、B座屋頂均設有18m3的消防水箱，儲備火災初期10min的消防水量。在水箱間設有噴淋系統、消火栓系統消防增壓穩壓設備各一套。

4.3室外消防采用低壓制

本工程自市政給水管11號路及13號路室外環網引DN150mm給水管各一根，繞區域呈環網，室外消火栓按小于120m間距設置；滿足室外消防用水量要求；火災時由城市消防車前來施救。

4.4室內消火栓系統

消防水池及低段消火栓泵位于地下室2層。消火栓水分高、低兩段。低段為地下2層至17層，高段為18層至頂層。低段由消火栓泵直接供，分為兩個區，其中地下2層至7層為低區（由減層水壓閥減壓供水）,8層至17層為高區（直供）。高段由設于避難層的消火栓接力泵加壓供水，分為兩個區，其中18層至25層為低區（由減壓閥減壓供水）,26層至頂層為高區（直供）。消防豎管布置保證同層相鄰兩個消防栓水槍的充實水柱能同時達到被保護范圍的任何部位。消火栓的充實水柱不小于13m，除消防電梯前室的消火栓外，其余消火栓均配有消防卷盤。

低段管網的高低區分別設置消防水泵接合器。消火栓系統原理圖，見圖1。

圖1消火栓系統原理圖

4.5室內自動噴淋系統

自動噴淋系統的火災危險等級，除汽車庫及商場為中危險級Ⅱ級以外，其余均為中危險級I級。除建筑面積小于5m2的衛生間及不宜用水撲滅的部位外，均設置噴頭。

消防水池及自動噴淋泵位于地下室2層。供水分高、低兩段。低段為地下2層至18層，高段為18層至頂層。低段由自動噴淋泵直接供水。高段由設在地下2層的自噴轉輸泵供水至避難層的60m3消防接力水箱，再由避難層設備間的噴淋接力泵加壓供水。

每個報警閥組供水的最高與最低位置噴水，其高程差不大于50m。

每個報警閥組控制的噴頭數不超過800個。

低段報警閥組設于地下2層消防水泵房內。高段報警閥組設于18層避難層設備間。水流指示器按樓層及防火分區設置。每個水流指示器前設信號閥。

高低段管網分別設置消防水泵接合器。自噴系統原理圖，見圖2。

圖2自噴系統原理圖

4.6大空間智能型主動噴水滅火系統

裙房3層高（吊頂高度13m）的中庭設有標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置。此系統設有3只ZSS一25型自動掃描射水高空水炮，每只流量5L/s，設計總流量為巧15L/s，持續噴水滅火時間按lh計。此系統與濕式自動噴水滅火系統的管網綜合設置，低段自噴泵流量和揚程均能滿足本系統的要求。此系統設有獨立的信號閥和獨立的水流指示器，在自動噴水滅火系統濕式報警閥前將管道分開設置。自動掃描射水滅火裝置和自動掃描射水高空水炮滅火裝置的智能型紅外探測組件與高空水炮為一體設置，一個智能型紅外探測組件只控制一個高空水炮。

4.7藥物消防

根據消防規范，建筑物各層相應部位均設置磷酸錢鹽手提式滅火器，作為輔助消防設施。5設計中的問題探討

(1）由于衛生間同層排水支管采用HDPE排水管，排水立管采用柔性離心鑄鐵排水管，支管與立管是不同的管材，施工中應做好支管與立管的連接。

(2）超高層建筑因其高度超過城市消防車的救火高度，其消防系統相對于一般的高層建筑來說更依賴于自救，消防要求更加嚴格。根據《自噴噴水滅火系統設計規范》第10.4.2條，當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時，應采用增壓措施。本工程自噴系統的高段屬于水泵接合器供水能力不能滿足之處，高段由設在地下二層的自噴轉輸泵供水至避難層的60m3消防接力水箱，再由避難層設備間的噴淋接力泵加壓供水。國家規范中沒有對接力水箱的大小給出一個量化的規定，消防接力水箱的容積各地也不相同，本工程的選用水量為上段室內消火栓系統與自噴系統的10min用水量（(40L/S+30L/S)×60s×10=42m3）和低段的屋頂水箱18m3之和。

某市的一些超高層建筑此水箱容積僅18m3，為自噴系統的10min用水量30L/S×60s×10=18m3，。這樣的設計也是合理的，低段的屋頂消防水箱18m3可由高段屋頂消防水箱18m3減壓供給。消火栓系統的高段也是屬于水泵接合器供水能力不能滿足之處，但現行的消防規范并沒有規定像自噴規范那樣采用增壓措施，所以本工程沒有設消火栓轉輸泵，但是消防接力水箱的容積考慮室內消火栓系統的10min用水量，消火栓系統的高段采用消防接力水箱聯合消火栓接力泵加壓供水。接力水箱的容積在設計前應與消防部門協商后確定，采用60m3消防接力水箱串聯供水相對更安全可靠。

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摘 要:隨著我國城市建設的快速發展,高層以及超高層建筑不斷涌現使得越來越多的人對建筑的給水、排水系統以及消防系統的設計和應用有了更高的要求。因此本文對超限高層建筑的給排水設計進行研究。

關鍵詞:高層建筑;給排水設計

一、超限高層建筑給水系統設計 表1 常見超限高層建筑給水方式

(一)串聯給水方式

由于超限高層建筑的層數較多,為了能夠確保給每一層用戶提供正常生活以及工作用水,常采用串聯給水方式。這種方式不僅能夠減少豎向立管,節約管材用量以及機房的面積,而且還能減小給水泵的壓力,提高了給水系統的工作穩定性以及經濟性。

(二)并聯給水方式

并聯給水方式的水泵相對集中,為了不占用樓層面積通常布置在超限高層建筑的地下室中,便于后期的維護工作。但是并聯給水方式需要增設豎向立管,而且高壓泵的壓力很高,需要結合避難層,設置傳輸水箱以及水泵。因此為了獲得更加經濟的效果,目前超限高層建筑的給水系統通常是將并聯給水方式與串聯給水方式相互配合使用。

(三)高位水箱和變頻泵

在超限高層建筑的供水系統設備當中高位水箱和變頻泵有著非常重要的作用。其中高位水箱的供水特點主要是將自來水儲存在水箱當中,然后再輸送到各個用水點,在此過程中主要是依靠高位水箱的重力差實現供水;而給水泵則是利用水泵直接將自來水輸送到各個用水點,整個過程主要通過電力進行供水。由于高位水箱在使用過程中擁有更加安全、可靠以及節能的優勢,所以在超限高層建筑中的應用最為普遍。

二、超限高層建筑排水系統設計

超限高層建筑排水系統設計包括生活廢水、污水以及屋面雨水的收集和處理系統。主要分為室內排水和室外排水系統兩大類,其中室內排水對于生活廢水、污水的收集有分流或者合流兩種形式,在設計時需要根據建筑所在城市的排水制度進行最終確定。以下就對超限高層建筑的排水系統設計進行探討:

(一)排水管的承壓

重力排水管屬于非滿管流,重力雨水管屬于滿管流,而且兩者均不屬于壓力流系統,在設計承壓力等級時不能單方面的以排水管高度進行判斷。而且由于于超限高層建筑受到高度以及層數的影響,為了確保排水系統的安全性以及穩定性,重力水管通常采用承壓力較高的金屬管材,例如襯塑鋼管以及加厚的不銹鋼管。

(二)單立管排水

現階段超限高層建筑常見的單立管排水系統可以分為蘇維托系統、螺旋管/細長接頭系統以及螺線管系統,以下就對三種常見的單立管排水系統進行對比分析:

表2 三種常見單立管排水系統對比

(三)消火栓系統

根據《高層民用建筑設計方法規范》中的有關規定,當高層建筑的高度超過250m時,需要采取特殊的防火設計。高層建筑的消火栓系統分為室內、室外兩種,室內的消火栓系統應該配合高壓或者臨時高壓給水系統,通常采用二次加壓的形式使高層水壓達到消防要求,當搞高層建筑消火栓超壓后,還建應該考慮使用減壓穩壓消防栓;室外低壓給水管道的消火用水量不應該小于0.10MPa。高層建筑消火栓系統用水量如下表3所示:

