浅谈上海某超高层项目给排水系统设计策略

倪隽

科进柏诚工程技术（北京）有限公司上海分公司 上海 200052

1 工程概况

本次设计项目位于上海市中心地块，是以办公、大型商业为主，集酒店、餐饮、休闲、文化、娱乐为一体的综合开发项目。建设用地面积约12万m2，总建筑面积约120万m2，由多栋办公楼、五星级酒店，住宅楼，裙房商业及地库组成。其中，最高一栋塔楼建筑高度约为300m，其余几栋超高层塔楼建筑高度分别为148m，220m和145m。

2 系统设计介绍及分析

2.1 给水系统

根据建筑物的不同功能、建筑高度要求，给水系统供水方式如下：

2.1.1 首层及地下室的生活用水均由市政给水管网直接供给。

2.1.2 商业裙房（2层及以上）的商业生活用水由变频泵加压供给。

2.1.3 办公区生活用水通过砂滤处理，建筑高度低于100m的办公楼，低区采用变频加压供水方式，高区采用水泵水箱的重力供水方式，T1~T4办公楼采用水泵水箱串联的重力供水方式[1]。

2.1.4 酒店全部生活用水均经过砂滤+碳滤+精滤的水质处理。厨房、洗衣房用水需进行软化处理。酒店在裙房、地库区域采用变频泵加压的供水方式，在塔楼区域采用水泵水箱串联的重力供水方式。

2.1.5 变频供水和重力供水的性能对比分析：如下表1。

表1 变频供水和重力供水的性能对比

2.2 雨水系统

塔楼采用重力雨水系统，以T1塔楼为例，塔楼建筑高度300m，每隔数层设有露天退台，退台下方为办公租户区域或避难层。因退台分别位于不同楼层的不同方位，计算雨水时汇水面积需要按退台面积及塔侧一半面积计算，故低区的退台雨水量最大，且雨水收集较为困难。结合项目建筑特点，提供三个排水方案：

方案一：塔楼退台雨水立管就近贴临立柱至下一个避难层后，转入核心筒立管处。该方案的优点是，雨水管路可以贴梁底敷设，不影响办公租户净高，可以减少雨水漏水隐患；但雨水管道敷设在租户区会产生噪声，且管道包裹影响精装效果，降低办公租户的体感及档次；

方案二，塔楼退台雨水直接穿越租户区，接至核心筒管井内。该方案的优点是雨水排水噪声影响较小，对租户的内部精装基本不影响。但悬吊管放坡敷设可能影响租户净高，建议悬吊管过梁处穿钢梁敷设，并将管路设于梁空间，尽量避免雨水悬吊管与租户区送风管和排烟管的交叉。由于悬吊管管线过长，存在漏水隐患，需增加设置集水盘，以减少管道漏水对租户的影响；

方案三，采用虹吸雨水排水系统，虹吸雨水排水系统的悬吊管管路口径较小，无须考虑放坡，对于租户净高有一定的优势，但该系统在设计初期，需要格外注意土建提资，该系统要求排水沟宽度≥600mm，沟深不小于300mm；同时悬吊管距离导流板高度≥1.0m，可能会影响租户净高。此外还要关注，由于塔楼退台位于塔楼高区，故常规的虹吸雨水系统之HDPE管不适用于本项目，需要改用加厚不锈钢管，管材更换对造价有一定影响[2]。

经过技术分析，结合三种排水方案的优缺点及项目档次，最终选定方案二作为本项目的退台排水方案。本项目在设计时还考虑到冬夏季时室内外温差过大，会引起管道外部产生凝结水，故要求所有雨水悬吊管外围包裹13mm的像素保温。

2.2.1 雨水设计流量计算

2.2.1.1 设计雨水流量应按下式计算：

根据上海地区暴雨强度公式：

2.2.2.2 汇水面积的计算：塔楼按迎风面一半的塔侧面积叠加退台平面面积之和，为退台的汇水面积。

以本项目的T1塔楼45层退台排水为例：45层退台平面汇水面积为180m2，45层退台以上的单侧墙体一半面积为1000m2，径流系数取1，塔侧和退台的雨水重现期按100a计算，雨水设计流量：

