超高層建筑給排水及設(shè)計(jì)案例解析

1、 超高層建筑消防、給排水設(shè)計(jì) 隨著城市化進(jìn)程的加快，城市中心區(qū)域土地供應(yīng)緊張，越來(lái)越多的超高層建筑出現(xiàn)在人們的視野中，并且以其雄偉挺拔的身姿成為當(dāng)?shù)氐臉?biāo)志性建筑。 結(jié)合近期參與設(shè)計(jì)的工程（正東廣場(chǎng)123m、東北世貿(mào)廣場(chǎng)主塔253m），從系統(tǒng)豎向分區(qū)、管材和配件的選用，這兩方面談?wù)剬?duì)超高層建筑給排水專業(yè)設(shè)計(jì)的一些體會(huì)。民用建筑設(shè)計(jì)通則（GB50352-2005）第3.1.2條對(duì)超高層建筑的定義做了明確規(guī)定：“建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑?！备邔用裼媒ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50045-95 2005年版）第1.0.5條規(guī)定：“當(dāng)高層建筑的建筑高度超過(guò)250m時(shí)，建筑設(shè)計(jì)采取的特殊防火措

2、施，應(yīng)提交國(guó)家消防主管部門(mén)組織專題研究論證?！?。系統(tǒng)豎向分區(qū)：給水系統(tǒng)分區(qū)：相關(guān)規(guī)定 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-2003 2009年版）第3.3.6條規(guī)定：“建筑高度不超過(guò)100m的建筑的生活給水系統(tǒng)，宜采用垂直分區(qū)并聯(lián)供水或分區(qū)減壓的供水方式；建筑高度超過(guò)100m的建筑，宜采用垂直串聯(lián)供水方式?！毕到y(tǒng)豎向分區(qū)：給水系統(tǒng)分區(qū)：正東廣場(chǎng)（123m） 水源：市政自來(lái)水，供水壓力0.2MPa，供水不穩(wěn)定。 分區(qū)情況：共分四個(gè)分區(qū)。一區(qū)（1J）：1F8F；二區(qū)（2J）：9F17F；三區(qū)（3J）：18F26F； 四區(qū)（4J）：27F33F。上述分區(qū)均由相應(yīng)分區(qū)的變頻調(diào)速泵組供水。 采用變頻

3、調(diào)速泵組供水，垂直分區(qū)并聯(lián)供水。 選用理由：A.本工程共33層。首、二層功能為小開(kāi)間商業(yè)；裙房35層為餐飲區(qū)，主樓314 層、1633層為公寓式辦公（實(shí)際按公寓銷(xiāo)售），15層為辦公避難層。公寓式辦公用水量占總用水量的87，用水性質(zhì)貼近住宅，用水穩(wěn)定有利于水泵的選定。B.此供水方式衛(wèi)生條件好，作為公寓、住宅的居住項(xiàng)目宜優(yōu)先選用。系統(tǒng)豎向分區(qū)：給水系統(tǒng)分區(qū)：東北世貿(mào)廣場(chǎng)主塔（253m） 水源：市政自來(lái)水，供水壓力0.07MPa，供水壓力小。 分區(qū)情況：共分九個(gè)分區(qū)。 一區(qū)A段（1J-A）：-1F6F，由設(shè)置在16層的1區(qū)給水箱減壓供水； 一區(qū)B段（1J-B）：7F13F，由設(shè)置在16層的1區(qū)給水箱