表3 高層建筑消火栓系統用水量表

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關鍵詞：超高層商住樓；排水設計；探討

中圖分類號：TU208 文獻標識碼： A

引言

超高層建筑是指建筑高度>100m的高層民用建筑，代表民用建筑最先進的材料應用和技術水平。超高層建筑有別于多建筑，具有層數多、高度大、功能復雜、用水要求高、排水量大等特點，超高層建筑商住樓給排水的設計質量同居民生活的安定性有著必然的聯系，所以，我們要加強對超高層住樓的給排水設計的優化。

一、超高層建筑的特點

超高層建筑在大中城市存在最大優點，是可以節約大量的土地，能在有限的地面空間中爭取到更多的建筑空間，并有利于節約市政設施和提高辦公生活效率。將節約下來的土地用作交通、綠化用地或辟為城市開放空間，將使城市人居環境大為改善。同時，智能化的超高層建筑造型挺拔，還可豐富城市景觀，提供標志性建筑。對給排水設計而言，超高層建筑具有高度高，業態多樣復雜，人員密集，火災危險性大，疏散及火災撲救困難，建設周期長、難度大，生活及消防給水系統豎向分區多，設備運行及管道系統承壓要求高以及各系統管理維護難度大等特點。超高層建筑的給排水系統應根據建筑高度、用途、衛生安全、使用要求、材料設備性能、維護管理、經濟節能等因素確定。

二、給水設計

在超高層給水設計中，系統方式的選擇是關鍵問題。若市政給水入戶水壓能滿足底部n層的水壓要求，則底部n層均由市政直接供水，n層至頂層用水則需二次加壓供給。超高層二次加壓供水的系主要從事建筑給排水工程設計。統方式有4種。

1、水泵加壓串聯供水方式

100m以下：低位水箱-變頻供水水泵-100m以下用戶；100m以上：低位水箱-變頻轉輸水泵-變頻串聯水泵-100m以上用戶。

優點：中間設備層不設置轉輸水箱，節省空間，適用于設備層無法設置轉輸水箱的建筑。缺點：安全性低，如高區由2組泵串聯供水，其中1組停用則高區停水，一般不采用。

2、轉輸水箱和分區變頻水泵供水方式

100m以下：低位水箱-變頻供水水泵-100m以下用戶；100m以上：低位水箱-工頻提升水泵-轉輸水箱-變頻供水水泵-100m以上用戶。

優點：此方式供水可靠，分區轉輸，解決設備及管道承壓大的問題；供水設備集中放置，便于管理；變頻供水綠色節能；適用垂直高度為多種業態，且業態與設備層分隔不一致的建筑。缺點：該方式需設低位和轉輸水箱，易產生二次污染，占用空間多；高區泵設在夾層，使用頻率高，會對上下樓層產生影響。

3、水箱重力供水方式

100m以下：低位水箱-工頻水泵-轉輸水箱-重力供給100m以下用戶。100m以上：低位水箱-工頻水泵-轉輸水箱-工頻水泵-屋頂水箱-重力供給100m以上用戶；兩區通過減壓閥分區供水。系統原理圖見圖3。

優點：此方式有水箱，供水可靠性好；分區轉輸，解決設備及管道承壓大的問題。缺點：需3組水箱，易產生二次污染；轉輸水泵設在夾層，會對上下樓層產生影響；且100m以上的建筑是將水提升至屋頂水箱，再通過減壓閥減壓供水，相對變頻供水耗能；屋頂水箱負荷重，增加對結構和建筑功能布局的影響。

4、變頻泵和水箱聯合供水方式

100m以下：低位水箱-變頻水泵-供給60m以下的用戶；60～90m：中間轉輸和供水水箱-重力供給60～90m用戶；90m以上：低位水箱-工頻水泵-轉輸水箱-工頻水泵-屋頂水箱-重力供給90m以上用戶。系統原理圖見圖4。

此種方式設置轉輸水箱，低區由變頻泵供水，高區水箱重力供水，有其兩者的優點，適用于垂直高度為多種業態，高區對供水穩定要求高，且業態分隔與設備層分隔一致的建筑。設備層設置工頻補水水泵，泵數量少，使用頻率低，對上下樓層影響較小。

三、高層建筑排水系統設計

合理的管道通氣系統影響著高層建筑的排水功能。所以，在高層建筑中要完善通氣排水系統，為了能快速排除污水，就得合理的布置管道，要保持穩定管道內部的氣壓，防止管道阻塞，安裝的時候要選擇防振的、牢固的管道，避免發出噪聲，影響居民正常生活。

1、設立透氣管道

高層建筑應該設立透氣管道，因為生活污水的排出水管的水流速度比較小，而污水進水管的水流速度比較大。產生的壓力集聚在管道的底部于是出現正壓區，靠近管道底部的衛生用器在正壓區的壓力作用下會遭到一定程度的破環，衛生用器常出現氣泡上翻的現象。建立透氣管道，不僅可以平衡管道內的氣流量，正壓區的壓力也會被降低，還可以消除衛生用器發生的氣泡現象。

2、選擇合適的衛生設備

在高層建筑衛生器具的選擇和布置上，要了解當地的民風民俗習慣，再結合衛生間的實際形狀、大小等，進行合理的選購、科學的布置，盡量在使用的時候方便舒適。在衛生器具的布置上，特別要注意的是坐便器位置的排水口設置，市場上的坐便器種類繁多，大小不一，各型號的坐便器對排水口的位置要求不一，應該合理預留位置，方便坐便器設置排水口，最大程度的滿足居民的生活質量要求。

3、合理布置排水管道

高層建筑的底部被架空，建造商鋪或者商場，為了不對底層功能的使用造成不必要的影響，應該在底層就進行上部分排水管道的轉換。很多事例表明把所以排水管道聚集到一根大橫管道上進行整棟樓的排水，那是非常不科學的，因為一旦大橫管道破裂或者被堵塞，就會對整棟樓的正常生活造成很大的不便。合理布置排水管道，高層建筑的住宅內部使用的排水管道比較復雜，所以底層的連接衛生器的排水管道應該獨立排出，如果需要進行轉換，可以把底層的衛生器具直接接到大橫的排水管道上。

4、地漏的正確處理

高層建筑的排水系統中，地漏是其中一個不可忽視的環節，地漏的設置是為了對地面的積水進行排除。在高層建筑的住宅中，大都是在衛生間設置地漏，廚房視情況設置，因為廚房只會有少量的水濺到地面，不會造成大面積的積水，用抹布或拖把就可以清理干凈。在衛生間設計的地漏地板下沉300m m -500m m 之間，在本層就可以布置橫管排水，在管道下部就設立防水層，就可以直接在本層解決漏水和堵塞的情況。

四、消防設計

1、超高層室外消火栓水泵接合器設置的要求

對于不設設備層或避難層的超高層建筑而言，基于《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2005年）（以下簡稱“高規”）第7.4.6.5條“消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00MPa，當大于1.00MPa時，應采取分區給水系統”的規定，其消火栓系統大多采用臨時高壓給水系統的供水方式。超高層建筑消火栓系統，一般采用水泵、減壓水箱及減壓閥進行分區。用水泵分區是指每個分區分別設置消防泵，即并聯系統。出于經濟及減壓閥產品功能質量不斷提高的因素考慮，減壓閥用于消火栓系統分區越來越廣泛。民用專用消防泵的揚程一般都不大于2.0MPa。

2、超高層室外消火栓水泵接合器設置存在的問題

目前中國多數地區均配置普通水罐消防車，少數地區配置高低壓泵水罐消防車，極少數地區配置高低壓泵水罐消防車。對于多數超高層建筑設置高區水泵接合器（地區配置普通水罐消防車），消防車只能滿足高區凈高差120m以下部分的揚程需求，對于高于120m以上的部分無法通過室外消防車進行加壓滅火。

