超高层住宅建筑给排水消防设计要点及实践

周子能

摘要：针对超高层住宅建筑特点，如何进行泵房选址、给水分区划分、噪音控制、管材选用、管线综合等进行全面分析，并结合工程实例，提出设计要点与应对措施，希望能够为类似工程项目给排水消防设计提供借鉴。

关键词：超高层住宅;泵房选址;给水系统;排水系统;消防系统;管线综合

1 项目概况

某项目地块为商业、住宅用地，总建筑面积102640.46m2，主要包括：3栋47层的超高层住宅，建筑高度139.9m;1栋3层和1栋2层的内街独立商业;1栋3层的6班幼儿园：地下2层为设备机房与车库、人防。项目仅东侧市政道路存在一路N1000市政给水水源，市政水压0.30MPa（相对于绝对标高34.400m），高日生活用水量为539.33m3/h，最大时用水量为58.42m3/h。

2 给排水及消防设计要点及实践

2.1 泵房选址要点

居住小区加压泵房的位置选取应遵循以下原则：1、减少水泵运行噪声对居住环境影响，避免设置在人员居住空间的正下方和正上方;2、靠近整个小区的中央位置和用水大户，以缩短供水主干管长度，减少管网水头损失;3、尽量不占用具有良好售卖价值的车位;4、与小区规划开发进度相匹配，满足分批验收和交楼要求。在实际设计中，前3点能普遍有效执行，而第4点经常被忽略，导致后期在部分楼栋先期交楼的情况下无法满足生活给水或消防验收要求而增设临时泵房，造成建设成本的极大浪费。基于以上原则，本项目泵房选址首批交楼2#栋附近，大致位于小区中央位置，同时避开了住宅正下方，在其东南侧设置消防泵房、西南侧设置生活泵房，详下图。

2.2 给水系统设计要点

相对于100 m以下住宅建筑，超高层住宅建筑生活给水输送高度更高，给水分区更多，对加压设备和给水管材的耐压性能也提出了更高要求，需进行更深入的研究和比选。

2.2.1 供水方式选取。本项目采用变频加压分区供水方式，主要基于以下考虑：各分区给水立管承压小，管材的造价低，使用寿命更长;分区供水由几套给水管网同时向用户供水，提高了供水的可靠性;分区后使加压泵尽可能的在高效段运行，有利于充分节能;水箱水泵均布置在生活水泵房，维护方便且能避免高位水箱帶来的二次污染。

2.2.2 给水分区确定。依据《建筑给水排水设计标准》^[1]3.4.3条：各分区静水压不宜大于0.45MPa;结合绿色建筑评价标准一般要求住宅入户水压不大于0.20MPa，按每30m左右高差设置一个给水分区，当入户管静水压大于0.35MPa时，设置减压阀。本项目生活给水竖向分为5个区。1～4层为1区，由市政直接供水; 5～15层为加压一区， 16～26层为加压二区， 27～37层为加压三区，38层及以上为加压四区，各加压分区由对应分区变频泵组加压供水。

2.2.3 给水管道材质选用。一般各省市自来水公司依据当地经济技术实际情况，结合管材安全性、可靠性、经济性、卫生性等编制有相应的地方性二次加压供水导则，对管材选取有详细明确，参照执行即可。

2.2.4 给水管道敷设。

住宅室内给水管道敷设有两种方式：垫层内敷设和吊顶内敷设，可根据项目实际合理选用。本项目采用垫层内敷设，主要考虑项目层高较低，仅2.95米，采用垫层内敷设可减少吊顶、墙体竖向开槽和装修包管。此外，为更好的加强卫生间、阳台隔墙防水效果，建议给水管从室内出敞开阳台（及带洗衣机的封闭阳台）或从室内进卫生间时，管道上翻“几字弯”型走管，详下图。

2.3 排水系统设计要点

2.3.1 排水方式选择。个别地区规定室内生活污水与废水分流，需按照其地方规定实施。本项目所在地无此要求，采用室内生活污水与废水合流、雨水与生活污废水分流排水管道系统，生活污水经化粪池处理后再排至城市污水管道。幼儿园食堂、商业餐饮废水经隔油池处理后再排至城市污水管道。

2.3.2 排水噪声控制。排水立管尽可能远离卧室布置，合理选用排水管道材质和连接形式。本项目排水立管采用柔性机制排水铸铁管，卡箍连接，靠卧室相邻内墙的排水立管采用橡胶圈密封柔性接口机制的排水铸铁管。

2.3.3 排水防漏措施。项目排水立管穿楼板设计采用防漏预埋座，采用防漏预埋座具有以下优点：1、防漏预埋座底部自带固定孔和止水环，可以方便地固定在模板上，同时止水环与混泥土现浇一次成型，真正的起到了止水作用;2、防漏预埋座四周的网孔可排除结构板面积水，无需重复设置降板区结构排水地漏;3、防漏预埋座配件由两个不等心圆组成，相当于一个补心配件，可实现3cm到5cm的垂直偏差调整，预埋和施工更加灵活高效。

