超高層建筑給水排水設計中的節能、節材研究

陳福芝

摘 要：超高層建筑在現代城市中已經逐漸普遍化，隨著施工單位逐漸熟悉建設超高層建筑的工作流程，同時也對更多的先進施工經驗進行了累積，超高層建筑的質量也被切實提升，超高層建筑工程系統也變得更加成熟。基于超高層建筑施工活動存在的高消耗缺陷，技術人員從建筑的各處功能設計入手，全面落實了節能優化工作，同時兼顧節省施工建材與控制耗能問題兩方面需要。本文結合給排水系統，解析節材與節能工作需要。

關鍵詞：超高層建筑；給排水設計；節材；節能；施工方法

城市建筑整體建設質量與先進性均有所提升，工程缺陷大幅減少，全新的建筑系統隨現代城市發展逐步形成，除了綠色建筑之外，智能建筑也逐漸成為各個施工單位建設的對象，在智能建筑與綠色建筑的基礎上，施工方以現有的施工技術手段增加了建筑的高度，在城市范圍內建設了更多的現代超高層建筑，這種建筑雖然具有較大內部容量，但是相對地，整體耗材與耗能量也相對相對較大，現從給排水施工活動切入，探討如何開設節能與節材施工活動。

1 避難層給排水設計工作分析

就建筑高度在120m左右超高層建筑的噴淋系統的報警閥設置來說，通常采用分散設置濕式報警閥的做法：在避難層內設置若干套濕式報警閥，供建筑高區自動噴水滅火系統使用；在地下室內設置若干套濕式報警閥，供避難層以下的低區自動噴水滅火系統使用。同時，根據《自動噴水滅火系統設計規范》的相關要求，濕式報警閥入口壓力不應大于1.2Mpa，在低區濕式報警閥環狀供水管道入口設置減壓閥組，控制閥前壓力不大于1.2Mpa。

在閉式自動噴水滅火系統設計中，根據計算，噴淋水泵揚程需要1.8Mpa.在整個閉式自動噴水滅火系統的各個組成部分中，結合相關噴淋產品所提供的技術參數，濕式報警閥的最大工作壓力為1.2Mpa；普通玻璃球下垂型噴頭的額定工作壓力為1.2Mpa，出廠試驗壓力為3.0Mpa；一般水流指示器的額定工作壓力為1.2Mpa，出廠密封測試壓力為2.4Mpa；對夾式安全信號蝶閥的額定工作壓力可達1.6Mpa。

在項目設計中，筆者曾作過如下考慮：如果按照常規設計，采取在地下室和避難層分散設置濕式報警閥的做法，在低區報警閥組前的環狀管網上分別設置減壓閥組。根據設計要求，減壓閥組通常采用兩組并聯，每個報警閥組采用報警閥前后設置控制閥門，并在報警閥前加設過濾器的做法。由于報警閥前后的控制閥門一般采用普通手動閥門，一旦減壓閥出現故障的情況下，控制閥門不具備自動關閉功能。因此，兩組報警閥組通常不具備故障情況下的自動切換功能，只能手動進行切換。此外，由于報警閥分散設置，從一定程度上增加值班人員的工作強度。

為了克服低區上述不足，進一步確保濕式報警閥的安全，經反復考慮，最終決定把濕式報警閥集中設置在避難層。由于避難層的建筑高度大約在60m左右，由噴淋水泵揚程減去報警閥和噴淋水泵間的高差，從而可以確保濕式報警閥閥前壓力小于1.2Mpa。相比之下，由于報警閥在避難層集中設置，無需在閥前設置減壓閥組即可有效保證報警閥不會發生超壓，從而可以充分確保報警閥的安全，進一步提高了整個自動噴水滅火系統的安全程度。

2 屋面給排水設計工作分析

為了使超高層建筑的屋面可以保持其強度水平，施工方也會在屋面位置建設給排水系統，根據屋面構造來設計完備的給排水系統，在處理框架型的建筑屋面時，施工方往往會將其與核心筒系統進行結合，超高層建筑內部的豎向管道數量相對比較多，這些豎向管道會占據一定的建筑空間，其他空間布置工作會因此而受到間接性影響，因此給排水設計負責人需要在確保屋面排水系統可被順暢使用的前提下，適當縮減豎向管道的使用數量。

