超高層民用建筑給排水設計簡介

馮兵

（機械工業第三設計研究院建筑二所 重慶 400039）

1 工程概況

某銀行大廈位于重慶江北城中央商務區。本工程建筑面積約11萬平方米，建筑高度148m。建筑層數為地下4層，地上33層，是一座由車庫、辦公、銀行營業廳、餐廳等集為一體的綜合大樓。

2 生活給水系統

生活給水豎向共分四個區，6層及6層以下為I區，由市政給水管網直接供水；7層至10層為II區，由13層中間轉輸水箱供水；11層至22層為III區，由屋頂水箱減壓后供水；23層至33層為IV區，由屋頂水箱供水。本工程對供水安全可靠性要求高，設備房及水井面積相對緊張，故二次加壓部分采用水泵水箱垂直串聯供水方式。

南樓、北樓生活給水系統完全分開，分別計量。地下4層設置水泵房一座，生活水箱兩座，有效容積均為39m3；13層南樓、北樓各設中間轉輸水箱一座，有效容積均為8.8m3；南樓、北樓屋頂各設生活水箱一座，有效容積均為16m3。地下4層水泵房內，每座水箱設恒速泵兩臺，一用一備，互為備用，分別向13層中間轉輸水箱供水。13層水箱間內，每座水箱設恒速泵兩臺，一用一備，互為備用，分別向屋頂水箱供水。各組恒速泵的啟停均由相應水箱的水位自動控制。

本工程生活給水系統設計的關鍵在于各水箱容積的確定，各水箱進水管的確定，各組恒速泵的選型及啟?？刂啤Ｎ蓓斔涞恼{節容積不小于III、IV區最大用水時水量的50%，中間轉輸水泵及水泵出水管按不小于III、IV區最大用水時水量確定。中間轉輸水箱的調節容積不小于II區最大用水時水量的50%與中間轉輸水泵5min～10min流量之和。地下4層水泵及水泵出水管按不小于II區最大用水時水量與中間轉輸水泵流量之和確定。地下4層水箱的有效容積按II、III、IV區最高日用水量的20%～25%確定。

3 管道直飲水系統

本工程在南樓、北樓2層～12層、14層～25層、27層～33層每層設一處管道直飲水點，日供飲用凈水量南樓、北樓各為4500L/d，凈水設備處理水量南樓、北樓各取500L/h。管道直飲水系統豎向共分三個區，2層～12層為I區，14層～25層為II區，27層～33層為III區。I區采用水箱減壓后重力供水方式，II區采用水箱重力供水方式，III區采用變頻調速泵組供水方式。I、II區通過設置減壓閥控制各層配水點靜水壓不大于0.40MPa。供、回水管網采用同程布置，高區變頻調速泵兼作循環泵，變頻調速泵2臺，一用一備，中、低區各設2臺循環泵，一用一備。本工程采用定時循環系統，每2h全管網內水循環一次。直飲水機房南樓、北樓分別集中設置在26層，機房內設備待專業廠家二次深化設計。

生活給水、管道直飲水系統原理圖如圖1。

圖1 生活給水、管道直飲水系統原理圖

4 排水系統

本工程排水系統主要由生活污廢水系統和雨水系統組成。

生活污、廢水采用合流制。衛生間各立管排水設計流量為4.4L/s、4.7L/s、9.6L/s、10.4L/s， 根據 《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003）(2009年版)第4.4.11條和第4.6.2條的要求，在滿足排水能力的前提下，因部分水井旁為辦公用房，為減小排水噪音，綜合考慮后衛生間采用雙立管排水系統。生活污、廢水重力自流排入室外污水管，經生化池處理后，由小區污水管排入市政污水管。廚房廢水經廚房下部的成品油脂分離器處理后排入室外污水管網。

屋面雨水排水按重力流設計。設計重現期取10年，雨水排水工程與溢流口的總排水能力不小于50年重現期的雨水量。地下室的廢水采用潛水排水泵提升至室外雨水井。

5 消火栓給水系統

本工程按一類綜合樓設計，室內消火栓用水量為40L/s，室外消火栓用水量為30L/s，火災延續時間均為3h。由于只有一條進水管，室內外消火栓用水全部儲存在地下4層消防水池內，貯水量756m3。水泵房內設室內消火栓水泵四臺，室外消火栓水泵兩臺。南樓的屋頂設置18m3消防水箱一座，在水箱旁設置增壓穩壓設備一套，供本工程初期消防用水使用。

本工程設置專用的室外消火栓給水環網，該管網直接與地下4層的室外消火栓加壓水泵的兩條出水管連接，并同時接入DN150mm的市政補水管 （補水管上設倒流防止器一個）一條。管網內共設置地上式室外消火栓5個。

本工程設置專用的室內消火栓給水環網，為保證室內消火栓的靜水壓力不大于1.00MPa，豎向分區為4個，其中地下4層至地下1層為I區，1層至13層為II區，14層至26層為III區，27層至33層為IV區。I、II區和III、IV區各設室內消火栓水泵兩臺，I區和III區進水管上設置減壓閥組。消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa的樓層，采用減壓穩壓型消火栓。 I、II區和III、IV區設地上式水泵接合器各4套。屋頂消防水箱引兩條出水管分別與I、II區和III、IV區室內消火栓環網相連。