3、超高層的室外水泵接合器設置的解決方法

對于重要的超高層建筑，如商住樓，均設置避難層，在避難層均設置高區接力泵和消防轉輸水箱。高區消防的水泵接合器直接接入消防轉輸水箱，高區消火栓接力泵設置為柴油泵，滿足斷電時仍能正常運轉，由此能解決高區120m以上部分無法通過室外消防車進行加壓滅火的問題。

4、消防給水系統增壓設施的設置

在高層建筑消防給水系統設計中，為了保證火災初期滅火壓力的需要，常在

消火栓系統的高位水箱出水管上設置增壓設施，一般由增壓泵和氣壓罐組成。增壓設施的設置增加了消防供電及控制回路的敷設長度，同時也給日常的運行和維護管理帶來很大不便，設備運行時產生的振動及噪聲若處理不當，還會干擾頂層住戶的正常生活。

5、商住樓自動噴水滅火系統的設計流量

高層住宅樓底部若干層作為商場、餐廳等商業場所時，由于噴淋管網規模較

大，噴頭及管道布置受到功能分區及結構柱網等的影響，因而設計工作比較繁瑣，有些設計人員在設計時便盲目地將中危Ⅱ級自動噴水滅火系統的設計流量取為30L/S或26L/S。其實不同工程噴淋管網的具體情況如噴頭間距、管網規模、管道布置等各不相同，設計流量會相差很大，布置不合理時可能會>30 L/S。

結束語

總而言之，近年來由于城市用地日益緊張，土地資源已經很難滿足人們生產生活的需要，超高層建筑的興建將成為必然趨勢。因此，對超高層建筑給排水工程的設計、 施工、 維修和運行管理的要求也越來越高。 尤其是超高層商住樓的給排水設計更是一個挑戰，我們要加強此方面的思考。

參考文獻

[1]王曙春.超高層商住樓的給排水設計探討[J] .《中國市政工程》，2014，（4）.

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對給排水設計而言，超高層建筑具有高度高，業態多樣復雜，人員密集，火災危險性大，疏散及火災撲救困難，建設周期長、難度大，生活及消防給水系統豎向分區多，設備運行及管道系統承壓要求高以及各系統管理維護難度大等特點。超高層建筑的給排水系統應根據建筑高度、用途、衛生安全、使用要求、材料設備性能、維護管理、經濟節能等因素確定。

2生活給水系統

《民用建筑設計通則》（GB50352-2005）第3.1.2條對超高層建筑的定義做了明確規定：“建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。”對生活給水系統而言，100m的建筑高度并非劃分系統的一個界限。高度接近100m的高層建筑與高度150m以內的超高層建筑在給排水系統設計上是類似的。而100m左右的超高層與200m或以上的超高層在給排水設計上則可能有很大不同。《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-952005年版）第1.0.5條規定：“當高層建筑的建筑高度超過250m時，建筑設計采取的特殊防火措施，應提交國家消防主管部門組織專題研究論證。超高層建筑可能是功能單一的住宅樓、辦公樓，也可能是含有多種功能的帶裙房的綜合建筑群。根據不同的場所，我國的生活用水大致分為居民用水、行政事業用水、經營服務用水、特種行業用水等。設計應根據當地供水部門按不同的用水分類制定的收費標準，設置不同的給水系統，同時確定各個給水系統的供水方式。《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（2009年版）（以下簡稱“建規）第3.3.6條：“建筑高度超過100m的建筑，宜采用垂直串聯供水方式”。對不同功能或多功能組合的超高層建筑，應視具體情況具體分析，選擇最合理的供水方式。建筑生活給水系統應按不同性質的用水區域分別設置。例一：某公寓樓共61層，8層及以下為汽車庫及商業用途的裙房，建筑高度209m。生活給水分區如下：1區為－3～2層，由市政給水管網供水；2區為3～13層，由地下二層生活水箱+2區變頻泵供水；3區為9～14層，由地下二層生活水箱+3區變頻泵供水；4區為15～22層，由設在29層的中間水箱供水；5區為23～38層，由設在29層的中間水箱+5區變頻泵供水；6區為39～51層，由設在29層的中間水箱+6區變頻泵供水；7區為52～61層，由設在29層的中間水箱+7區變頻泵供水。“建規”第3.3.4條規定：“衛生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”；“建規”第3.3.5A條規定：“居住建筑入戶管給水壓力不應大于0.35MPa”。據此，給水壓力大于0.45MPa的裙樓衛生間給水管，給水壓力大于0.35MPa的塔樓入戶管均設減壓閥減壓供水。本案所選供水方式主要考慮以下幾點：⑴3～7區系統均為垂直串聯供水方式；設在29層的中間水箱既作為4區的供水調節水箱，又作為5～7區水泵的取水水箱，擔負了調節和轉輸雙重功能。⑵向3～7區供水的中間水箱和變頻泵則集中設置在28、29層，這樣，既便于集中管理，又節省供水設備占用的空間。⑶各給水分區的管道及設備運行工作壓力均小于1.6MPa，生活給水系統所選用的管材及設備的耐壓等級與100m以下的高層建筑沒有區別，供水可靠性高。例二：某住宅小區工程一期含4棟45層超高層純住宅樓，層高為3.4m（1#、2#樓）及3.5m（3#、4#樓），建筑高度157m（1#、2#樓）及163m（3#、4#樓）。豎向設四個給水分區：1區負責地下二層及地上一層，2區負責二～十八層，3區負責十九～三十三層，4區負責三十四～四十五層。1區由市政管網經基地環狀管供水；2～4區由生活水箱+變頻供水設備聯合供水。2～4每個給水分區設一組變頻供水設備。各給水分區配水點水壓如超出0.35MPa，則設減壓閥減壓供水。選擇此種供水方式是考慮了以下因素：⑴變頻供水較屋頂水箱的供水方式衛生條件好。⑵變頻供水設備設在地下二層，對住戶影響小。⑶供水泵組所負擔的住宅層數受給水器具的承壓能力的限制。“建規”第3.3.4條規定：“衛生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”。⑷由于本工程無設備層，因此不具備串聯給水方式實施條件。事實上超高層住宅項目，考慮設備層需占用一定建筑空間以及設備運行產生的噪音及震動對住戶的影響，一般都不設。如何在沒有設備層的超高層建筑中采用串聯給水方式是一個尚待研究的課題。

3消防給水系統

3.1室內消火栓系統

對于不設設備層或避難層的超高層建筑而言，基于《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2005年)（以下簡稱“高規”）第7.4.6.5條“消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00MPa，當大于1.00MPa時，應采取分區給水系統”的規定，其消火栓系統大多采用臨時高壓給水系統的供水方式。超高層建筑消火栓系統，一般采用水泵、減壓水箱及減壓閥進行分區。用水泵分區是指每個分區分別設置消防泵，即并聯系統。出于經濟及減壓閥產品功能質量不斷提高的因素考慮，減壓閥用于消火栓系統分區越來越廣泛。民用專用消防泵的揚程一般都不大于2.0MPa。以61層的公寓樓為例，消火栓系統分區：-2～8層為1區，9～31層為2區，32～45層為3區，46～61層為4區。1區和2區分別由設在18層和38層的消防減壓水箱供水；3區由屋頂消防水箱供水；4區由屋頂的消防水箱+固定消防水泵供水。屋頂2座342m3消防水箱由29層的中間水箱+7區變頻泵供水；18層和38層的消防減壓水箱由屋頂消防水箱供水。1、2、3區均屬常高壓給水系統，4區屬臨時高壓給水系統。這樣分區的優點在于：火災發生時，1、2、3區由屋頂消防水箱直接或通過減壓水箱供水，不需啟動水泵，對控制系統要求不高；此外，消火栓泵揚程不至于過大，管道及設備的耐壓等級也不會過高。它的不利因素是，需設中間設備層，設備分散，管理不便，設備運行產生的震動及噪音可能讓生活和工作在建筑里的人感覺不適。以45層住宅樓為例，消火栓系統分區：地下層及1～19層為低區，由低區消火栓泵供水；20～45層為高區，由高區消火栓泵供水。其中高區的20～35層經減壓閥減壓供水。這樣分區的優點在于管路和控制系統簡單，所占管井較少，不需要占用設備層，但對減壓閥的質量要求較高，減壓閥需備用；此外，由于高區系統的幾何高差接近170m（自地下二層底板面計），下部管道及設備的工作壓力超過2.00MPa，對管材及設備的承壓要求高，影響系統的可靠性。本案的消火栓系統均為臨時高壓給水系統供水方式。

