超高層建筑給排水系統設計與探討

劉平麗

摘 要:隨著我國社會與國民經濟的迅速發展,其帶動了城市化建設水平的逐步提高,超高層建筑物在給排水系統設計方面出現的問題就越顯突出。對于我國超高層建筑給排水的設計工作來說,主要問題是如何能夠將現有的設計模式進行加強和優化以實現最大限度地節約材料和能耗的目的,這也是當今擺在我們工程設計人員面前的一個不可回避的問題。本文作者主要將介紹超高層建筑給排水工程系統的設計,并根據自身的工作經驗對在超高層建筑給排水系統設計中若干問題以及基本要求作進一步探討和分析。

關鍵詞:超高層建筑給排水系統設計與探討

中圖分類號:TU976 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0045-01

1 超高層建筑給排水系統設計的基本要求

1.1 生活給水系統

超高層建筑給水系統包括室外給水系統和室內給水系統兩部分。室外給水系統要求在城市內部形成一種環網,可提供生活、生產以及消防用水,而室內給排水系統必須要求室內的生活用水與消防用水分開設置,同時室內的生活冷水可采用串、并聯的組合供水系統方式。

選擇合理地給水方式是超高層建筑生活給水系統設計的關鍵內容。對于超高層建筑,城市給水管網一般都不能夠完全滿足高樓層居民的生活用水要求。因此,一般的辦法是采用分區給水的方式,即由低樓層設置專門的加壓裝置以便再加壓為高樓層用戶供水。分區設置水箱和水泵,低區水箱兼作上區的水池。水泵分散布置,自下區水箱抽水供上區用水。這種方式具有設備簡單、能源消耗少、無須設置高壓水泵和高壓管線的優點。其缺點是:設備分散,管理不便,上區供水受下層的控制,水箱容積較大將增加結構的負荷和造價。分區設置水泵和水箱。水泵集中布置在地下室內。具有各區獨立運行互不干擾、供水可靠、管理方便、能源消耗較少的優點。

避難層是高層建筑中用作消防避難的樓層。一般建筑高度超過100m的高層建筑,為消防安全專門設置的供人們疏散避難的樓層。避難層設置轉輸水箱在超高層建筑中大概設計每隔15層左右會設置一個避難層兼設備層,目的在于可利用第一個避難層以及每隔一個避難

層設置中間轉輸水箱,每兩個避難層之間的樓層有一個大區采用一組變頻水泵加壓給水,每個大區同時采用減壓閥分為兩個小區,而轉輸水泵采用液位控制啟停的工頻泵。這樣一來,基本上只用在第一個避難層及第三個避難層設置中間轉輸水箱,可以有效地減少設備房占用面積。另外,由于超高層或高層建筑物對于壓力的穩定性能要求一般都比較高,為了能夠避免變頻加壓給水出現用水熱度不穩定的情況出現,可以采用屋頂水箱重力供水更為經濟合理。

1.2 生活排水系統

建筑內部排水系統的任務是接納污、廢水并將其排到室外。排水系統由衛生設備、排水管系、通氣管系、清通設備、抽升設備等組成。超高層建筑生活排水系統通常采用雨、污分流制。由于地下室污水有時候無法通過自流徹底地排到室外,故而可采用潛污泵抽升排出。消防電梯機坑也可采用排水泵抽水排水,廚房及餐廳可以單獨地排至裙樓半地下層的污水處理池、建筑主樓層一般可考慮設計一種采用糞、污立管和專用通氣管三管制的排污排水方式,尤其是在每一個衛生間內部設置特殊的通氣支管裝置可以有效達到改善樓層排水質量和減低噪聲影響。因此,對于超高層建筑給排水設計中針對污水排放一定要做好相關的預處理工作之后,方可排出。

1.3 雨水系統

超高層建筑屋面雨水系統目前被廣泛采用的是有組織內排水系統的設計模式。裙樓屋頂可考慮設計采用虹吸壓力流的排水辦法,主樓屋面采用重力流排水。本著雨水可利用回收的節能理念,可將雨水收集后直接回用,應優先考慮用于小區雜用水、環境景觀用水和冷卻循環用水等。

通常,建筑室內雨水管材按照規定,重力流主要采用柔性抗震排水鑄管,節套式柔性接口,壓力流采用HDPE排水管材,熱熔連接;而室外雨水排水管材普遍采用高密度聚乙烯雙壁波紋管(PVC-u)排水管材。

超高層建筑給排水系統管材的選用是個應給予足夠重視的問題,其選用原則主要是依據:

(1)先選擇執行國標的產品,消費者在購買管材是應注意觀察管材上是否標明執行國標,如執行的是企標則應引起注意。(2)注意觀察管材外觀,管材應光滑、平整、無氣泡、變色等缺陷,色澤均勻一致,無雜質,壁厚均勻。(3)應注意給水管材的壓力等級,注意選擇滿足實際使用要求的壓力等級。一般來說熱水管宜選用管系列S為2.5以下的管材,也就是外徑20的管材壁厚宜3.4mm以上,外徑25的管材壁厚宜4.2mm以上。(4)管材應有足夠的剛性,特別是排水管材,用手按壓管材時不應產生變形。

2 超高層建筑給排水系統設計中若干問題的分析

2.1 超高層建筑屋面落水管可兼做噴淋末端試水排水管道

超高層建筑多為框架結構,由于自身的豎向管道設置較多,則必須要占掉一部分有效的建筑面積。對于工程設計人員來講,如何合理地對現有擬建給排水管道系統進行設計優化,是在能夠保證不影響建筑施工功能的前提下盡量減少豎向給排水管道的設計數量,這樣一來既可以節約施工材料也可以有效節省建筑面積和使用空間。

2.2 冷卻循環水系統的設計與節能問題

通常,超高層建筑如果安裝了中央空調冷卻循環水系統,應結合超高層建筑的主樓層、裙樓以及室外場地之間的位置關系,優化設計選擇中央空調冷卻循環水系統的中心冷卻塔的布置方位。如果在各種環境條件允許的情況下,能夠在室外場地上直接設計布置冷卻塔確實也是一個非常不錯的設計思路。由于中心冷卻塔的位置與中央空調的位置遠近將直接會影響到整體給排水工程的造成成本,而且設計冷卻循環水系統的管線長度也應盡量避免管道的水頭損失。同時,中心冷卻塔設置位置降低也會減小冷卻循環水的飄失水量,且在一定程度上會避免冷卻塔補水系統的二次加壓,起到節能環保的效果。

3 結語

我國人口眾多,資源供需緊張,矛盾日益嚴重。關于超高層建筑給排水設計工作也必須以節能和環保作為最基本的設計要求和目標,這就要我們在具體的設計工作中充分掌握和理解設計中的每一個細節問題和基本要求。本身超高層建筑給排水設計是一項事無巨細的工作,認真和嚴謹的工作態度才是決定于工程成敗的主要原因。我們應站在設計節能和發展的高度,遵照我國現行設計規范,運用給排水設計原理,通過有效合理的優化設計手段以尋求現代城市未來的可持續發展。

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