其余楼层的设计雨水量，如下：

表2 T1塔楼不同楼层退台雨水系统设计雨水量计算

2.3 消防系统

2.3.1 消防系统的水源。消防由市政来供水，各个区域分别设置2路DN300引水管道，在相应的基地内构建DN300环网，为区域提供生活用水和消防用水。

L、J、G区域及其对应地下室设置有2套室内消防供水系统。系统I是高压消防供水系统，供水的范围是L区的T1塔。系统II为临时性的高压消防供水系统，供水的范围是L区域的商业裙房、G区域、J区域及对应的地下室[3]。

2.3.2 消防的用水量：根据各功能区域的火险等级，确定各灭火系统的水消耗量。

表3 系统I（T1塔- 250m）灭火系统的水消耗量

表4 消防系统II(T2塔楼及裙房地库) 灭火系统的水消耗量

2.4 室内的消火栓系统

2.4.1 系统的形式。消防系统I采用的是常高压供水系统。系统内含有地库消防水池，高位消防水池、室内消防转输泵、消火栓增压泵、室内消火栓、避难层消防减压水箱、避难层消防转输水箱等装备。

消防系统II采用的是临高压供水系统。系统内含有地库消防水箱，高位消防水箱、室内消火栓加压水泵、室内消火栓转输水泵、室内消火栓和避难层消防转输水箱等装备[4]。

2.4.2 系统的设置。考虑到分期施工建设，故分设两套独立的消防泵房。其中，消防系统I以《250米以上超高层建筑加强措施会议通知》公消2018-57号文为设计依据，分别在地库及屋顶各设置有效容积约560m3的消防池，可以储存火灾延续时段里的所有消防用水。根据消防系统的压力分区要求，T1塔L22、L39层的疏散层设有消防转输水泵房，有效容积为64m3。在T1塔楼L49层、L30层避难层设置消防减压水泵房，减压水箱有效容积18m3。

2.4.2.1 消防系统Ⅱ在J地块的T2塔楼L20层避难层设置消防转输水泵房，转输水箱有效容积64m3，T2塔楼建筑高度148m，在屋顶设置有效容积为50m3的高位消防水箱。

2.4.2.2 采取消防水压的增压措施，确保一般时候最不利消火栓的栓口静水压高于0.15MPa。火灾期间灭火水枪的充实水柱按13m设计，最不利消火栓栓口压力不小于0.35MPa。栓口动压超过0.5MPa的室内消火栓应设减压孔板或采用减压稳压消火栓。系统设泄压阀防止超压。

2.4.2.3 按规范要求于室外设置水泵接合器，每个水泵接合器流量为10～15L/s 。

当建筑物高度超过消防车的给水高度的时候，消防供水装置应在设备层等便利位置，配备手抬泵或移动式泵接力供水的吸水和加压接口。

2.5 大空间智能灭火系统

净空高度大于8m的IMAX影院，酒店大堂，及商业中庭所用的自动灭火设备设计的流量为5L/s，射水装置和探头的最高安装高度不得高于15m，最低安装高度不得低于6m。

2.6 气体灭火装置

2.6.1 地下变配电室和开关站等设置管网组合成分配式七氟丙烷（FM200）气体灭火装置。

2.6.2 塔楼内的变配电房、酒店通信网络机房设置单元独立式七氟丙烷（FM200）。

2.6.3 变配电房、开关站设计灭火浓度C1=9%，设计喷放时间不应大于10s；酒店通信网络机房的设计灭火浓度C1=8%，设计喷放时间t不应大于8s。

2.6.4 装置为组合分配式全淹没系统，控制的方式为全自动控制、手动操控和机械操作三种。

2.7 商业中庭周围的防护冷却系统

本项目裙房商业防火分区分隔与传统商业项目不同：中庭及商业走道是一个独立的防火分区，商业和走道以防火墙、防火门及防火玻璃为界。根据消防新规要求，当防火玻璃用作隔墙时，需采用自动喷水灭火系统进行保护；考虑到防火玻璃两侧均可能着火的可行性，建议玻璃两侧均需设窗玻璃喷头，以确保对玻璃的防护冷却之用[5]。

3 结束语

通过对上海某超高层项目给排水设计的总结，对超高层项目的给水、雨水及消防系统的相关问题进行探讨。本项目在整个设计过程中，结合新的规范及要求，对于给排水和消防系统设计难点提出解决办法，以供类似项目参考。