在室內消火栓系統設計過程中，經多次與消防主管部門協調，從供水安全可靠的角度考慮，最終采用I、II區與III、IV區完全分開的系統(I、II區與III、IV區各設水泵)。

6 壓縮空氣泡沫滅火系統

為了有效地解決本工程滅火救援難和及時撲滅火災，根據 《重慶市高層建筑壓縮空氣泡沫滅火設施技術規定》的要求，在50m以上部分(即13層~33層)設置壓縮空氣泡沫滅火系統。在南樓、北樓消防前室內各設置雙出口泡沫消火栓箱一個，箱內分別配置DN65mm消火栓兩個，DN65mm L25m，襯膠水帶兩條。室外設置地上式水泵接合器兩套，與消防前室內泡沫消火栓立管相連，每根立管底部設置放空閥，頂部設置放氣閥。

室內消火栓給水系統原理圖、壓縮空氣泡沫滅火系統圖詳見圖2、圖3。

圖2 室內消火栓給水系統原理圖

7 自動滅火系統

本工程根據不同的功能分區，設置了自動噴水滅火系統、自動掃描射水高空水炮滅火裝置、水噴霧自動滅火系統、氣體滅火系統共四種自動滅火系統。

在地下車庫(燃氣鍋爐房、電氣房間除外)和地上各層(檔案室、網絡機房、水設備間除外)設自動噴水滅火系統。以地下車庫作為計算標準，按中危險級II級設計，計算用水量21.3L/s，地下1層最不利160m2設計滅火用水量29.77 L/s，取30L/s，火災延續時間1h。自動噴水用水全部儲存在地下4層消防水池內。為保證配水管道的水壓不大于1.20MPa，豎向分區為3個，其中地下4層至10層為I區，11層至25層為II區，26層至33層為III區。 III區管道系統直接與自動噴水泵的兩條出水管連接，I、II區管道系統在地下4層及13層的進水管上設置減壓閥組后再與自動噴水泵的兩條出水管連接。自動噴水滅火系統與室內消火栓系統共用屋頂消防水箱，平時管網壓力由屋頂消防水箱旁的增壓裝置維持。本系統共設置地上式水泵接合器4套。

圖3 壓縮空氣泡沫滅火系統圖

在1層、2層、28層凈空高度超過8m的場所設置自動掃描射水高空水炮滅火裝置，每個水炮設計流量5L/s，最大防火分區設計流量30L/s，火災延續時間1h。自動掃描射水高空水炮滅火裝置與自動噴水滅火系統共用一組泵、屋頂消防水箱及水泵接合器。2層北樓大堂上空部分與凈空高度不超過8m的部分之間狹長區域無防火墻或防火卷簾分隔，為增加系統安全性，故本次設計中該部分設計流量(10L/s)與自動噴水滅火系統設計流量(30L/s)疊加。其余防火分區與自動噴水滅火系統設計流量取大者。

在地下2層燃氣鍋爐房設置水噴霧自動滅火系統，按防護冷卻設計，設計噴霧強度10L/（min·m2），持續噴霧時間30min，系統響應時間不大于45s。水噴霧系統設計流量為22.4L/s。水噴霧自動滅火系統與自動噴水滅火系統合并，以兩者設計用水量大者為系統設計用水量，并滿足二者的壓力要求。暖通專業選擇的鍋爐均不高于2m，水霧噴頭采用平面布置的方式。本系統自動控制采用火災自動報警系統聯動。水泵接合器與自動噴水滅火系統共用。

本工程高低壓配電室和發電機房等設置S型熱氣溶膠氣體滅火系統，網絡機房、檔案室等設置七氟炳烷氣體滅火。

本工程自動滅火系統(氣體滅火系統除外)采用了共用一套水泵、共用屋頂消防水箱、共用水泵接合器的方式，在滿足相關規范的前提下，可節省投資，節約設備房面積。水量、水壓按照需要同時開啟的系統確定，自動滅火系統的設計流量40L/s，火災延續時間1h，消防貯水量144m3。消防用水全部儲存在地下4層消防水池內，與室內外消火栓系統貯水量756m3構成消防水池總的貯水量900m3。

自動噴水滅火系統、自動掃描射水高空水炮滅火裝置、水噴霧自動滅火系統原理圖詳見上頁：

8 設計體會

通過對本工程的設計，針對建筑高度超過100m的建筑，生活給水系統采用垂直串聯供水方式，可降低增壓設備的揚程及管材、附件等的承壓，同時可節約立管用量，節省水井及機房面積，增加了系統使用的經濟性和安全性。生活排水系統應結合各類排水立管系統類型的排水能力以及建筑標準綜合確定。消防系統應嚴格按照消防主管部門的意見執行，在滿足相關規范的前提下，做到安全可靠性與經濟性并重。

[1]GB50015-2003,中華人民共和國住房和城鄉建設部[S].

[2]GB50045-95,中華人民共和國建設部[S].

[3]中華人民共和國建設部.GB50084-2001自動噴水滅火系統設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2005.

[4]GB50219-95,中華人民共和國建設部[S].

[5]GB50370-2005,中華人民共和國建設部[S].

[6]DBJ15-34-2004,大空間智能型主動噴水滅火系統設計規范[S].

[7]住房和城鄉建設部工程質量安全監管司.全國民用建筑工程設計技術措施（2009）給水排水[M].北京:中國計劃出版社,2009.