超高層建筑給水排水系統設計

梁宇干

廈門華建筑工程設計有限公司（361012）

超高層建筑給水排水系統設計

梁宇干

超高層建筑工程項目的出現，為給排水系統施工技術帶來了一定的挑戰。結合具體工程實例，對超高層建筑給排水系統技術要點進行分析，以保證給水排水管道的安全使用。鑒于此，本文根據筆者多年從事建筑設計的工作經驗，簡單的對超高層綜合樓給水排水系統設計作出以下探討。

超高層建筑；給水排水設計；安全；設計

0 引言

超高層建筑是我國城市現代化建設的集中表現形式之一，也是建筑行業施工技術進步的具體體現。通常情況下，超高層建筑由地下車庫、人防工程、商業區、辦公區、住宅區以及酒店等多種功能組成，建筑高度超過100 m，并在40層以上。超高層建筑的高度超限，給水排水系統縱向有別于普通的高層建筑，所以要求設計人員熟悉各個系統的優缺點，并針對不同的建筑，采用相對科學的設計方案。

1 生活給水系統

1.1 市政直接供水系統

《城鎮給水排水技術規范》（GB 50788-1012）規定，城鎮給水系統應滿足用戶用水的水壓要求，且建筑給水系統應充分利用市政給水壓力。因此，應根據建設單位提供的當地市政自來水24 h水壓報告的最低供水壓力確定市政供水樓層，必要時可考慮建筑裙房建筑功能，以利于系統的簡化。比如某超高層項目，裙房1～3層為商業區域，塔樓4～16層為酒店，17層以上為辦公區域，市政供水壓力扣除水表、倒流防止器及沿程水頭損失后，能供至4層。也可預防將來城市發展后，用水量增加可能導致市政供水壓力下降，市政供水可以至供至3層。

1.2 二次供水

二次供水一般有兩種方法，即為變頻加壓供水以及重力供水。超高層建筑由于豎向高于普通的高層建筑，其二次供水系統要綜合各種因素考慮，包括建筑供水設備的性能、供水管材的承壓情況，還應考慮到系統合理、供水安全可靠以及節能。因而，超高層建筑的二次供水系統往往采用變頻加壓與高位生活水箱重力供水相結合的供水方式。例如，100 m以下的樓層采用變頻供水系統，100 m以上的樓層采用地下設備房工頻泵+塔樓避難層或設備層的高位水箱供水。下一級的高位水箱作為上一級系統的轉輸水箱和下一級系統的供水水箱。這樣劃分系統的好處是，充分利用變頻供水系統的樓層，同時，保證這部分系統的承壓不至過高。工頻泵加高位水箱供水系統只需干管采用高承壓的管材，其他管材為普通壓力的管材，節省工程造價，同時保證系統的安全可靠。 為了防止二次污染，可在儲水箱內設消毒器。

1.3 噪聲控制

水泵的運行一般會產生極大的噪聲，超高層建筑要想做好噪聲控制，一般采用兩種方式。首先，將水泵的啟動頻率降低，這就需要做好傳輸水箱的容積設計。通常情況下，會采取最高上限的容積設計，使得水泵的運行噪聲得到有效的控制。其次，將傳統的工頻泵傳輸水泵轉變為管中泵，這種傳輸水泵可以直接放到傳輸水箱內，使得傳輸水箱的運行噪聲得到控制。但是這種傳輸泵會對傳輸水箱產生一定的污染，因此，設計時要考慮消毒設備，保證用水水質，并能夠在使用的過程中，定期對傳輸水箱進行清洗。

1.4 室外給水系統

在超高層建筑中，室外綠化給水系統設計同樣十分重要。在國家提出生態建設的背景下，超高層建筑室外綠化給水系統通常會采用綠色環保的雨水回收使用系統。在降雨的過程中，地表雨水的水質已經受到了極大的污染，不符合雨水回收利用標準，因此，多會對屋面雨水進行回收利用。當然屋面雨水也不能保障其水質百分之百干凈、優良，因此，會采用生物處理方法及沉沙處理方法，對其水質進行處理，最后達到室外綠化給水的要求。

