某国际中心商务公寓给排水设计

李素清 曾国安

摘 要：商务公寓由两栋塔楼组成，一栋81层，高300m；一栋75层，高265m。本文介绍了给水、消防、排水及雨水系统的设计。并对设计中生活给水系统的选择、消防给水系统的选择、中间转输水箱的设计计算、给排水管材、阀门的选用、排水消能措施进行了总结说明。

关键词：商务公寓；系统选择；转输水箱

中图分类号：TU972.8文献标识码：A文章编号：2095-7394（2015）04-0005-05

1 工程概况

本项目位于南方沿海地区，是以商业、公寓、酒店为主的超高层综合性建筑。项目于2008年开始设计，2013年底工程竣工。项目总建筑面积为51万m2，由两栋公寓、一栋五星级酒店、商业裙房和地下室组成。其中商务公寓塔楼A座81层，高300 m；商务公寓塔楼B座75层，高265 m。酒店塔樓24层，高99 m。地下共4层，包括商业、酒店后勤区、停车场、设备用房、人防工程。1～2层为裙房商业，3层及以上为塔楼部分。本文主要阐述商务公寓的给排水系统设计。

2 给水系统

给水水源为市政自来水，两路进水。最高日生活用水量1 600m3，地下四层设350 m3生活水池。

本工程生活给水采用市压供水、水泵屋顶水箱供水与变频供水相结合的给水方式。供水分为4个区，具体详见图1。

图1 给水系统原理示意

3 消防系统

消防系统按一类超高层综合楼设计。建筑物各层均设有室内消火栓及湿式自动喷水灭火系统。配电室、通讯机房等采用七氟丙烷气体灭火。

商务公寓按照产权单独设置消防水池及泵房。消防水池设置于地下4层，总容积为560m3，其中包括3小时室内消火栓消防用水量、1小时自动喷水灭火用水量（不贮存室外消防用水量，室外消防用水量由市政水直接供给）。公寓A30层、A60层、B30层分别设有中间消防转输水箱，容积均为85m3，公寓A、B屋顶分别设18m3消防水箱。

3.1 室外消防系统

室外消防水量30L/s，按规范整个地块红线范围内设置5个室外消火栓。

3.2 室内消防系统

设计室内消防水量为40L/s，充实水柱为13m。公寓A室内消火栓给水系统垂直分为7个区，公寓B室内消火栓给水系统垂直分为6个区，详见图2。公寓A30层、A60层、B30层消防中间转输水箱的容积为85m3（按下段消防初期水量18m3，上段15min转输容积67m3累加考虑）。

江苏理工学院学报第21卷

第4期李素清 曾国安：某国际中心商务公寓给排水设计

图2 消火栓系统原理示意

3.3 自动喷水灭火系统

设计自动喷水灭火水量为34L/s，自动喷水灭火给水系统垂直分区详见图3。

图3 自动喷水灭火系统原理示意

4 排水及雨水系统

排水系统采用雨、污分流制，雨水和污水分两个系统排出。污、废分别设立管排水，污水排放量约为1 395m3 /d。粪便、盥洗等生活污水经化粪池处理后排入市政污水管网。塔楼屋面雨采用重力排水系统。雨水设计重现期采用10年并按50年设溢流设施；室外雨水设计重现期采用3年，道路设雨水口；屋面和室外雨水收集后经室外雨水管网排至市政雨水管网。

5 设计总结

5.1 生活给水系统的选择

超高层建筑裙楼部分一般面积较大，餐饮及大楼配套部分均设于此，因此，用水量较大，为减少避难层水箱容积，同时，为避免生活水箱的二次污染，建议采用变频给水。本工程由于裙楼1～2层采用变频给水，3层用水量相对较小，故仍采用水箱给水。重力供水与变频供水的节能性在学术界存在较大的分歧，目前为止没有国家性的法规及权威资料表明哪种供水方式更利于节能。本项目为高档商务公寓，对压力的稳定性要求较高，为避免变频加压供水出现的压力不稳，本项目采用水箱重力供水。屋顶水箱设为2个，可定期清洗，并对水箱出水加设紫外线以避免水箱二次污染；另外，公寓用水特点是用水变化较大时，变化系数为2.5，如采用变频水泵给水很难与实际用水曲线吻合，水泵不能保证高效运行。因此，住宅的超高层建筑一般采用重力水箱供水。水箱供水的意义还在于可以不间断供水。

5.2 消防给水系统的选择

消防给水系统按照压力通常分为常高压制和临时高压制，结合我国目前已建和在建的超高层建筑来看，各种方式均有应用（见表1）。[2]

