超高层建筑给排水设计

陈佳铭

摘 要：本文结合超高层建筑给排水工程的设计与实践，对超高层建筑中各层区给水安排设计、排水系统设计、冷却循环水系统、直饮水系统、消防给水以及给水管的管材选用等问题进行探讨。

关键词：超高层建筑；给排水设计；冷却循环水系统；消防给水；管材选用

1 工程概况

该工程地上56层，地下2层，其中底部4层为办公和商业裙房，5层至56层为塔搂，属一类超高层建筑综合楼，用途为办公，地下两层为配套设备用房和车库。在本建筑物旁市政道路敷设有市政给水、污水及雨水干管，可供本建筑接口，且市政给水管最不利供水压力为0.26MPa。

2 各层区给水安排设计

（1）水源。本建筑全部生活用水取自市政给水管网。从市政主管开两条DN200的引入管接人本建筑。本建筑生活用水、消防用水分别设水表计量。消防水表后采用DN150的给水管在本大楼室外形成环网。

（2）给水分区。选择合理的给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键，它直接关系到生活给水系统的使用效果和工程造价。根据建筑物各部分的使用功能及卫生器具对静水压的要求，采用串联并联结合方式供水。生活给水系统分为6个区。

（3）供水设备设置。地下2层水泵房内设食品级不锈钢生活储水箱两座及Ⅱ、Ⅲ区变频调速供水设备各一套。Ⅱ区变频调速供水设备同时为设置于地下二层的直饮水制备机房内的直饮水制取设备提供原水。Ⅲ区变频调速供水设备同时为设于29层水泵房内的生活转输水箱供水。生活水箱有效容积按需要二次加压生活日用水量的25%确定。29层水泵房内设食品级不锈钢生活转输水箱一座及Ⅳ、Ⅴ区变频调速供水设备各一套。Ⅳ区变频调速供水设备同时为设置于二十九层的直饮水制备机房内的直饮水制取设备提供原水。44层水泵房内设食品级不锈钢生活转输水箱一座及屋顶水箱进水泵一套。29层、44层避难层设置的中间转输水箱容积按转输流量的1min取值。屋面水箱间设食品级不锈钢生活水箱一座，供45～56层生活用水，容积按44层以上楼层最大时用水量Qh的50%确定。

3 排水系统设计

（1）污水系统设计。①本楼采用污废合流制。设专用通气管；采用柔性接口排水铸铁管；污水水平横干管敷设在四层楼顶梁下，保证支管连接点距立管底部下游水平距离大于3m。②潜水排污泵。本建筑所采用的潜水排污泵主要包括两种型号：在消防电梯集水坑及地下水泵房集水坑中，设置较大型号潜水排污泵，型号8OQW45-22-5.5，每个集水坑中设置两台潜水泵，一用一备；在地下室其它部位，均设置较小型号的潜水排污泵，型号5OQW15-22-3.0。③室外排水构筑物。生活污水经立管收集后下至一层出户，经三格化粪池处理后，排入市政排水管网，化粪池根据实际使用人数计算，污水停留时间12h，清掏周期90d。

（2）雨水系统设计。重现期选择。本大楼塔楼屋面雨水采用重力流系统排放，雨水由87型雨水斗收集；裙楼屋面雨水采用压力流系统排放，雨水由虹吸雨水斗收集。屋面雨水经水平干管及雨水立管下至地下一层及一层出户，雨水出户管经消能井后排人市政雨水管道。

4 商业裙房冷却循环水系统设计

冷却循环水系统流程：

本楼冷却循环水系统采用的设备及构筑物主要包括冷却塔、冷却循环水泵、冷却循环水补充水泵等。

5 直饮水系统设计

本项目办公各层饮水间设管道直饮水供应系统：

（1）本设计直饮水供应系统采用两套。低区直饮水制备机房设于地下二层，由Ⅱ区生活变频供水设备向机组提供原水；高区直饮水制备机房设于二十九层，由Ⅲ区生活变频供水设备向机组提供原水。