3.2自動噴水滅火系統

“高規”第7.6.1條規定，建筑高度超過100m的建筑均應設自動噴水滅火系統。“噴規”第6.2.3.1條規定：“濕式系統及預作用系統一個報警閥組所控制的噴頭數不宜超過800個，干式報警閥組所控制的噴頭數不宜超過500個”，第6.2.4條規定：“每個報警閥組供水的最高與最低位置的噴頭高差不大于50m”。自動噴水滅火系統的給水分區，除應考慮各系統配水管道工作壓力符合《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001(2005年版)(以下簡稱“噴規”）第8.0.1條規定的“配水管道的工作壓力不應大于1.20MPa”外，還要考慮在滿足噴頭需要工作壓力的前提下，配水管入口的工作壓力又不宜超過0.40MPa，以及每個報警閥所負擔的樓層，并考慮使分區與生活給水系統及消火栓給水系統相適應，以避免橫管過于分散。對于超高層建筑，按上述條件所確定的豎向分區最少也需要3個。由于報警閥的工作壓力一般都不大于1.60MPa，且每個報警閥后都需要單獨的立管，這就會在設計上給管路的排列及報警閥的設置帶來限制。在無設備層的超高層居住建筑中應考慮報警閥的位置。以61層的公寓樓為例，自動噴水滅火系統分區如下：-3～8層為1區，9～21層為2區，22～41層為3區，42～61層為4區。由1區和2區分別由設在18層和38層的消防減壓水箱供水；3區由屋頂消防水箱供水；4區由屋頂的消防水箱+固定消防水泵供水。18層和38層的消防減壓水箱及屋頂消防水箱，與消火栓系統合用。這樣分區的優點在于：火災發生時，1、2、3區由屋頂消防水箱直接或通過減壓水箱供水，不須啟動水泵，控制系統簡單。在以上4個分區系統中，對工作壓力大于1.20MPa的配水管道及工作壓力超過0.40MPa的配水管，采用用減壓閥減壓。以45層住宅樓為例，自動噴水滅火系統分區如下：-2～10層為1區，11～22層為2區，23～34層為3區，35～45層為4區。1、2區及3、4區分別合用一組固定式消防水泵，1、3區系統經水泵加壓供水并經減壓閥減壓后供水。在大于0.40MPa的各區配水管入口均設減壓孔板減壓。這樣分區的主要優點是，不需要在上部樓層中設設備層；缺點是3、4區系統對管道及設備的承壓要求高，影響系統的可靠性。

4污廢水系統

“建規”第4.4.11條：表4.4.11注：排水層數在15層以上時，排水能力宜乘以0.9；“建規”第4.6.2條：建筑標準要求高的公共建筑、10層及10層以上高層建筑應設置通氣立管，或設置特殊配件單立管排水系統。基于改善排水條件，提高排水能力方面考慮，應采用雙立管排水系統，或采用設置特殊配件的單立管排水系統，對標準高的或環境要求安靜的建筑及部位，宜設置環形通氣管或器具通氣管。

5屋面雨水系統

建規”第4.5.5條：重要公共建筑屋面雨水排水設計重現期不宜小于10年；“建規”4.9.9條：重要公共建筑、高層建筑的屋面雨水排水工程與溢流設施的總排水能力不應小于50年重現期的雨水量。設計重現期：雨水系統如果設計不當，會留下安全隱患。因此，超高層建筑屋面雨水設計重現期的取值應慎重。屋面溢流設施：基于安全及美觀要求考慮，超高層建筑不宜設置溢流口。如屋面雨水的設計重現期取50年，則屋面無需設置溢流設施。雨篷：雨篷是建筑專業的門面，雨篷面積雖然不大，但其所截留的雨水還包括上方側墻的面積，雖然側墻面積按一半計算，但仍遠大于雨篷自身的面積，也可能大于屋面的面積。因此，雨篷的雨水排水量可能比屋面的排水量大。雨篷如果設置過多的雨水斗及立管，會受到建筑專業的諸多限制，而雨篷下方往往是人員的出入口，安全性十分重要，因此，在設計時一定要妥善處理。首先要做到安全可靠，其次考慮美觀因素。雨水立管排出管：室內雨水立管排出管管徑宜放大1～2號，第一個檢查井宜選用消能井，以防止由于排出管壓力過高引起噴濺事故。

6中間轉輸水箱

6.1生活中間轉輸水箱容積計算

《全國民用建筑工程設計技術措施給水排水》(2009年)（以下簡稱“技術措施”）要求，生活給水系統采用串聯供水方式時，如中間轉輸水箱除供本區用水外，還供上區提升泵抽水用時，該水箱的有效容積為本區最大小時用水量的50%加上上區提升泵3~5min設計流量。若為中途轉輸專用時，“建規”第3.7.8條規定，生活用水中途轉輸水箱的轉輸調節容積宜取轉輸水泵5～10min的流量。

6.2消防中間轉輸水箱

“技術措施”規定，當采用水泵轉輸串聯時，中間轉輸水箱同時起著上區輸水泵的吸水池和本區屋頂消防水箱的作用，其儲水有效容積按15~30min消防水量計算，并不宜小于60m3。計算舉例：消火栓用水量40L/s，自動噴水用水量30L/s，則中間轉輸水箱的容積=(40+30)1060+(40+30)560=63000(L)，其中10min水量為本區屋頂消防水箱的水量，5min為上區水泵吸水池的水量。如還有其他水消防系統，則應將火災發生時時同時啟動的消防系統的水量疊加計算，作為中間轉輸水箱容積。上海市地方標準《民用建筑水滅火系統設計規程》規定：當建筑高度大于120m時，消防給水豎向分區宜采用多臺消防泵直接串聯或設中間水箱轉輸的串聯消防泵給水系統。采用中間水箱轉輸的串聯消防泵給水系統，其消防轉輸泵應獨立設置，且不應少于2臺；室內消火栓給水系統和自動噴水滅火系統的消防轉輸泵應分別設置，但備用泵可以兼用；消防轉輸泵的供電應符合消防泵的供電要求。。轉輸給水管不應小于2條。上海市地方標準《民用建筑水滅火系統設計規程》規定：各區重力消防水箱的數量不應少于2個，且每個水箱的有效容積不應小于100m3。

7給排水系統噪聲控制

各類建筑物或場所的允許噪聲級，在《民用建筑隔聲設計規范》（GB50118-2010）中有詳細的規定。由于超高層建筑多為高級寫字樓及高標準的旅店和住宅，因此，其對允許噪聲級的要求更高。超高層建筑給排水系統主要包括生活、消防的給水系統、熱水系統、污水系統、雨水系統、水景等。這些系統產生的噪聲來源主要有：水泵機械性等綜合噪聲、管道及器具噪聲、水錘噪聲及氣蝕噪聲。超高層建筑給排水系統產生的噪聲控制，在設計上，應做到科學合理布局，措施到位，注重細節。以下是降低或減少建筑給排水系統噪聲的主要措施。

