某超高层建筑项目给排水设计探究

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摘要：《民用建筑设计通则》（JG37-87）将高度超过100m的建筑定义为超高层建筑。由于超高层建筑功能繁多、结构复杂，为了满足建筑使用功能的要求，需要对给排水系统进行必要的竖向分区，以实现在满足功能要求的同时，达到整个给排水系统使用的舒适性和经济性。基于此，本文以某超高层建筑项目为研究对象，对其室内外给排水系统和消防系统设计进行了详尽分析，以期为后续的超高层建筑给排水系统的设计提供参考。

关键词：超高层建筑、给水排水系统、消防设计

中图分类号：TU208文献标识码： A

1. 工程概况

该项目总建筑面积约20万平方米，由1栋超高层综合办公楼、2栋高层综合楼、1栋高层商业综合楼和1栋三层的地下室组成，最大建筑层数37层，建筑最大高度为167.400m，地下室为停车库和设备用房。本项目设置独立的室内外给排水系统和消防系统，本次设计包括本项目的各栋单体建筑和地下室的室内外生活给水排水系统、消防给水系统等。

2. 给水系统设计

2.1 生活给水系统

2.1.1 供水水源

本工程给水水源在市政生活供水管上各引入一根DN150的市政给水接口，并用DN150给水管在小区形成环状，以供室外消防和生活用水。市政给水引入管上设水表和倒流防止器。

2.1.2 供水方式

为了达到给水系统的使用的安全性、舒适性和经济性，本项目生活给水采用竖向分区给水系统，从下到上依次划分为生活常压供水区、生活加压供水低区、生活加压供水中区、生活加压供水高区四个供水分区。其中常压供水区生活用水由市政生活给水管直接供给；加压供水低区、中区生活用水分别由设置于地下负三层的低区生活变频供水设备、中区生活变频供水设备并联供给；加压供水高区生活用水由设置于地下负三层的高区生活转输泵、设置于1号楼24层（避难层）的高区生活变频供水设备串联供给。

2.1.3 供水设施

本项目消防及生活水泵房设在地下负三层，水泵房内设有一个580立方米的室内消防水池（分两格）及两个80立方米的生活水箱；转输消防及生活水泵间设在1号楼24层（避难层），转输泵房内设有一个90立方米消防水箱及一个30立方米生活水箱。

2.1.4 管网布置

给水管网采用下行上给式布置，给水立管一般布置在管井内或柱侧，卫生间等给水支管采用在墙内暗装方式。

2.1.5 用水计量

市政给水引入管上各设置一套总水表进行计量，各用水单位设置分水表进行单独计量。

2.2 消防给水系统

2.2.1 消火栓给水系统

（1）室外消火栓系统

在小区室外生活和消防合用的给水系统环形干管上设置室外消火栓，间距按不超过120m，形成室外消防系统。在保证生活用水的前提下，可以满足室外消防用水量的要求。

（2）室内消火栓系统

本项目按一类超高层建筑标准设计，地下车库按Ⅲ类停车库标准设计。系统采用区域集中室内消火栓给水系统，采用临时高压室内消火栓给水系统。系统采用竖向分区供给：其中低区系统采用“消防水池-消防加压泵组-减压阀”形式供给；中区系统采用“消防水池-消防加压泵组”形式供给；高区系统采用“消防水池-消防转输泵-消防水箱-消防加压泵组”形式串联供给。低、中、高区室内消火栓系统在室外各设置3套SQD100-1.6型地上式消防水泵接合器，以供消防车使用。

2.2.2 闭式自动喷水灭火系统

本项目各栋建筑及地下室（电气设备房除外）设闭式喷头保护。本系统为湿式喷水灭火系统（以下简称喷淋系统），地下车库按中危险级Ⅱ级设计，喷淋系统的设计流量为30L/s，火灾延续时间为1h。喷淋系统竖向分区供给：其中低区系统采用“消防水池-喷淋加压泵组-减压阀”形式供给；中区系统采用“消防水池-喷淋加压泵组”形式供给；高区系统采用“消防水池-消防转输泵-消防水箱-喷淋加压泵组”形式串联供给。低、中、高区喷淋系统在室外各设置3套SQD100-1.6型地上式消防水泵接合器，以供消防车使用。

2.2.3 大空间智能型主动灭火系统

本项目4号楼净高高度超过12m的中庭及影院按中危险级Ⅰ级设计自动扫描射水高空水炮灭火装置的大空间智能型主动喷水灭火系统，系统设计用水量Q=10L/s，消防储水量按火灾延续1小时计。大空间智能型主动喷水灭火系统与闭式自动喷水灭火系统合用一套消防加压泵组进行供水。