（2）直饮水供应系统分为高低两个大区供水。高区为29～56层，低区为1～28层。高低两区均采用变频调速水泵加压供水，管网布置均为上行下给式。当压力超过0.35MPa时，采用减压阀减压。直饮水供应系统设循环管道，循环管道内水的停留时间不超过6h。高低两区均采用在管网末端设电磁阀定时开启、重力回水的方式进行循环，回水管末端设流量调节阀。循环回水接至循环过滤器处理后，经过臭氧消毒回至净水箱。

6 消防给水设计

（1）系统设置。本楼建筑高度H=240.65m，H>100m，属一类超高层建筑。本设计按一类超高层综合楼消防要求配置消防设施。具体设置部位为：全楼设置消火栓系统、自动喷淋系统和建筑灭火器，变配电房设置气体灭火系统，发电机房设置水喷雾灭火系统，三层以上通高的中庭设置标准型大空间智能灭火装置。

（2）消火栓系统。①消火栓用水量。该工程为一类超高层建筑，其室内消火栓用水量40L/s，室外消火栓用水量30L/s，火灾延续时间3h。则一次火灾室内消火栓用水量为432m3，室外消火栓用水量为324m3。②消火栓系统设计。本工程室内消火栓给水系统为临时高压系统，分为上下两个大区加压供水。下区为地下2～25层加压供水系统，由设于地下2层水泵房内的消火栓给水加压泵供水；上区为26至屋顶机房层加压供水系统，由设于29层水泵房内的消火栓给水加压泵与地下二层水泵房内的消火栓给水加压泵垂直串联供水。③消火栓系统设备。本工程消火栓系统设备主要包括：地下2层：卧式恒压切线消防泵两台（一用一备）；29层：卧式恒压切线消防泵两台（一用一备）、消防水箱保证下区消火栓系统初期灭火用水；屋面水箱层：屋顶消防水箱及气体顶压式自动消防给水设备DTJO.5/10-6型一套。提供上区火灾初期灭火用水及维持上区消火栓给水系統管网平时压力。

（3）自动喷水灭火系统。①自喷系统用水量。商业、地下车库属中（Ⅱ）危险级，自喷水量按中（Ⅱ）危险级，喷水强度8L/min·m2，作用面积160m2，流量27.73L/s，火灾延续时间lh；办公楼属中（I）危险级，自喷水量按中（I）危险级，喷水强度6L/min·m2，作用面积160m2，持续喷水时间1h，流量20.8L/s，火灾延续时间lh；办公大堂高度超过12m，设置标准型大空间智能灭火装置，每个喷头设计流量为5L/s，设计同时开启喷头数量为9个，q=45L/s，火灾延续时间为1h。综上，本工程自喷水量取最大值，即标准型大空间智能灭火装置和喷淋同时工作时，火灾持续时间1.0h，故地下室消防水池内储存自喷水量270m3。②自动喷水灭火系统设计。本工程自喷给水系统为临时高压系统，分为上下两个大区加压供水。下区为地下2～25层加压供水系统，由设于地下2层水泵房内的自喷给水加压泵供水；上区为26层至屋顶机房层加压供水系统，由设于29层水泵房内的自喷给水加压泵与地下2层水泵房内的自喷给水加压泵垂直串联供水。③自喷系统设备选型。本工程喷淋系统设备主要包括：地下二层卧式恒压切线消防泵两台，一用一备；地下2层主动喷水灭火系统给水泵；卧式恒压切线消防泵两台，一用一备；29层：卧式恒压切线消防泵两台，一用一备，消防水箱提供下区喷淋系统初期灭火用水；屋面水箱层：屋顶消防水箱、增压设备。提供上区自动喷水灭火系统初期灭火用水。

（4）水喷雾灭火系统。本大楼地下1层柴油发电机房及其油箱间需设置水喷雾灭火系统。柴油的闪点为60～110℃。柴油发电机及其油箱的喷雾强度取20L/min·m2。设计流量为36.5L/s，0.5h灭火时间。

7 结 语

超高层建筑的给排水和消防设计并非是简单的文字就能描述的。随着我国经济的不断繁荣，超高层建筑不断涌现，各种技术也在不断的应用到这些建筑中来，因此从设计角度讲，没有一成不变的模式，都是在实践中不断地摸索，吸收新技术、新方法来完善设计，并更加合理，以人为本，服务社会。