7.1水泵房：

①泵房選址應盡量遠離要求環境安靜的場所。

②選擇低噪音、低轉速的水泵；每臺水泵均設置獨立的基礎，水泵與基礎連接采用彈簧隔振器。

③水泵進出水管設可曲繞接頭，可隔絕泵組通過管道傳遞震動轉速。

④管道采用彈性支吊架；管道穿樓板、墻處用柔性材料填充孔洞與管道間空隙，可有效降低固體傳聲。

⑤泵房內墻體及天花采取隔音吸音處理。

⑥采用隔音效果好的門、窗，消除聲音傳播的途徑。

7.2管道及器具：

①流速過快會引起金屬管道震動產生噪聲，尤其是管道轉彎處因彎曲震動產生的噪聲非常明顯，故在管道轉彎處設置有效的固定支架和減震支架是十分重要的，同時適當放大管道管徑，以控制管道流速不致過大。

②排水管采用隔聲效果好的柔性接口鑄鐵排水管，并采用雙立管排水系統，在有條件的情況下，設置環形通氣管或器具通氣管，這樣可穩定排水管內氣壓，從而改善排水條件，降低排水噪聲。排水立管不宜布置在與臥室或要求安靜的房間相鄰的內墻。

③器具及閥門宜采用節水消音型產品，不宜采用快速啟閉的閥門、水嘴。

④高揚程水泵宜采用緩閉式消音止回閥、水錘消除器或安全泄壓閥，防止停泵產生水錘和噪聲。

⑤較大口徑的水箱水力液位控制閥，其隨水箱水位升降，時而開啟向水箱注水，時而關閉。在向水箱放水時，如壓力、流速過大，會產生較大的噪聲，設計可采取降水壓、減流速的措施，并對水箱進水管牢固固定，必要時水箱進水管采用淹沒出流進水。

7.3氣蝕噪聲的控制

管網中的液體與氣體，在一定壓力和溫度作用下形成氣蝕。氣蝕會對管道和設備造成水力沖擊，從而產生噪聲甚至損壞管道和設備。由于氣體積聚在管道或設備中的相對高點及管網末端，故應在這些部位設置自動排氣閥，水泵進水管異徑管采用偏心異徑管，以避免氣蝕發生。此外，可調式減壓閥的前后壓差過大時，也會發生氣蝕，并產生噪聲，損壞閥件。“建規”規定，可調式減壓閥的閥前與閥后的最大壓差不宜大于0.40MPa，要求安靜的場所不應大于0.30MPa。對于超高層建筑，無論是可調式還是比例式減壓閥，其前后壓差均應按不大于0.30MPa設計。

8管材及設備選擇

因超高層建筑管路系統所承受壓力及運行可靠性要求較高，要求的建筑使用壽命更長，故對管材及設備的選擇要求更高。設計人員如果不重視，可能留下事故隱患。

8.1管材

①給水管給水管應優先使用具有足夠強度的金屬管，如厚壁鍍鋅鋼管、無縫鋼管、不銹鋼管、銅管等，還可選用襯塑或涂塑金屬管。塑料管因其強度不如金屬管，且線性膨脹系數比金屬的大很多，熱脹冷縮使其在軸向方向上的變形量大。此外，其接口的耐壓強度一般要比管材自身的強度低，因此，不建議使用塑料管，尤其在高壓管道系統中應避免使用。管材的連接方式：焊接、法蘭、溝槽等連接方式可以達到或超過管材本身的抗壓強度，是高壓管道連接優先考慮的方式。螺紋連接一般用于口徑100以下較小的管道，其承壓能力略低。

②排水管超高層建筑的排水管有多種選擇。使用較多的有機制鑄鐵排水管及HDPE排水管等。PVC-U排水管因其本身強度稍差，如接口為粘接劑粘接，則易脫落，不建議采用。《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242-2002第5.3.1條規定：管道在做灌水試驗時，灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。因此，在選用雨水系統管材時應考慮雨水管道由于建筑高度引起的靜壓力。雨水立管一般選擇鍍鋅鋼管、承壓HDPE管，有條件或者明裝時可選用不銹鋼采用承壓管。承壓比較高的部分采用無縫鋼管。

8.2給水設備

超高層建筑，給水系統如采用水泵分區的并聯供水方式，上部給水系統的給水設備工作壓力，通常都大于1.60MPa，而國內廠家生產的給水設備工作壓力一般都不超過1.60MPa，因此，應在設計階段確定若干家合適的設備廠家，供業主選擇。如果系統沒有設安全泄流裝置，應采取防水錘措施。工作壓力大于1.60MPa的給水設備，其對產品品質，如設備材質及生產工藝，要比常壓給水設備要求更高。對此，應引起設計者的重視。

8.3閥門

超高層建筑給水系統采用的閥門，其材質，閥芯宜用全銅或不銹鋼，閥體宜用球墨鑄鐵、全銅、不銹鋼或鑄鋼，確保產品具有更高的可靠性。需要設計人員注意的是，有些種類的閥門，不是你想要的壓力等級，廠家都能提供的。以上述某住宅小區為例，自動噴水滅火系統的3區和4區的濕式報警閥原設計設在地下室，報警閥設計公稱壓力2.10MPa。在施工階段，施工單位反映，2.10MPa或更高壓力等級的濕式報警閥在市場上買不到。經了解，市場上只有公稱壓力1.20MPa及1.60MPa的產品，更高壓力等級的產品市場上無貨，也沒有一家廠家愿意接受定制。最終只得變更設計，將3區、4區的報警閥分別改設在23層和36層管井內，濕式報警閥改為采用1.20MPa壓力等級的。

8.4消防水泵接合器

室內消火栓系統及自動噴水滅火系統應設消防水泵接合器，消防給水系統豎向有分區的，在消防車供水壓力范圍內，應分別設消防水泵接合器。這是“高規”第7.4.5條的規定。其條文說明提出：只有采用串聯給水方式時，上區用水由下區水箱抽水供給，可僅在下區設水泵接合器，供全樓使用。無論是消火栓系統還是自動噴水滅火系統，“高規”均沒有要求在消防車供水范圍之外的消防分區設置消防水泵接合器。但“噴規”第10.4.2條規定：當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時，應采取增壓措施。該規定無異于，對于自動噴水滅火系統，無論是否在消防車供水范圍的分區，都應設置消防水泵接合器。對于并聯消防給水系統，地方消防部門可能會要求在消防車供水范圍之外的分區也設消防水泵接合器，并設接力設施。南寧華潤中心幸福里一期工程，當地消防部門就要求，消防車供水范圍之外的消火栓系統及自動噴水滅火系統的消防分區，也應設置消防水泵接合器，在其后設消防接力泵。設計應注意，由于市場上一般只能提供公稱壓力1.60MPa的消防水泵接合器，如果消防給水系統工作壓力大于1.60MPa，而又在消防車供水壓力范圍內，則消防水泵接合器應當專門定制。

9系統減壓措施

9.1給水系統

給水系統上的減壓措施主要有減壓水箱、減壓閥、減壓孔板、節流管、減壓穩壓消火栓、安全閥、泄壓閥等。后三種主要起防超壓的作用。因減壓水箱需占用一定空間，一般較少采用，故采用減壓閥分區的給水系統最多。減壓閥有比例式和可調式的。可調式減壓閥的壓力調整范圍一般不大于0.70MPa。對生活給水系統而言，管徑大于DN50的管段一般采用先導式可調減壓閥或比例式減壓閥，小于等于DN50的管段一般采用直接式可調減壓閥。消防給水系統宜采用比例式減壓閥，并設置備用閥組（單個報警閥除外）。生活給水系統減壓閥可不設備用閥組。如果不設備用減壓閥，應保證減壓閥失效時管道的壓力不超過衛生器具的最大可承受壓力。“建規”規定衛生器具的最大可承受壓力不得大于0.60MPa。消火栓給水系統通常在動壓大于0.50MPa的部位采用減壓穩壓消火栓。

9.2排水系統

在以往的實際工程中，有不少超高層乃至高層建筑在排水立管上設置了消能裝置，即由下至上，從第6層起，每6層安裝一組由配件或成品組成的消能裝置，以達到消除排水立管中所謂由水流形成的過高的勢能的作用。實際效果如何呢，我們先來分析一下排水立管中水流的流態情況。實驗表明：排水立管中水流的流態大致分為以下幾種：