基于優化超高層建筑空間設計與減少管材消耗量的多重工作需要，可以對屋面系統的雨水排水系統加以改造，依照屋面設計規范，施工在建設雨水排水系統時，必須使用就金屬管或者具有一定承壓能力的塑料管，從屋面設計項目的實際情況展開研究，可以發現部分施工單位在這一部分排水工作管道設計中使用了特殊的熱浸鍍鋅鋼管，另外還有使用剛塑復合管道的情況。

在對該類建筑的排水系統中的噴淋裝置進行設計時，需要以試水情況為準，優化末端的裝置設計活動，還要增設獨立的試水排水系統。在對噴淋平面進行設計時，需兼顧前期的雨水排水系統建設工作，以這部分所處的位置為準，來調整噴淋管道的位置，一般雨水管道會被安置到外墻部位，試水設備可以被安放到雨水管道附近，可以嘗試增加雨水管道的功能，使其被用于噴淋系統中排水與試水活動。這種設計方式可以幫助節省一部分管材。

3 冷卻塔節能設計分析

超高層建筑的冷卻水循環體系一般會被設計到冷卻塔之中，在設計該附屬建筑時，要結合室外場地、裙房以及主樓所處位置，將冷卻塔設計到合適的位置，以便達到節省建筑工程造價。給冷卻塔選定位置時，要綜合考慮室外環境條件與相應建筑施工規范，在技術條件允許的前提下，可將冷卻塔安置到建筑外部綠化環境中，可以嘗試縮短制冷機組與冷卻塔之間的距離，進而節省冷卻水循環管道施工活動中管材消耗量，同時還可以幫助縮減整體冷卻塔施工成本。當冷卻塔之中的管道長度被縮短后，系統的水頭損失也隨之減少，該區域應用的水泵裝置的揚程也可降低，冷卻塔內部運行成本被控制。

在對風速影響進行分析時，高空風速大于地面風速，因此如果冷卻塔可以被設計到相對比較低的位置，冷卻水循環系統中損失的水量也被縮減，該處系統的節水需要可被滿足，因此在滿足冷卻塔施工條件的前提下，可以嘗試降低該建筑的高度，控制二次加壓問題。

在該項目設計中，結合該建筑底層的使用功能，同時，結合該建筑室外場地的情況，把冷卻塔設置在該建筑南側的室外綠地內。考慮美觀需要，要求冷卻塔廠家對塔體（方形橫流式冷卻塔）進行適當美化（借鑒電氣專業室外箱式變電站的做法：室外箱式變電站經適當美化處理后，其外觀效果可作為室外建筑小品）。由于冷卻塔設在室外綠地上，為了防止室外落葉進入冷卻循環水系統，設計要求在冷卻塔的塔頂出風口上設置鋼絲網。該系統經過空調季節運轉，運行情況良好。同時，根據建成后的實際效果來看，由于室外冷卻塔處理得當，相當于一個室外小品，對于豐富建筑環境，起到了不錯的效果。

4 結束語

超高層建筑已經逐漸成為發達城市的標志之一，隨著超高層建筑建設工作日益成熟，施工者已經將一些基礎性的建筑質量以及系統穩定性問題解決，但是當前形成的新問題也給超高層建筑施工帶去了過多的阻礙影響，為了使整個超高層建筑施工活動更為順暢且科學化，施工方應當繼續細化超高層施工，總結施工問題，本文以給排水施工體系為核心，給出了節省建材以及控制耗能的施工建議，經濟化的建筑理念還應被落實到更多超高層建筑施工環節中。

參考文獻

[1]湯振勇.超高層建筑給排水設計中的節能與節材研究[J].建筑技術開發，2017，44（10x），28-29.

[2]張亮亮.建筑給水排水設計中的節能節材對策[J].四川建材，2017，43（6），233-234.

[3]林群.淺談建筑給排水節能的設計思路與節能措施[J].建材與裝飾，2017（37）.