2 消防給水系統

超高層建筑中的消防給水系統設計同樣十分重要。由于超高層建筑的特殊性，其一旦發生嚴重的火災，消防工作的難度非常的大，因此消防給水系統的科學化建立就顯得極為關鍵。通常情況下，超高層建筑在構建消防給水系統時，會通過市政給水建設，引用兩條及兩條以上的給水管，在建筑工程項目中的場地內部形成一個系統的給水環網[1]，保障其室外消防用水量。超高層綜合樓的室內消防給水系統的建立一般有采用三種方式，分為并聯、串聯以及重力給水。

2.1 并聯消防給水系統

在超高層建筑中設置一套消防水泵稱之為并聯消防給水系統。這種消防給水系統在超高層建筑的高低區需要設置減壓閥組，從而實現不同分區的消防供水。結合《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014）對系統分區壓力的要求，當系統工作壓力不大于2.4 MPa且能滿足消防車的供水高度時可以采用并聯消防給水系統。并聯消防給水系統設備集中設置于底層，節省避難層面積，同時減少噪聲的影響，但是水泵的揚程和管道的承壓能力較高。

2.2 串聯消防給水系統

串聯消防給水系統是指在超高層建筑的不同分區中，設置獨立的消防水泵，利用上下級的控制水泵措施，使得水泵向超高層建筑的管網供水。當系統工作壓力不大于2.4 MPa時，宜采用串聯消防給水系統。這種消防給水系統較為復雜，工作程序較多，但是其供水壓力低，可以保障管網的安全，降低發電機組的壓力，使得超高層建筑對設備的投資成本降低。

2.3重力供水系統

重力供水系統是指將消防水池設置在超高層綜合樓的樓頂，可以有效避免因為火災發生造成機械故障、延遲消防救援時間的發生。這種消防給水系統的安全性最高，但是其對超高層綜合樓的荷載要求隨之增高。因此，這種方式一般適用于250 m以上的超高層建筑。

3 污水系統

污水系統是超高層建筑不可避免的排水系統。超高層建筑在排出污水的過程中，從高處往地下降落時會對超高層建筑的污水排水管道造成極大的影響。因此，超高層建筑在設計污水排水系統時，要重視污水排水管道的質量，選擇一些承壓性能佳的金屬管道材料，并且要控制管道線路的建設質量，增加一些減緩沖擊壓力的設備裝置，降低超高層建筑底下層數污水排水管的管內流速，減緩污水沖擊對管道造成的壓力。

4 雨水系統

雨水系統設計的安全性對超高層建筑的影響極大。一旦發生大面積的降雨時，而超高層建筑的雨水排水系統的設計考慮得不充分，就很容易造成雨水堆積、滲漏等現象，對超高層建筑的負面影響極大。因此，要重視雨水排水系統的設計，必須采用高質量、耐腐蝕的排水管材。通常情況下，雨水排水系統采用重力設計方法，這種方法雖然加速了雨水的排水流量，但是一旦出現特大降雨天氣，降雨量遠遠超過雨水排水系統的設計排水能力，雨水排水管道的壓力就會增大、破裂。因此，要調查當地的降水情況，選擇高質量、耐腐蝕的金屬管材，從而提高雨水系統的設計質量。

5 結論

社會各行業領域對超高層建筑給水排水系統設計的要求不斷提高，因此，應積極對超高層生活給水系統、消防給水系統以及污水系統、雨水系統的設計進行分析，總結具有針對性的設計要點，從而提高超高層建筑的給水排水系統的設計質量。

[1]邵林廣,陳娟娟,游相軍.超高層綜合樓中聯新華府給排水及消防設計[J].工程建設與設計,2012(6)：109-114.