2.3.4 其他设计要点。结合以往设计经验，在超高层住宅排水设计过程中还应特别注意以下几点：1、卫生间地漏应设置存水弯，存水弯水封深度不小于50mm，确保不反味，不返有害病菌;2、厨房排水支管安装高度不应过高，建议设计安装高度为H+0.100m，如果过高，后期将影响洗菜盆排水管道安装和有效排水;3、散排在各屋面的雨水立管底部应设置水簸箕，防止雨水直接冲刷屋面，破坏防水层和隔热层;4、在条件允许的情况下，住宅底层卫生间排水应尽量单独排出，减少堵塞和反水可能。

2.4 消防系统设计要点

消防给水系统采用临时高压系统，其基础要求就是要满足消防水量与水压，确保消防设施的安全和稳定。

2.4.1 消防系统水量确定。依据建筑物的用途功能、体积、高度等因素综合考虑，该项目消防水量详下表：

需特别注意的是：依据《建筑设计防火规范》^[2]8.3.3条规定 ：对于建筑高度大于100m的住宅建筑，需要在住宅建筑的公共部位、套内各房间设置自动喷水灭火系统。

2.4.2 消防系统分区及管材选用。

室内消火栓系统竖向分为高、低两个区， 最大分区高度83m，满足消火栓栓口处静压小于1.0MPa。共用一组消火栓泵，高区由消防泵直接供水，低区减压后供水。1～19层为低区，20层及其以上为高区。消火栓栓口动压控制不超过0.5MPa，超过者设置减压稳压型消火栓。室内消火栓给水管每个分区均成环网布置。管材根据工作压力大小选用。本项目工作压力≤1.2MPa时采用热浸镀锌钢管;1.2MPa<工作压力<1.6MPa时采用热浸镀锌加厚钢管，大于1.6MPa时采用热浸镀锌无缝钢管。

自动喷水灭火系统按照满足“报警阀处的工作压力大于1.60MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa”要求，竖向分为高、低两个区，共用一组喷淋泵，高区由喷淋泵直接供水，低区减压后供水。-2至32层为低区，33层及其以上为高区。管材根据工作压力选取，本项目30层及以下采用热浸镀锌无缝钢管，管材公称压力2.5MPa;30层以上采用热浸镀锌焊接钢管，管材公称压力1.6MPa。

2.4.3 消防管道试压。消防系统管道为钢管的试验压力为：工作压力P≤1.0MPa时，按1.5P计，且不应小于1.4MPa;工作压力P>1.0MPa时，按P+0.4MPa計。多数消防设计说明中仅简单描述为施工单位按规范实施，这就造成施工单位盲目试压或错误试压导致试压事故时有发生。建议消防设计说明中增加管道试压详细说明，同时消防给水系统图上应标注各分区引入管道入口压力及减压阀前后压力，便于实际施工过程中精准试压。

2.5 管线综合

超高层住宅建筑机电管线相对复杂，容易出现各专业管线打架导致后期返工问题，这就需要各专业提前进行管线综合设计。传统平面设计各专业图纸分散且协调工作量大，修改麻烦，基于此，本项目创新采用了BIM技术进行管线综合。

通过BIM技术，将各系统管线的大小、位置、标高进行三维仿真模拟，对可能发生碰撞的管线进行直观调整，实现管道走向和安装高度的可施工性，减少后期施工拆改，不仅省时省力，还减少了材料浪费;对于本项目，尤其是存在大量管道穿梁情况下，能提高套管预埋的准确性，减少二次开洞，同时也提高了结构安全性。BIM模型创建后还可以通过净高检查，筛选出管线净高不符合规范的空间位置，有效避免施工完成后，净高不足的问题。超高层住宅户内设置有消防喷淋管道，在管道布置时，要避免影响户内层高和美观。通过BIM管线综合使消防喷头有效避开与灯具冲突，调整喷头布置形式，与装修的完美配合。设计阶段的BIM模型，还可通过剖切三维管线及室内仿真漫游等方式展示给施工人员，使其更好理解施工方案，提高施工质量。

3 结语：

综上所述，相对于普通高层住宅建筑，超高层住宅建筑项目对给排水消防设计提出了更高的要求。在设计过程中应针对超高层建筑特点和要求，对给排水系统、消防系统各要点进行综合分析，采取科学措施有效解决，从而提升建筑的的安全性与稳定性，实现更高的居住品质和居住体验。

参考文献：

[1]GB50015-2003（2009年版）建筑给水排水设计规范[S]

[2]GB50016-2014（2018年版）建筑设计防火规范[S]