①流量較小時，水流沿著管壁做螺旋運動，隨著水量的增加，螺旋運動被破壞，當水量足夠覆蓋管壁時，螺旋流停止。水流附著管壁而作片狀下落的附壁流。

②當流量繼續增加到足夠大時，由于空氣的阻力和管壁的摩擦作用而形成水的隔膜運動，水膜運動開始后便以加速度下降，下降到一定的距離，當水流所受管壁摩擦力與其重力平衡時，便做勻速運動，水膜厚度不再變化。此時的速度即為水膜流的“終限流速”，自水流入口處至形成終限流速的距離稱為“終限長度”。對于一定的管徑,如果流量越大，其終限流速及終限長度也越大。

③當水量更大時,即水流充滿立管斷面的1/3以上時,水膜的形成更加頻繁，以至容易變為較穩定的水塞運動。水塞的形成會引起立管內氣壓激烈的波動,容易破壞排水水封。在水膜流終限流速狀態下計算出的流量為臨界流量。而我國規范規定的臨界流量值約為理論臨界流量值的一半,已考慮了實際污水中帶有大塊雜質、出流實際不穩定及立管負壓段對橫管出流的強烈抽吸而造成的短時高峰流量等因素。有資料表明，對應于流量9L/s其流速4m/s時的終限長度值約為3m，即水流從支管出口流入立管后，大約經過一層樓的高度,便保持水膜層厚度和流速不變。因此，在規范規定的立管排水能力范圍內設計時，立管水流在流經3m左右的距離處已達到終限流速狀態，流速不再增加，故排水立管沒有必要設置消能設施。但基于改善水力條件，提高立管排水能力，保護衛生器具的水封，同時保證立管內的空氣流通，排除管道中的有害氣體考慮，超高層建筑排水立管應設專用通氣立管。

10結語

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【關鍵詞】超高層建筑 系統分區 轉輸 變頻調速 無負壓供水設備

Abstract: The authors are analyzed the water supply of the ultra- high-rise buildings which have been built, and introduced the new design of the water supply system solutions. Based on the previous, the paper advanced that the ultra- high-rise buildings should design as the current national standards, the use of the building function , the municipal water supply network , water pressure water reasonably determine the water supply system partition, the pressure forms and choose reasonable selection of new technologies and equipment to achieve energy savings and increased efficiency.

Key words: the ultra- high-rise buildings; system partition; Transfusion; VVVF; water equipment with no negative pressure.

中圖分類號： [TU208.3]文獻標識碼：A 文章編號：

0 引言

隨著時代的進步和中國的高速發展，越來越多的超高層建筑已經建成或正在建設中，在超高層建筑的給水設計中，如何合理的選擇給水系統的分區及加壓形式使其既能滿足使用功能又能達到國家目前對節水節能的標準要求，同時也不增加土建及其它專業的工程造價，是我們給排水技術人員值得討論的問題[1~4]。下面筆者就以在乾元金融大廈、陽光財富大廈工程設計中對給水系統設計方案的確定過程為例來探討一下上述問題。[通訊作者：田靜（1968-），女，高級工程師，西安市建筑設計研究院，電話：029-82283000-8071，郵箱：.。 宋濤（1973-），女，高級工程師，西北綜合勘察設計研究院電話： 029- 87334664

郵箱：]

1.工程實例分析

對已建成投入使用的超高層項目進行調研，分析其給水系統的可借鑒之處及存在的問題：

在確定乾元金融大廈、陽光財富大廈的給水系統方案之前筆者調研了一些已建成或已設計完成的超高層建筑做為本工程設計的一些參考和借鑒。現以銀星大廈工程為例談談筆者對其給水系統設計的看法和見解。

銀星大廈位于西安市，于2002年完成設計，2005年建成投入使用，總建筑面積約為52000平方米，建筑高度約為126m，地下三層，地上31層，地下部分的主要功能為汽車庫及水、暖、電各專業的設備用房，地上部分的功能主要為：一層為大廳、二層為餐廳，三層以上為辦公及業務用房，其中16層為避難層，一—六層為裙房。地下三層層高為4.5m，一層層高為為4.5m，二層層高為4.8m，三層層高為4.5m，四層以上層高為3.8m。給排水專業設計內容包括：給排水系統、熱水系統、消火栓系統、自噴系統。

項目水源接自城市自來水管網，市政供水水壓約為0.20MPa，從市政給水管網引一根DN300mm給水管網進入基地成環狀管網供本建筑生活和消防用水。

銀星大廈的給水系統形式為：給水系統采用生活水池-水泵-水箱的聯合供水方式，在地下室設生活水池一座和低區、中區生活加壓泵各兩臺，在裙房頂設低區生活水箱一座，在16層避難層設中區水箱（轉輸水箱）一座和供高區水箱的轉輸水泵兩臺，在屋頂設高區生活水箱一座。

給水系統的豎向分區如下：30-31層由高區水箱經屋頂增壓泵加壓后供給；23-29層由屋頂高區水箱直接供水；14-22層由屋頂高區水箱經減壓閥減壓后供給；6-13層由避難層的中區水箱供給 ；3-5層由低區水箱經增加泵加壓后供給；地下二層-2層由自來水管網直接供給。

1.1筆者認為本項目給水系統的設計有以下優點：

項目給水系統采用水池-水泵-水箱的聯合供水方式，供水安全可靠性高，中低區水泵及轉輸水泵均采用工頻泵，水泵啟、停與水箱水位聯動，因辦公用水量較小，水泵啟動次數低，加壓設備在前期投入的費用及平時運行費用上相對于變頻泵較低，經濟性好。

給水系統豎向分為六個區，各分區的壓力均小于0.45MPa，減壓閥設置較少，各分區給水立管承壓較小，管材的造價低，使用壽命長。

1.2筆者認為本項目給水系統的設計中存在以下缺點：

（1）各區給水均由水箱供給，沒有有效的利用市政管網水壓。

本項目設計時間較早為2002年，設計所依據的規范均為老版本，但近年來國家對建筑設計中的節水節能提出了更高的要求，在《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003）2009年版、《城鎮給水排水技術規范》（GB50788-2012）及《 民用建筑綠色設計規范》中都明確規定“供水系統應充分利用市政供水壓力”，所以有效的利用市政壓力是現在建筑給排水設計和審圖中非常注意的一個重要問題。同時隨著一些高新技術及設備在給水上的廣泛運用，如無負壓供水設備等的應用都很好的利用了市政水壓。

（2）采用高位生活水箱供水雖然供水安全可靠但是存在衛生隱患；且為保證最不利點的衛生潔具的供水壓力，在水箱間需設增壓設施。

舊版《建筑給水排水設計規范》中規定只要采取消防用水不被他用的措施，消防水箱和生活水箱可以合用，但在《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003）2009 這樣如果建筑物給水系統如采用水池-水泵-水箱的聯合供水方式，則屋頂需要設消防水箱和生活水箱兩個水箱，增加了結構的荷載，占用了建筑物的空間，同時生活水箱必須保證水質的清潔、消毒和循環，但因為建筑物的用水量的不確定性及一些不可控的人為因素，生活水箱仍存在衛生隱患。

同時由于此系統中僅靠水箱與最高層衛生器具的位置高差不能滿足衛生器具的給水壓力，所以在裙房、避難層、屋頂的水箱間均增設了增壓設備，增加了設備運行的費用。

篇8

關鍵詞:高層建筑；給排水；施工

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

隨著我國經濟水平和建筑行業的迅猛發展， 建筑行業越來越規模化的建設已經是一個城市快速發展的象征。在建筑行業的發展道路中，排水系統的設計與施工質量與整個建筑行業的建設質量有著密切的關系， 現代的建筑施工越來越往人性化的方面發展，努力實現可持續服務的目標。因此，建筑行業的施工單位更加應該重視排水設計在整個建筑過程中的重要性，將排水設計合理的應用在施工過程中， 在施工及設計的實際操作中運用創新、合理、科學的思想進行設計、施工，只有這樣才能使我國多層建筑的設計工藝、施工質量得到全方面的額提高，確保居民的住宅質量和環境越來越好。

