淺談上海某超高層項目給排水系統設計策略

倪雋

科進柏誠工程技術（北京）有限公司上海分公司 上海 200052

1 工程概況

本次設計項目位于上海市中心地塊，是以辦公、大型商業為主，集酒店、餐飲、休閑、文化、娛樂為一體的綜合開發項目。建設用地面積約12萬m2，總建筑面積約120萬m2，由多棟辦公樓、五星級酒店，住宅樓，裙房商業及地庫組成。其中，最高一棟塔樓建筑高度約為300m，其余幾棟超高層塔樓建筑高度分別為148m，220m和145m。

2 系統設計介紹及分析

2.1 給水系統

根據建筑物的不同功能、建筑高度要求，給水系統供水方式如下：

2.1.1 首層及地下室的生活用水均由市政給水管網直接供給。

2.1.2 商業裙房（2層及以上）的商業生活用水由變頻泵加壓供給。

2.1.3 辦公區生活用水通過砂濾處理，建筑高度低于100m的辦公樓，低區采用變頻加壓供水方式，高區采用水泵水箱的重力供水方式，T1~T4辦公樓采用水泵水箱串聯的重力供水方式[1]。

2.1.4 酒店全部生活用水均經過砂濾+碳濾+精濾的水質處理。廚房、洗衣房用水需進行軟化處理。酒店在裙房、地庫區域采用變頻泵加壓的供水方式，在塔樓區域采用水泵水箱串聯的重力供水方式。

2.1.5 變頻供水和重力供水的性能對比分析：如下表1。

表1 變頻供水和重力供水的性能對比

2.2 雨水系統

塔樓采用重力雨水系統，以T1塔樓為例，塔樓建筑高度300m，每隔數層設有露天退臺，退臺下方為辦公租戶區域或避難層。因退臺分別位于不同樓層的不同方位，計算雨水時匯水面積需要按退臺面積及塔側一半面積計算，故低區的退臺雨水量最大，且雨水收集較為困難。結合項目建筑特點，提供三個排水方案：

方案一：塔樓退臺雨水立管就近貼臨立柱至下一個避難層后，轉入核心筒立管處。該方案的優點是，雨水管路可以貼梁底敷設，不影響辦公租戶凈高，可以減少雨水漏水隱患；但雨水管道敷設在租戶區會產生噪聲，且管道包裹影響精裝效果，降低辦公租戶的體感及檔次；

方案二，塔樓退臺雨水直接穿越租戶區，接至核心筒管井內。該方案的優點是雨水排水噪聲影響較小，對租戶的內部精裝基本不影響。但懸吊管放坡敷設可能影響租戶凈高，建議懸吊管過梁處穿鋼梁敷設，并將管路設于梁空間，盡量避免雨水懸吊管與租戶區送風管和排煙管的交叉。由于懸吊管管線過長，存在漏水隱患，需增加設置集水盤，以減少管道漏水對租戶的影響；

方案三，采用虹吸雨水排水系統，虹吸雨水排水系統的懸吊管管路口徑較小，無須考慮放坡，對于租戶凈高有一定的優勢，但該系統在設計初期，需要格外注意土建提資，該系統要求排水溝寬度≥600mm，溝深不小于300mm；同時懸吊管距離導流板高度≥1.0m，可能會影響租戶凈高。此外還要關注，由于塔樓退臺位于塔樓高區，故常規的虹吸雨水系統之HDPE管不適用于本項目，需要改用加厚不銹鋼管，管材更換對造價有一定影響[2]。

經過技術分析，結合三種排水方案的優缺點及項目檔次，最終選定方案二作為本項目的退臺排水方案。本項目在設計時還考慮到冬夏季時室內外溫差過大，會引起管道外部產生凝結水，故要求所有雨水懸吊管外圍包裹13mm的像素保溫。

2.2.1 雨水設計流量計算

2.2.1.1 設計雨水流量應按下式計算：

根據上海地區暴雨強度公式：

2.2.2.2 匯水面積的計算：塔樓按迎風面一半的塔側面積疊加退臺平面面積之和，為退臺的匯水面積。

以本項目的T1塔樓45層退臺排水為例：45層退臺平面匯水面積為180m2，45層退臺以上的單側墻體一半面積為1000m2，徑流系數取1，塔側和退臺的雨水重現期按100a計算，雨水設計流量：