2.2.4 气体灭火系统

本项目在不宜用水灭火的地下负二层高低压变配电房、储油间、发电机房、弱电机房及1号楼避难层电房等电气设备房设置七氟丙烷气体灭火系统，各防护区灭火设计浓度均取9%（通讯机房取8%），采用全淹没式灭火系统，设一套柜式七氟丙烷灭火装置进行保护。各防护区设计喷放时间不大于10S（通讯机房不大于8S），灭火浸渍时间为10min（通讯机房为5min）。

2.2.5建筑灭火器配置

本项目灭火器配置为A/B类火灾，严重危险级， 单具灭火器最小配置灭火级别为3A，每个消火栓旁各设置两具手提式磷酸铵盐干粉灭火器，灭火器型号：MF/ABC5，充装量：5Kg。

3. 排水系统设计

3.1 生活污水系统

3.1.1 室内排水系统

室内生活排水采用污废分流方式，底层排水单独排放。室内地面层以上的生活污水和废水重力流排出；地下室废水采用排水沟汇集至集水坑内，用潜水排污泵提升后排至室外排水管道。为保证较好的室内环境，室内卫生间污废水管道系统设有通气立管，连接6个及6个以上大便器的污水横支管上设有环形通气管。

3.1.2 室外排水系统

室外采用雨污分流的排水方式。生活污水经过化粪池处理、厨房废水经过隔油池处理后与其他废水一起排入市政废水管网。

3.2 雨水系统

屋面雨水采用重力流雨水系统，该设计施工简易，运行安全可靠，但是管道设置位置也相对较多，较为占据空间位置。屋面雨水经雨水管道系统排至室外雨水井；空调冷凝水排水、阳台排水与屋面排水分开单独设置，且间接排出。

根据暴雨强度公式，高层建筑屋面雨水排水和溢流设施的总排水能力不小于50年重现期的雨水量，一般建筑的重力流屋面雨水排水和溢流设施的总排水能力不小于10年重现期的雨水量。降雨历时T＝5min，径流系数为0.9；室外雨水设计重现期为5年，降雨历时T＝10min，综合径流系数为0.7。本项目的重力流雨水系统可以很好实现雨水排水的目的。

3.3 消防排水

消防电梯集水井设于地下室，集水井内设置排水泵排水，排水量按不小于10 L/s设计，集水井有效容量为2m3，每个集水井设两台潜污泵（一用一备）排水。消防时的排水利用地下室其余废水集水井和潜污泵进行排放。

4. 给排水节能设计

（1）充分利用市政水压，加压设备采用稳流补偿式矢量泵设备竖向分区供水，以控制最不利处用水器具的流出水头，不仅可节约用水而且增加使用舒适感。

（2）采用计量收费，每户分设水表。

（3）所有卫生洁具及配件均采用节水型洁具，坐式大便器宜采用设有大、小便分档的冲洗水箱；居住建筑中不得使用一次冲洗水量大于6L的坐便器；小便器、蹲式大便器应配套采用延时自闭式冲洗阀、感应式冲洗阀、脚踏冲洗阀；公共场所的卫生间洗手盆应采用感应式或延时自闭式水嘴；洗脸盆等卫生器具应采用陶瓷片等密封性能良好耐用的水嘴。卫生器具配件与水池（箱）液位控制阀采用质优、可靠性强的产品。

（4）加强物业管理措施，对重要设备进行监控。

5. 超高层建筑给排水设计中应该考虑的问题

针对目前超高层建筑越来越多，给排水专业规范对于超高层建筑的相关规定滞后，就目前在超高层建筑的给排水设计中遇到的问题，需要进一步探讨和研究可行的解决措施。对于给水系统设计，主要是要解决竖向分区问题，选择合理的竖向分区方案是超高层建筑给水设计首先需要考虑的问题。对于排水系统设计，首先需要进行严格水力计算，控制立管设计流量不超过规范规定的最大流量值；其次，保证排水管系安全的重要措施就是设置专用的通气立管与大气相通，从而释放排水管系中的正压以及补给空气减小负压，使管内的气压保持接近大气压力，保证立管内的空气流通，排除排水管道中的有害气体，保护卫生器具的水封，试验表明设置专用通气立管可使立管排水能力提高一倍；或采用特殊单立管排水系统，但应注意消能措施。

结束语：在新世纪，构建经济节约型和环境友好型社会的主题不断的深入到社会各个行业及人们的生活中。本项目通过合理的系统设计，遵循各项设计规范，将可持续发展理念融入设计中，做好给排水设计方案的同时，很大程度上提升了资源利用效率。

参考文献：

[1] 谭志强.高层建筑给排水设计初探[J].中国科技纵横，2010，（18）.

[2] 李柯，张丽娜. 建筑给排水设计中节水节能措施的探讨[J]. 中国新技术新产品. 2009，(10)