重力式常高压系统的优势在于无论平时还是在火灾时，系统一直处于压力状态，无须火灾时再启动水泵，对整个消防系统来说是有利的。但在建筑物的顶部的设备层需要储存全部的消防用水同时中间设备层设减压水箱，这要看结构从荷载的角度出发是否有条件在屋顶设置储存全部消防用水的消防水箱[3]。东南大学刘焱将MATLAB优化 工具箱应用于消防给水系统AHP模型求解，得出了较为准确的结果，建筑高度大于150m的超高层，则水泵直接串联的供水方式最为经济可行，水箱串联方式略为次之，减压阀式不够安全，应尽量避免使用[4]。结合实际情况，本工程采取了临时高压水泵供水、中间避难层设置转输水箱的方案。

5.3 中间转输水箱的设计计算

超高层中间转输水箱的设计含消防转输水箱及生活转输水箱的设计。消防中间转输水箱按《全国民用建筑工程设计技术措施》给水排水（2009年）7.4.2.2.c中规定：“采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区转输水泵的吸水池及本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水有效容积，按15～30min的消防设计水量经计算确定，并不宜小于60m3”。一般超高层建筑消火栓水量取40L/s，自动喷淋取30L/s，则中间转输水量容积V=（40+30）×（10+5）×60=63 000L，其中10min为本区屋顶消防水箱的水量，5min为上区水泵吸水池的水量。为安全起见，本工程采用的是下部18m3消防水箱容积加上部15min消火栓泵流量。对于生活转输水箱的容积最小应为30min低区供水最大小时用水量（下区采用变频供水的除外）加10min上区转输泵的流量之和。本项目考虑到安全性，生活转输水箱的容积按60min低区供水最大小时用水量（下区采用变频供水的除外）加20min上区转输泵的流量之和计算。

5.4 给排水管材、阀门的选用及给水系统减压阀失效后的安全措施、排水消能措施

本篇提到的管材主要是给排水主立管管材，其他各分区楼层管材同其他高层建筑无异。本工程为高档公寓，给水主管采用铜管。对于工作压力大于等于1.2MPa的消防镀锌管材采用厚壁，其他工作压力小于1.2MPa消防管道采用普通镀锌钢管；污水管主立管一般采用柔性抗震排水铸铁管；塔楼雨水主立管一般采用涂塑钢管。

阀门的选用必须与其相应供水压力相匹配。給水系统的阀门，尤其是系统下部的阀门，其公称压力等级应当根据系统工作压力、试验压力来确定。如果系统未设安全泄流装置，则还应当考虑水锤的因素。

由建筑高度引起的势能如何消除，雨水和污水立管的消能在超高层建筑中应足够重视，在工程上一般每隔一段距离设置乙字弯（如每个避难层设2个乙字弯）或隔一定楼层（约100m高左右）进行立管位置转换，通过横管来消除势能，并在管道拐弯处加强固定。同时，污水主立管设专用通气管也能释放排水管系中的正压及负压危害，提高排水立管的排水能力。[3]

5.5 本设计的不足之处

（1）未能充分利用市政压力，公寓裙楼1～2层均由变频供水。

（2）本公寓为超高层建筑，侧墙建筑面积大，裙房雨水未能回收利用。

参考文献：

[1]袁长标，张昭杰，翟瑞华.超高层建筑设计中几个问题的思考[J].给水排水，2009，35（9）：90-93.

[2]王学良，李洋.超限高层建筑消防给水系统设计特点探讨[J].给水排水，2007，33（10）：97-100.

[3]周林森，席鹏鸽，吴宗俊，等.空中华西村给排水设计[C].第二届亚洲节水会议暨第二届中国建筑学会建筑给水排水研究分会第一次会员大会暨学术交流会论文集，2012.

[4]刘焱，贺墨梅.超高层建筑消防给水系统的优化[J].给水排水，2008，34（增刊）：95-98.

Plumbing System Design of the Residence Du Commerce in an International Center

LI Su-qing，ZENG Guo-an

（A+E Design Co.，Ltd，Shenzhen 518031，China）

Abstract：The Residence Du Commerce is composed of two towers，one 81 stories，300m high；another 75 stories，265m high.This paper introduces the design of the systems of this buildings cold water supply，firefighting，sewer and stormwater drainage.Also it summarizes the selections of systems of living water and firefighting water supply.The calculation of the intermediate transfer tanks，pipe and valve，the measure of energy dissipation of drainage system have been discussed in the design.

Key words：Residence Du Commerce；system selects；transfer tank

责任编辑 张志钊