1.高層建筑給排水工程特點

1.1 高層建筑給排水設備的使用人數較多，水量也較大如果發生停水或是管道堵塞等事故，則影響人群較多，范圍較大。因此，高層建筑必須采用有效的措施，以保證供水安全和排水通暢，經濟合理以及維護管理方便。

1.2 高層建筑給排水系統中靜水壓力較大如果只有一個供水區，不僅會影響使用，而且也容易損壞管道和配件。因此，可以對給排水系統進行合理的豎向分區，從而降低靜水壓力，使系統做到安全運行。

1.3 高層建筑的各種動力設備繁多，管道較長，比較容易產生振動和噪音

因此在給排水設計中，應該考慮到管道的防震、防噪、防管道的變位或是伸縮等措施。

2.高層建筑給排水的施工方法

現階段因為高層建筑的建筑面積都相對比較大， 垂直高度也比較高，所以就大大的增加了施工組織以及管理的難度。在施工中的施工方法要有一定的現實性來滿足實際的要求。一般都是采取分區施工充分利用建筑的垂直空間的方式， 縮短施工的工期并且能夠有效的避免施工的混亂， 對于施工的管理以及組織工作都有很大的幫助。一般的分區可以按照層數分為上下兩個不同的區域，也可以根據具體的情況分出三個不同的區域， 按照安裝量的具體情況進行區分，比如衛生間以及廚房的用水量比較大的區域，這樣的部分要進行單獨的安裝和處理。對于建筑頂的雨水排水系統的施工，要進行合理的設計并保證達到相關的要求。當暴雨時，屋面的雨水就會在雨水管道內產生壓力流系統， 而陽臺在雨水管內產生的則是重力流系統。所以，一旦陽臺雨水和屋面雨水混搭排除，就容易在雨水管滿流時發生陽臺反水的情況。為了防止這種情況的發生，需要在將拐彎后的水管放大。樣板層就是標準層的管道安裝位置、尺寸、形式以及支托架的布置形式等。因為標準層的情況基本相同，所以可選擇其中一層為實驗層，在這層進行完了安裝之后由每個部門進行驗收和檢查工作， 這個層的具體情況能夠充分的起到標準的示范性的下過， 其余的樓層就在這個樣板的保準下進行施工。同時為了防止管道以及配件和衛生潔具等的物品收到損害，還要保護光潔度，就需要有人專門對員工進行成品保護的教育，保護成品不受到損壞。

3.某高層建筑給排水的實例分析

某民用大廈，整個建筑分為3 段，其中下段裙房部分地下室為泵房、配電室、倉庫，1~3 層為大型商場、豪華舞廳、高檔KTV 包房、餐廳等；中段4~8 層為辦公室和會議室，9~18 層為星級賓館；上段19 層為層高6m 的多功能大廳，20 層為水箱間、電梯機房和大型的觀光玻璃球層。總建筑面積約19600m3，為設施豪華、功能復雜的一類綜合性高層民用建筑。

3.1 給水系統

給水系統的供水范圍為本建筑內的各種生活用水，最高日用水量為480m3。給水系統豎向分為3 個區:1~3 層為低區，由室外市政給水管網直接供水；4~13 層作為中區， 該區用減壓閥減壓供水；14 層以上為高區。中區和高區由設于屋頂的2 座30 水箱供水。屋頂水箱進水由設于地下室水泵房內的2 臺(一用一備)生活水泵從生活專用水箱內吸水加壓供給。

3.2 排水系統

該建筑日排出生活污水365m3。首層以上的污水直接排出室外，經化糞池處理后，排入市政污水管道。地下室的污水匯集后，用潛水泵提升排出室外，操作間內污水經隔油池處理后排入市政污水管道。噴淋系統管網末端的試水排水，采用明排方式排入排水立管。

3.3 自動噴灑滅火系統

本工程按中危險級(Ⅱ級)設置自動噴灑系統系統設計水量28L/s，火災延續時間為1h。自動噴灑系統根據建筑物的特點、噴頭數量和建筑物的高度，分上、中、下3 個區，地下室到4 層為低區，該區用減壓閥減壓供水， 閥后壓力0.40MPa；4~13 層為中區， 該區用減壓閥減壓供水， 閥后壓力0.60MPa；14 層以上為高區， 為保證初期噴頭滅火的需要，屋頂設穩壓泵和氣壓罐，其調節容量為450L，增壓管道和濕式報警閥前的供水管相連。室外設2 套消防水泵接合器，以滿足噴淋水泵故障時由消防車加壓供給室內噴淋管網用水。

3.4 消火栓系統

本設計室內消火栓消防水量為40L/s， 室外消防水量為30L/s，火災延續3h，室內消防水量由屋頂水箱和消防加壓水泵聯合供應。屋頂水箱儲存18m3 消防水量，在水箱間內設有2 臺穩壓管道泵(一用一備)和1 個氣壓水罐用以確保消火栓系統的管網壓力。消火栓系統豎向分為2 個區，地下室到10 層為低區，11 層以上為高區。低區設2 組減壓閥減壓，一用一備，閥后壓力0.25MPa。本設計室外設1 座550m3 消防池，供室內消火栓水泵和噴淋水泵吸水滅火，水泵進水管采用雙管，當任一管道檢修時，另一管仍能供應全部消防水量。室外設6 套消防水泵接合器，上下兩區各設3 套，以滿足消火栓水泵故障時由消防車加壓供水

4.結語

隨著國民經濟的發展，國內新建的建筑，尤其是在土地供應緊張的大中型城市，高層及超高層建筑占了很大的比例。如何合理的設計給排水及消防系統， 對高層和超高層建筑日常運行的經濟性，以及消防時的安全性和可靠性有著重要的意義。相對低層民用建筑而言，高層和超高層建筑對給排水和消防系統設計的安全性可靠性要求更高，設計者可通過設計和施工中遇到的問題，不斷總結和完善設計技術，達到設計安全、合理、經濟的目的

參考文獻:

[1] 劉冠辰.淺談高層建筑給排水施工技術[J]. 民營科技. 2010(06)

[2] 王東.關于高層建筑商住樓給排水設計的幾點思考[J]. 科技情報開發與經濟. 2007(25)

[3] 白云峰. 高層建筑給水系統的技術要求及措施[J]. 黑龍江科技信息. 2010(2

[4] 范世華. 道路給排水管道工程施工中相關問題探討[J]. 黑龍江科技信息. 2011(03)

篇9

本工程位于北京通州區,建筑面積12萬m2,為一類超高層綜合樓,高130米,地上29層,一至四層為商場,五至七層為酒店配套用房,八至十八層為寫字間,十九層為避難層(約90米高),二十層及以上為酒店車庫;地下3層,地下一層為超市,地下二、三層為車庫。其中地下三層戰時為人防物資庫,地下二層車庫為機械停車。

二、超高區給水的串聯和并聯

超高區給水的供給,有串聯和并聯兩種選擇,《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)3.3.6“建筑高度超過100m的建筑,宜采用垂直串聯供水方式。”,條文說明解釋說“對建筑高度超過100 m的高層建筑,若仍采用并聯供水方式,其輸水管道承壓過大,存在不安全隱患,而串聯供水可以化解此矛盾”,但在雜志2007年第1期中,文章“分區并聯供水在超高層住宅的應用實例”認為,“當采取各種措施能消除超高層供水的安全隱患時,從系統的運行可靠、維護方便、避免二級泵噪音等方面考慮,分區并聯供水無疑具有優越性”,由此,該文中提到的約140米高的超高層住宅采用了并聯供水方式。筆者也認為,對于160米以下的超高層,尤其是沒有避難層的住宅,并聯供水不失為一種不錯的選擇,但就本建筑而言,有避難層可以利用,采用串聯供水不僅避免管道長時間承受高壓,也使酒店客房部分的供水壓力相對更為穩定。

