超高層建筑給排水系統(tǒng)設計的思考
——以四川某大型綜合體給排水設計為例

孫勇軍

（四川正陽創(chuàng)想建筑設計有限公司，四川 成都 610000）

給排水系統(tǒng)是保證建筑基本使用功能的基礎設施之一，對建筑的正常使用具有非常重要的意義，其設計是否合理將會直接影響居民的生活質量。對超高層建筑來說，給排水系統(tǒng)的設計難度遠高于常規(guī)建筑，需要在設計過程中考慮更多影響因素，如建筑的整體布局、超高層建筑的供水可靠性、施工的安全保障措施等，對超高層建筑的給排水系統(tǒng)設計進行研究對促進我國建筑工藝的提高具有非常重要的意義。為此，下文以四川某大型綜合體給排水設計為例展開對超高層建筑給排水系統(tǒng)設計的深入思考。

1 工程概況

本工程由A 區(qū)裙樓、B 區(qū)裙樓、E 區(qū)裙樓、一號塔樓及C 裙樓、二號塔樓及D 裙樓、三號塔樓及F 裙樓、地下室組成。本文將以3 號塔樓及地下室分析超高層建筑中的給排水系統(tǒng)應用。

三號塔樓及F 裙樓地上共41 層，建筑高度為161.40 米，屬于超高層公共建筑。其中1-4 層為商業(yè)，5 層為酒店配套餐廳，6 層為酒店配套小型會議室，7層為酒店配套辦公用房，8 層為避難層兼做設備層，9-17 層為辦公用房，18 層為避難層，19-27 層為辦公用房，28 層為避難層兼做設備層，29 層為酒店配套管理用房，30-40 層為酒店客房，41 層為辦公。

地下室為地下三層，負一層為商業(yè)和車庫，負二、負三層為設備用房和車庫。

2 生活給排水系統(tǒng)設計

2.1 生活給水系統(tǒng)

本工程水源采用市政自來水[1]，供水壓力約為0.35MPa，分別從城市管網(wǎng)接入2 根DN300 的給水引入管在用地紅線內形成環(huán)狀供水管網(wǎng)。

給水系統(tǒng)豎向分區(qū)的壓力控制參數(shù)為：各區(qū)最不利點出水壓力要求不小于0.15Mpa（酒店客房衛(wèi)生間要求不小于0.20Mpa[2]），各分區(qū)最低用水點最大靜水壓力（0 流量狀態(tài)）不大于0.45MPa。

本工程根據(jù)建筑高度、水源條件、防二次污染、節(jié)能和供水安全原則，供水系統(tǒng)設計如下：

（1）酒店部分（29F-41F）給水系統(tǒng)豎向分成2 個區(qū)，1 區(qū)為29-34F，2 區(qū)為35-41 層，分別由28 層避難層生活水泵房+1 區(qū)/2 區(qū)酒店變頻泵組加壓供水。酒店給水系統(tǒng)原理圖如圖1 所示。

圖1

（2）辦公樓部分（6-27F）給水系統(tǒng)豎向分為2 個區(qū)，1 區(qū)為6-17F，由負三層生活水泵房低區(qū)辦公樓變頻泵組加壓供水；2區(qū)為19-27F，由18 層避難層水泵房高區(qū)辦公樓變頻泵組加壓供水。

（3）其余商業(yè)（1F-5F）用房給水系統(tǒng)豎向分為1 個區(qū)，由市政自來水壓力直接供給[3]。

考慮到超高層建筑供水可靠性、經(jīng)濟性以及管理的便利性和不同使用功能對水質要求不同等因素，采取了以下措施來滿足該建筑的供水要求：

（1）為保證酒店供水的安全性，增加酒店專用生活儲水箱有效容積。按照規(guī)范要求，二次加壓供水的部位，儲水箱有效容積大小可根據(jù)規(guī)范按20-25%的最高日用水量取值即可，該項目地下室酒店專用生活儲水箱有效容積保證儲存最高日70%的生活用水量約360m3。

（2）因自來水收費標準不同和便于管理，建筑內設有多套計量系統(tǒng)：辦公給水、酒店給水、商業(yè)給水和超市給水，每套系統(tǒng)分別計量。

考慮以后運營管理，辦公樓每層單獨計量。酒店分用途計量，如洗衣房、廚房、員工更衣室、公共區(qū)域衛(wèi)生間、各區(qū)域生活熱水系統(tǒng)的冷水補水管等處分別設置水表計量。商業(yè)每層每區(qū)單獨計量。地下車庫設置清潔用水點總計量水表。冷卻塔補水酒店、辦公樓、商業(yè)用房分別單獨計量。

（3）為提高酒店生活用水品質，對進入地下室酒店專用生活水箱的市政自來水進行水質深度處理，市政自來水深度處理工藝如下：市政自來水→生活原水箱→原水增壓泵→石英砂過濾→活性炭過濾→消毒→生活凈水箱；其余部分生活用水直接采用市政自來水。