4、直接供水； 二區(qū)A段（2J-A）：14F21F，由設(shè)置在31層的2區(qū)給水箱減壓供水； 二區(qū)B段（2J-B）：22F28F，由設(shè)置在31層的2區(qū)給水箱直接供水； 三區(qū)A段（3J-A）：29F36F，由設(shè)置在46層的3區(qū)給水箱減壓供水； 三區(qū)B段（3J-B）：37F43F，由設(shè)置在46層的3區(qū)給水箱直接供水； 四區(qū)A段（4J-A）：44F49F，由設(shè)置在機(jī)房及設(shè)備層的4區(qū)給水箱減壓供水； 四區(qū)B段（4J-B）：50F54F，由設(shè)置在機(jī)房及設(shè)備層的4區(qū)給水箱直接供水； 四區(qū)C段（4J-C）：55F59F，由設(shè)置在機(jī)房及設(shè)備層的4區(qū)C段變頻恒壓給 水加壓設(shè)備供水。系統(tǒng)豎向分區(qū)：給水系統(tǒng)分區(qū)：東北世貿(mào)廣

5、場(chǎng)主塔（253m） 采用定速泵組供水，串聯(lián)分區(qū)接合分區(qū)水箱減壓供水。選用理由：A.本工程共59層。154層為大開(kāi)間辦公，55層為餐廳，5658層會(huì)所用房（酒吧、康體、KTV）， 59層為電梯機(jī)房及設(shè)備用房。其中16層、31層、46層為避難層。建筑平面功能以預(yù)留為主，平面改動(dòng)余地較大，用水不穩(wěn)定。B.此供水方式可靠性好，供水壓力穩(wěn)定。C.供水水泵采用定頻水泵，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)在高效區(qū)，控制簡(jiǎn)單，水泵啟停次數(shù)少。系統(tǒng)豎向分區(qū)：消防系統(tǒng)分區(qū)：相關(guān)規(guī)定 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50045-95 2005年版）第7.4.6.5條規(guī)定：“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于1.00MPa，當(dāng)大于1.00MPa時(shí)，應(yīng)

6、采取分區(qū)給水系統(tǒng)。” 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50084-2001 2005年版）第8.0.1條規(guī)定：“配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.2MPa?！钡?.2.4條規(guī)定：“每個(gè)報(bào)警閥組供水的最高與最低位置的噴頭高差不大于50m?！比珖?guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水2009年版266頁(yè)：當(dāng)消防給水采用水泵轉(zhuǎn)輸串聯(lián)時(shí)，中間轉(zhuǎn)輸水箱同時(shí)起著上區(qū)儲(chǔ)水泵的吸水池和本區(qū)消防給水屋頂水箱的作用，其儲(chǔ)水有效容積按1530min消防設(shè)計(jì)水量經(jīng)計(jì)算確定，并不宜小于60m3。系統(tǒng)豎向分區(qū)：消防系統(tǒng)分區(qū)：消防分區(qū)方式 （1）并聯(lián)消防給水泵分區(qū)給水系統(tǒng)（2）串聯(lián)消防給水泵分區(qū)給水系統(tǒng)： A.水泵直接串聯(lián) B.水泵轉(zhuǎn)

7、輸串聯(lián) C.減壓閥減壓分區(qū)系統(tǒng)豎向分區(qū)：消防系統(tǒng)分區(qū)：正東廣場(chǎng)（123m） 消防流量：室內(nèi)消火栓用水量40L/S； 噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水量35 L/S。 消防設(shè)備設(shè)置：消防水池有效容積V 579m3，滿足消火栓系統(tǒng)3h，自動(dòng)噴淋系統(tǒng)1h，用水量的需求。消火栓系統(tǒng)加壓泵2臺(tái)（1用1備）XBD40-180-HY Q=40L/s H=180m N=110kw；噴淋系統(tǒng)加壓泵2臺(tái)（1用1備）XBD40-180-HY Q=40L/s H=180mN=110kw。在ZB1#辦公樓屋頂設(shè)置消火栓系統(tǒng)高位消防水箱，有效容積V18m3，內(nèi)設(shè)穩(wěn)壓裝置(ZW(L)-I-X-13)。在ZB4#辦公樓屋頂設(shè)置自動(dòng)噴灑系統(tǒng)高