其余樓層的設計雨水量，如下：

表2 T1塔樓不同樓層退臺雨水系統設計雨水量計算

2.3 消防系統

2.3.1 消防系統的水源。消防由市政來供水，各個區域分別設置2路DN300引水管道，在相應的基地內構建DN300環網，為區域提供生活用水和消防用水。

L、J、G區域及其對應地下室設置有2套室內消防供水系統。系統I是高壓消防供水系統，供水的范圍是L區的T1塔。系統II為臨時性的高壓消防供水系統，供水的范圍是L區域的商業裙房、G區域、J區域及對應的地下室[3]。

2.3.2 消防的用水量：根據各功能區域的火險等級，確定各滅火系統的水消耗量。

表3 系統I（T1塔- 250m）滅火系統的水消耗量

表4 消防系統II(T2塔樓及裙房地庫) 滅火系統的水消耗量

2.4 室內的消火栓系統

2.4.1 系統的形式。消防系統I采用的是常高壓供水系統。系統內含有地庫消防水池，高位消防水池、室內消防轉輸泵、消火栓增壓泵、室內消火栓、避難層消防減壓水箱、避難層消防轉輸水箱等裝備。

消防系統II采用的是臨高壓供水系統。系統內含有地庫消防水箱，高位消防水箱、室內消火栓加壓水泵、室內消火栓轉輸水泵、室內消火栓和避難層消防轉輸水箱等裝備[4]。

2.4.2 系統的設置。考慮到分期施工建設，故分設兩套獨立的消防泵房。其中，消防系統I以《250米以上超高層建筑加強措施會議通知》公消2018-57號文為設計依據，分別在地庫及屋頂各設置有效容積約560m3的消防池，可以儲存火災延續時段里的所有消防用水。根據消防系統的壓力分區要求，T1塔L22、L39層的疏散層設有消防轉輸水泵房，有效容積為64m3。在T1塔樓L49層、L30層避難層設置消防減壓水泵房，減壓水箱有效容積18m3。

2.4.2.1 消防系統Ⅱ在J地塊的T2塔樓L20層避難層設置消防轉輸水泵房，轉輸水箱有效容積64m3，T2塔樓建筑高度148m，在屋頂設置有效容積為50m3的高位消防水箱。

2.4.2.2 采取消防水壓的增壓措施，確保一般時候最不利消火栓的栓口靜水壓高于0.15MPa。火災期間滅火水槍的充實水柱按13m設計，最不利消火栓栓口壓力不小于0.35MPa。栓口動壓超過0.5MPa的室內消火栓應設減壓孔板或采用減壓穩壓消火栓。系統設泄壓閥防止超壓。

2.4.2.3 按規范要求于室外設置水泵接合器，每個水泵接合器流量為10～15L/s 。

當建筑物高度超過消防車的給水高度的時候，消防供水裝置應在設備層等便利位置，配備手抬泵或移動式泵接力供水的吸水和加壓接口。

2.5 大空間智能滅火系統

凈空高度大于8m的IMAX影院，酒店大堂，及商業中庭所用的自動滅火設備設計的流量為5L/s，射水裝置和探頭的最高安裝高度不得高于15m，最低安裝高度不得低于6m。

2.6 氣體滅火裝置

2.6.1 地下變配電室和開關站等設置管網組合成分配式七氟丙烷（FM200）氣體滅火裝置。

2.6.2 塔樓內的變配電房、酒店通信網絡機房設置單元獨立式七氟丙烷（FM200）。

2.6.3 變配電房、開關站設計滅火濃度C1=9%，設計噴放時間不應大于10s；酒店通信網絡機房的設計滅火濃度C1=8%，設計噴放時間t不應大于8s。

2.6.4 裝置為組合分配式全淹沒系統，控制的方式為全自動控制、手動操控和機械操作三種。

2.7 商業中庭周圍的防護冷卻系統

本項目裙房商業防火分區分隔與傳統商業項目不同：中庭及商業走道是一個獨立的防火分區，商業和走道以防火墻、防火門及防火玻璃為界。根據消防新規要求，當防火玻璃用作隔墻時，需采用自動噴水滅火系統進行保護；考慮到防火玻璃兩側均可能著火的可行性，建議玻璃兩側均需設窗玻璃噴頭，以確保對玻璃的防護冷卻之用[5]。

3 結束語

通過對上海某超高層項目給排水設計的總結，對超高層項目的給水、雨水及消防系統的相關問題進行探討。本項目在整個設計過程中，結合新的規范及要求，對于給排水和消防系統設計難點提出解決辦法，以供類似項目參考。