超高層建筑給排水設(shè)計(jì)

陳佳銘

摘 要：本文結(jié)合超高層建筑給排水工程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，對(duì)超高層建筑中各層區(qū)給水安排設(shè)計(jì)、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、直飲水系統(tǒng)、消防給水以及給水管的管材選用等問(wèn)題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；給排水設(shè)計(jì)；冷卻循環(huán)水系統(tǒng)；消防給水；管材選用

1 工程概況

該工程地上56層，地下2層，其中底部4層為辦公和商業(yè)裙房，5層至56層為塔摟，屬一類(lèi)超高層建筑綜合樓，用途為辦公，地下兩層為配套設(shè)備用房和車(chē)庫(kù)。在本建筑物旁市政道路敷設(shè)有市政給水、污水及雨水干管，可供本建筑接口，且市政給水管最不利供水壓力為0.26MPa。

2 各層區(qū)給水安排設(shè)計(jì)

（1）水源。本建筑全部生活用水取自市政給水管網(wǎng)。從市政主管開(kāi)兩條DN200的引入管接人本建筑。本建筑生活用水、消防用水分別設(shè)水表計(jì)量。消防水表后采用DN150的給水管在本大樓室外形成環(huán)網(wǎng)。

（2）給水分區(qū)。選擇合理的給水方式是高層建筑生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到生活給水系統(tǒng)的使用效果和工程造價(jià)。根據(jù)建筑物各部分的使用功能及衛(wèi)生器具對(duì)靜水壓的要求，采用串聯(lián)并聯(lián)結(jié)合方式供水。生活給水系統(tǒng)分為6個(gè)區(qū)。

（3）供水設(shè)備設(shè)置。地下2層水泵房?jī)?nèi)設(shè)食品級(jí)不銹鋼生活儲(chǔ)水箱兩座及Ⅱ、Ⅲ區(qū)變頻調(diào)速供水設(shè)備各一套。Ⅱ區(qū)變頻調(diào)速供水設(shè)備同時(shí)為設(shè)置于地下二層的直飲水制備機(jī)房?jī)?nèi)的直飲水制取設(shè)備提供原水。Ⅲ區(qū)變頻調(diào)速供水設(shè)備同時(shí)為設(shè)于29層水泵房?jī)?nèi)的生活轉(zhuǎn)輸水箱供水。生活水箱有效容積按需要二次加壓生活日用水量的25%確定。29層水泵房?jī)?nèi)設(shè)食品級(jí)不銹鋼生活轉(zhuǎn)輸水箱一座及Ⅳ、Ⅴ區(qū)變頻調(diào)速供水設(shè)備各一套。Ⅳ區(qū)變頻調(diào)速供水設(shè)備同時(shí)為設(shè)置于二十九層的直飲水制備機(jī)房?jī)?nèi)的直飲水制取設(shè)備提供原水。44層水泵房?jī)?nèi)設(shè)食品級(jí)不銹鋼生活轉(zhuǎn)輸水箱一座及屋頂水箱進(jìn)水泵一套。29層、44層避難層設(shè)置的中間轉(zhuǎn)輸水箱容積按轉(zhuǎn)輸流量的1min取值。屋面水箱間設(shè)食品級(jí)不銹鋼生活水箱一座，供45～56層生活用水，容積按44層以上樓層最大時(shí)用水量Qh的50%確定。

3 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。①本樓采用污廢合流制。設(shè)專(zhuān)用通氣管；采用柔性接口排水鑄鐵管；污水水平橫干管敷設(shè)在四層樓頂梁下，保證支管連接點(diǎn)距立管底部下游水平距離大于3m。②潛水排污泵。本建筑所采用的潛水排污泵主要包括兩種型號(hào)：在消防電梯集水坑及地下水泵房集水坑中，設(shè)置較大型號(hào)潛水排污泵，型號(hào)8OQW45-22-5.5，每個(gè)集水坑中設(shè)置兩臺(tái)潛水泵，一用一備；在地下室其它部位，均設(shè)置較小型號(hào)的潛水排污泵，型號(hào)5OQW15-22-3.0。③室外排水構(gòu)筑物。生活污水經(jīng)立管收集后下至一層出戶(hù)，經(jīng)三格化糞池處理后，排入市政排水管網(wǎng)，化糞池根據(jù)實(shí)際使用人數(shù)計(jì)算，污水停留時(shí)間12h，清掏周期90d。