三、消防水泵接合器的設置

1、消火栓系統

室內消火栓系統以避難層為界分為高低兩個區,避難層及以上為高區,避難層以下為低區。高低區分別在室外設三組地下式消防水泵接合器,供室外消防車向室內加壓供水。高區水泵接合器供水管接至設于避難層的消防接力水箱,再由設于避難層的高區消火栓接力泵供至高區管網。關于高層建筑水泵接合器的設置,(GB50045-95)7.4.5.2規定,“消防給水為豎向分區供水時,在消防車供水壓力范圍內的分區,應分別設置水泵接合器。”,這就產生兩個問題,不同城市消防車供水壓力范圍是多少?不在消防車供水壓力范圍內的分區是否設置水泵接合器?在雜志2007年第11期中,文章“上虞市建筑業大樓消防給水系統設計”提到,“目前大中城市消防車配有的水泵揚程為1.12-1.37MPa,折合消防供水高度為80-100米。”,而對于第二個問題,許多設計者選擇不在消防車供水壓力范圍內的分區不設置水泵接合器,如文章“上虞市建筑業大樓消防給水系統設計”就寫到,“26層-屋頂為高區,不設消防水泵接合器。”。但筆者認為,超過消防車供水壓力范圍內的分區對水泵接合器的依賴性更強,如不設置,一旦室內高區泵出現問題,就會出現望火興嘆的無奈局面,所以只要條件允許,還是應該設置,故本建筑高區消火栓系統采用接合器加接力泵的供水方式。

2、自動噴水系統

按設計水量不同,高區在室外設兩組地下式消防水泵接合器,低區在室外設三組地下式消防水泵接合器,供室外消防車向室內加壓供水。高區水泵接合器供水管接至設于避難層的消防接力水箱,再由設于避難層的高區噴灑接力泵供至高區管網。與消火栓系統不同,對于不在消防車供水壓力范圍內分區的水泵接合器設置,規范有明確規定, (GB50084-2001) 10.4.2規定,“當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時,應采取增壓措施。”,故本建筑高區噴灑系統采用接合器加接力泵的供水方式。

四、水噴霧滅火系統與自噴系統的水泵合用問題

柴油發電機房采用水噴霧滅火系統,設計噴霧強度20L/min.m2,由于設備表面積

小于120m2,故用水量小于40L/s,噴灑系統低區泵水量為40L/s,且滿足壓力要求,故二者合用水泵。關于水泵的合用, (GB50084-2001) 10.2.1規定“系統應設獨立的供水泵”,這先要搞清水噴霧滅火系統是否屬于自動噴水滅火系,從二者有各自獨立的設計規范來看,應互無從屬。但(GB50045-95)7.6.6.1規定“燃油、燃氣的鍋爐房、柴油發電機房宜設自動噴水滅火系統”,而在該條的條文說明中寫到,“考慮到其火災特點,可以采用水噴霧滅火系統”,似乎的制訂者認為二者是有從屬關系的。而且, (2003年) 7.3.1條寫到“鍋爐房和柴油發電機房的水噴霧系統可與建筑物內的自動噴水滅火系統合并”。而兩者合用水泵的經濟性是顯而易見的,筆者在工程實踐中也多次這樣操作,均得到了審圖單位和消防審批部門的認可。綜合以上因素,本建筑不再為水噴霧滅火系統單獨另設水泵。

超高層建筑雖早已不是什么新生事物,對于超高層建筑的給排水及消防設計,還有許多理論和細節需要完善,對于設計人員而言,只有不斷的探索研究,努力汲取新的知識,在實踐中逐漸積累經驗,才能更好的為社會服務。

參考文獻:

[1]《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95 (2005版)

[2] 《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001(2005版)

[3] 《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003

[4] 《建筑滅火器配置設計規范》GB50140-2005

[5] 《全國民用建筑工程設計技術措施(給排水)》 (2003年) 中國建筑標準設計研究所

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關鍵詞：超高層建筑；常高壓消防給水系統；安全可靠性。

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A 文章編號：

一、工程概況：

本工程為中國-東盟國際商貿物流中心辦公大樓A座，位于南寧市民族大道南側華潤萬象城與南寧民族影城之間地塊，建筑高度為229m，層數為52層，為超高層綜合樓。主要功能包括餐廳、會議廳、酒店客房、公寓式辦公、銀行營業廳及金融辦公等；其中，地下室共四層，-4層為人防車庫,地下 -3～-1層為車庫、設備用房、酒店貯藏、金融相關用房等；1～6層裙房為酒店宴會廳、餐廳、多功能廳、會議室、娛樂活動室及銀行營業廳及銀行辦公用房等；7~20層、22~34層為酒店客房；35~52層為公寓式辦公用房；另外,21、37層為避難層，同時也作為給排水專業的設備層使用。下圖為功能分區示意圖：

圖一

二、設計思路：

1.消防難點：

1）功能復雜，火災危險性較高。本工程除酒店、辦公等基本功能外，還包括餐飲、娛樂、金融相關用房等諸多功能，部分場所人員相當密集，火災危險性較大。

2）疏散、逃生困難。作為超高層建筑，樓層多，建筑高度超過200m，一旦發生火災，疏散、逃生難度都高于普通高層建筑。

3）外部撲救難度大。目前，南寧消防隊的消防設施還不能直接撲救與本工程建筑高度

相當的建筑火災。

2.設計要點：

1）立足自救。基于火災危險性大及外部撲救難度大的原因，若火災時過分依賴外部救援，必定會延誤火災撲救最佳時機，造成不可估量的人員傷亡和財產損失，故本工程消防系統的設計必須滿足于自救。

2）保證系統的安全性與穩定性。超高層建筑因為建筑高度的問題，未降低消防水泵及消防管網所承受的壓力，建筑上部的消防供水往往不是由水泵一次性供給，而是在建筑中部設置消防轉輸水箱及轉輸水泵，建筑上部消防供水往往需要經水泵逐級轉輸才能到達消防用水點。這種做法雖然降低了水泵及管網壓力，但增加了轉輸水泵，使建筑上部消防供水的安全性打了折扣。為解決上述問題，本工程消防系統設置成常高壓系統，把火災持續時間內全部消防全部儲存在屋頂540m3消防大水箱，以滿足火災持續時間內消防水量和水壓的要求。

三、系統簡介：

1.系統設計為常高壓消防系統，在屋頂設置540m3消防大水箱。除靠近屋頂的部分樓層需設置消防水泵加壓供水外，其余樓層均依靠重力供水，在大大減少了系統機械設備的使用的同時，反而增加了系統的可靠性。

2.負四層和避難層37層轉輸水泵及轉輸水箱，平時即可利用轉輸水箱及轉輸水泵將屋頂消防水箱貯滿水，在火災發生時，除屋頂水箱可直接供水外，在機械設備無故障的情況下，仍能源源不斷地向屋頂消防水箱補水，使消防用水量進一步得到保證。

3.避難層21層和37層設置減壓水箱。為降低建筑下部消防用水點的壓力，設置消防減壓水箱，并利用消防減壓水箱對消防系統進行合理分區。下圖為消防系統供水原理圖：

圖二

四、小結：

1.本系統為常高壓系統，最大限度地減少了系統對機械設備及電氣設備的依賴，安全性和可靠性大大提高。

2.屋頂540噸消防水箱的設置經與結構專業設計人員商議，荷載對結構安全沒有影響，而且可兼作超高層建筑風阻尼器，有利于結構安全。

3.屋頂消防水箱、避難層減壓水箱及管網上減壓閥的設置使消防分區更為合理，壓力更加恒定。

4.該系統在超高層建筑中已較多采用，如廣州電視塔、廣州西塔等，獲業主、專家及消防主管部門認可，運行良好。

參考文獻

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[2].GB50084-2001（2005年版）,自動噴水滅火系統設計規范[S]，北京：中國計劃出版社，2005