酒店洗衣房水質硬度要求≯50mg/L，但該處市政自來水水質硬度約為180mg/L，進酒店洗衣房的市政自來水水質需軟化處理。本工程采用以下軟化處理工藝：市政自來水→深度處理系統(tǒng)→軟水增壓泵→鈉離子交換軟水器（工作流程：產(chǎn)水、反洗、吸鹽、正洗、鹽箱注水）→軟化水箱。處理后的水質硬度約35mg/L 左右，滿足洗衣房水質使用要求。

2.2 生活熱水系統(tǒng)

本工程僅酒店部分設置集中熱水供應系統(tǒng)，辦公用房、商業(yè)裙房和地下超市等部位根據(jù)業(yè)主意見不設集中熱水供應系統(tǒng)，需用熱水處由租賃方自理。

酒店用房主要在以下部位設置集中熱水供應：酒店客房、公共廚房、公共淋浴間、洗衣房等，其余酒店裙房公共衛(wèi)生間洗手盆處設置小型即熱式電熱水器（小儲寶）分散供應[4]。

酒店生活熱水系統(tǒng)在豎向進行分區(qū)供水，分區(qū)方式與生活給水系統(tǒng)相同。

酒店生活熱水溫度、用水量及耗熱量設計如下：

（1）冷水計算溫度按7℃計，熱水出水溫度按60℃設計。

（2）最高日熱水總用水量約為208.67m3/d，最大時用水量為33.88m3/h。

（3）酒店小時耗熱量為2289KW。

（4）洗衣房熱水溫度不低于74℃，客房、廚房等取水點溫度應不低于55℃。

（5）熱水制備：酒店熱水集中供應由容積式浮動盤熱交換器制備，熱交換器設在28 層熱水機房，熱源由一層鍋爐房提供[5]。

為保證生活熱水的供應溫度，設計采用機械循環(huán)管道系統(tǒng)。為了提高熱水使用的舒適性，減少用水點出熱水的時間，酒店客房部分衛(wèi)生間熱水設置支管循環(huán)系統(tǒng)。熱水循環(huán)管網(wǎng)采用同程布置，循環(huán)泵啟停由泵前回水管溫度自動控制。

2.3 飲用水供應

酒店客房飲用水采用電開水壺供應，辦公樓飲用水采用桶裝電飲水機分散供應。商場、超市根據(jù)二裝需要設置商用飲水機分散供應飲用水。地下室各類機房內預留電插座，由職工采用電開水壺自行制備開水。

2.4 生活污水系統(tǒng)

本工程生活污水最高日總排水量約為592.15m3/d，最大時排水量為61.69m3/h。

污水立管設有專用通氣立管，底層污水單獨排放。室內地面層以上的生活污水重力流排出，地面層以下的污水采用管道匯集至地下室污水提升設備間內，由成套污水提升裝置收集并機械提升排至室外污水檢查井。地下室廢水匯集至集水坑內，用潛污泵提升后排至室外雨水管道。

地上餐飲廚房含油污、廢水就近設置成品隔油處理設備，經(jīng)隔油設備處理后，排入室外污水檢查井。地下室廚房含油污廢水先重力排至下層污水處理設備間，經(jīng)隔油設備處理后，強排至室外污水檢查井。

在污水系統(tǒng)中還應注意排水坡度的確定，坡度過大則出戶管占用豎向空間較大，不利于美觀，坡度過小又容易造成水流速度過小，管道容易堵塞，通用做法見表1。

表1 排水管道標準坡度表

2.5 雨、廢水系統(tǒng)

屋面雨水設計流量按照暴雨強度公式計算，根據(jù)建筑不同重要等級，超高層屋面采用設計降雨歷時t=5min，設計重現(xiàn)期P=50 年，屋面徑流系數(shù)ψ=0.90；裙房大屋面采用設計降雨歷時t=5min，設計重現(xiàn)期P=10 年，屋面徑流系數(shù)ψ=0.90。3 號塔樓屋面雨水采用重力流排水系統(tǒng)，其雨水管道系統(tǒng)排水能力按100 年重現(xiàn)期校核；裙房大屋面采用壓力流（虹吸式）排水系統(tǒng)，其屋面雨水排水管道系統(tǒng)+溢流口設施總排水能力，按不小于50 年重現(xiàn)期設計。

管道井內廢水、空調冷凝水、屋面雨水就近排至室外散水溝或者雨水檢查井。地下室內地面沖洗廢水、有可能進入地下室的雨水、泵房集水以及消防排水均由集水坑收集，由潛污泵提升至室外雨水口或雨水檢查井。

3 結論

給排水系統(tǒng)是保證超高層建筑使用功能得以實現(xiàn)的重要設施，與超高層建筑中用戶的生活質量息息相關。給排水系統(tǒng)設計人員應秉承著安全、實用、經(jīng)濟的設計原則，不斷優(yōu)化給排水系統(tǒng)設計方案，才能促進超高層建筑的不斷發(fā)展。