（2）雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。重現(xiàn)期選擇。本大樓塔樓屋面雨水采用重力流系統(tǒng)排放，雨水由87型雨水斗收集；裙樓屋面雨水采用壓力流系統(tǒng)排放，雨水由虹吸雨水斗收集。屋面雨水經(jīng)水平干管及雨水立管下至地下一層及一層出戶(hù)，雨水出戶(hù)管經(jīng)消能井后排人市政雨水管道。

4 商業(yè)裙房冷卻循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷卻循環(huán)水系統(tǒng)流程：

本樓冷卻循環(huán)水系統(tǒng)采用的設(shè)備及構(gòu)筑物主要包括冷卻塔、冷卻循環(huán)水泵、冷卻循環(huán)水補(bǔ)充水泵等。

5 直飲水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目辦公各層飲水間設(shè)管道直飲水供應(yīng)系統(tǒng)：

（1）本設(shè)計(jì)直飲水供應(yīng)系統(tǒng)采用兩套。低區(qū)直飲水制備機(jī)房設(shè)于地下二層，由Ⅱ區(qū)生活變頻供水設(shè)備向機(jī)組提供原水；高區(qū)直飲水制備機(jī)房設(shè)于二十九層，由Ⅲ區(qū)生活變頻供水設(shè)備向機(jī)組提供原水。

（2）直飲水供應(yīng)系統(tǒng)分為高低兩個(gè)大區(qū)供水。高區(qū)為29～56層，低區(qū)為1～28層。高低兩區(qū)均采用變頻調(diào)速水泵加壓供水，管網(wǎng)布置均為上行下給式。當(dāng)壓力超過(guò)0.35MPa時(shí)，采用減壓閥減壓。直飲水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)循環(huán)管道，循環(huán)管道內(nèi)水的停留時(shí)間不超過(guò)6h。高低兩區(qū)均采用在管網(wǎng)末端設(shè)電磁閥定時(shí)開(kāi)啟、重力回水的方式進(jìn)行循環(huán)，回水管末端設(shè)流量調(diào)節(jié)閥。循環(huán)回水接至循環(huán)過(guò)濾器處理后，經(jīng)過(guò)臭氧消毒回至凈水箱。

6 消防給水設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)設(shè)置。本樓建筑高度H=240.65m，H>100m，屬一類(lèi)超高層建筑。本設(shè)計(jì)按一類(lèi)超高層綜合樓消防要求配置消防設(shè)施。具體設(shè)置部位為：全樓設(shè)置消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)和建筑滅火器，變配電房設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)房設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)，三層以上通高的中庭設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)型大空間智能滅火裝置。

（2）消火栓系統(tǒng)。①消火栓用水量。該工程為一類(lèi)超高層建筑，其室內(nèi)消火栓用水量40L/s，室外消火栓用水量30L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3h。則一次火災(zāi)室內(nèi)消火栓用水量為432m3，室外消火栓用水量為324m3。②消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本工程室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)為臨時(shí)高壓系統(tǒng)，分為上下兩個(gè)大區(qū)加壓供水。下區(qū)為地下2～25層加壓供水系統(tǒng)，由設(shè)于地下2層水泵房?jī)?nèi)的消火栓給水加壓泵供水；上區(qū)為26至屋頂機(jī)房層加壓供水系統(tǒng)，由設(shè)于29層水泵房?jī)?nèi)的消火栓給水加壓泵與地下二層水泵房?jī)?nèi)的消火栓給水加壓泵垂直串聯(lián)供水。③消火栓系統(tǒng)設(shè)備。本工程消火栓系統(tǒng)設(shè)備主要包括：地下2層：臥式恒壓切線(xiàn)消防泵兩臺(tái)（一用一備）；29層：臥式恒壓切線(xiàn)消防泵兩臺(tái)（一用一備）、消防水箱保證下區(qū)消火栓系統(tǒng)初期滅火用水；屋面水箱層：屋頂消防水箱及氣體頂壓式自動(dòng)消防給水設(shè)備DTJO.5/10-6型一套。提供上區(qū)火災(zāi)初期滅火用水及維持上區(qū)消火栓給水系統(tǒng)管網(wǎng)平時(shí)壓力。

（3）自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。①自噴系統(tǒng)用水量。商業(yè)、地下車(chē)庫(kù)屬中（Ⅱ）危險(xiǎn)級(jí)，自噴水量按中（Ⅱ）危險(xiǎn)級(jí)，噴水強(qiáng)度8L/min·m2，作用面積160m2，流量27.73L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間lh；辦公樓屬中（I）危險(xiǎn)級(jí)，自噴水量按中（I）危險(xiǎn)級(jí)，噴水強(qiáng)度6L/min·m2，作用面積160m2，持續(xù)噴水時(shí)間1h，流量20.8L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間lh；辦公大堂高度超過(guò)12m，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)型大空間智能滅火裝置，每個(gè)噴頭設(shè)計(jì)流量為5L/s，設(shè)計(jì)同時(shí)開(kāi)啟噴頭數(shù)量為9個(gè)，q=45L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為1h。綜上，本工程自噴水量取最大值，即標(biāo)準(zhǔn)型大空間智能滅火裝置和噴淋同時(shí)工作時(shí)，火災(zāi)持續(xù)時(shí)間1.0h，故地下室消防水池內(nèi)儲(chǔ)存自噴水量270m3。②自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本工程自噴給水系統(tǒng)為臨時(shí)高壓系統(tǒng)，分為上下兩個(gè)大區(qū)加壓供水。下區(qū)為地下2～25層加壓供水系統(tǒng)，由設(shè)于地下2層水泵房?jī)?nèi)的自噴給水加壓泵供水；上區(qū)為26層至屋頂機(jī)房層加壓供水系統(tǒng)，由設(shè)于29層水泵房?jī)?nèi)的自噴給水加壓泵與地下2層水泵房?jī)?nèi)的自噴給水加壓泵垂直串聯(lián)供水。③自噴系統(tǒng)設(shè)備選型。本工程噴淋系統(tǒng)設(shè)備主要包括：地下二層臥式恒壓切線(xiàn)消防泵兩臺(tái)，一用一備；地下2層主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)給水泵；臥式恒壓切線(xiàn)消防泵兩臺(tái)，一用一備；29層：臥式恒壓切線(xiàn)消防泵兩臺(tái)，一用一備，消防水箱提供下區(qū)噴淋系統(tǒng)初期滅火用水；屋面水箱層：屋頂消防水箱、增壓設(shè)備。提供上區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)初期滅火用水。

（4）水噴霧滅火系統(tǒng)。本大樓地下1層柴油發(fā)電機(jī)房及其油箱間需設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)。柴油的閃點(diǎn)為60～110℃。柴油發(fā)電機(jī)及其油箱的噴霧強(qiáng)度取20L/min·m2。設(shè)計(jì)流量為36.5L/s，0.5h滅火時(shí)間。

7 結(jié) 語(yǔ)

超高層建筑的給排水和消防設(shè)計(jì)并非是簡(jiǎn)單的文字就能描述的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮，超高層建筑不斷涌現(xiàn)，各種技術(shù)也在不斷的應(yīng)用到這些建筑中來(lái)，因此從設(shè)計(jì)角度講，沒(méi)有一成不變的模式，都是在實(shí)踐中不斷地摸索，吸收新技術(shù)、新方法來(lái)完善設(shè)計(jì)，并更加合理，以人為本，服務(wù)社會(huì)。