8、位消防水箱，有效容積V18m3，內(nèi)設(shè)穩(wěn)壓裝置(ZW(L)-I-Z-10)。系統(tǒng)豎向分區(qū)：消防系統(tǒng)分區(qū)：正東廣場(chǎng)（123m） 分區(qū)情況：采用減壓閥減壓分區(qū)。A消火栓系統(tǒng)共分2個(gè)分區(qū)。低區(qū)（1XH）減壓閥后供水壓力0.95MPa：-2F15F；高區(qū)（2XH）：16F33F。B噴淋系統(tǒng)共分2個(gè)分區(qū)。低區(qū)（1ZP）減壓閥后供水壓力1.00MPa：-2F14F；高區(qū)（2ZP）：15F33F。 采用減壓閥減壓分區(qū)。選用理由：在符合規(guī)范規(guī)定和現(xiàn)有設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)的前提下減壓閥減壓分區(qū)最經(jīng)濟(jì)。系統(tǒng)豎向分區(qū)：消防系統(tǒng)分區(qū)：東北世貿(mào)廣場(chǎng)主塔（253m）消防流量：室內(nèi)消火栓用水量40L/S；噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水量30L/S

9、。 消防設(shè)備設(shè)置：A在裙房地下車(chē)庫(kù)內(nèi)設(shè)置下列消防設(shè)備：消防水池有效容積V 600m3。一區(qū)、二區(qū)消火栓泵2臺(tái)(1用1備) XBD40-180-HY Q=40L/s H=180m N=110kw；一區(qū)、二區(qū)噴淋泵(1用1備) XBD30-190-HY Q=30L/s H=190m N=90kw；主塔三區(qū)、四區(qū)消防轉(zhuǎn)輸泵(1用1備) XBD70-150-HY Q=70L/s H=150m N=160kw。B在31層設(shè)置下列消防設(shè)備:消防轉(zhuǎn)輸水箱總儲(chǔ)水量為84m3 (按消防系統(tǒng)20min水量計(jì))，其中儲(chǔ)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水48m3，其中儲(chǔ)室內(nèi)噴淋系統(tǒng)用水36m3 (此水箱兼一、二區(qū)消火栓系統(tǒng)、一、二區(qū)

10、噴淋系統(tǒng)高位穩(wěn)壓水箱)。消防轉(zhuǎn)輸水箱由裙房地下消防泵房?jī)?nèi)的主塔三區(qū)、四區(qū)消防轉(zhuǎn)輸泵(1用1備)供水。消火栓三、四區(qū)給水泵(1用1備): XBD40-180-HY Q=40l/s,H=180m ,N=110KW ；消火栓接合器接力給水泵(1用1備): XBD40-180-HY Q=40l/s,H=180m ,N=110KW；一、二區(qū)消火栓系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓設(shè)備:ZW(L)-I-X-13；噴淋三、四區(qū)給水泵(1用1備): XBD30-190-HY Q=30l/s,H=190m ,N=90KW；噴淋接合器接力給水泵(1用1備): XBD30-190-HY Q=30l/s,H=190m ,N=90KW；一、

11、二區(qū)噴淋系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓設(shè)備:ZW(L)-I-Z-13。C在機(jī)房層設(shè)置下列消防設(shè)備: 消火栓系統(tǒng)高位穩(wěn)壓水箱儲(chǔ)水量為24m3；三、四區(qū)消火栓系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓設(shè)備ZW(L)-I-X-13；三、四區(qū)噴淋系統(tǒng)高位穩(wěn)壓水箱儲(chǔ)水量為18m3；三、四區(qū)噴淋系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓設(shè)備ZW(L)-I-Z-13。系統(tǒng)豎向分區(qū)：消防系統(tǒng)分區(qū)：東北世貿(mào)廣場(chǎng)主塔（253m） 分區(qū)情況：采用水泵轉(zhuǎn)輸串聯(lián)結(jié)合減壓閥減壓分區(qū)。A.消火栓系統(tǒng)共分4個(gè)分區(qū)。一區(qū)（1XH）-1F層減壓閥后供水壓力1.00MPa：-3F16F；二區(qū)（2XH）：17F31F；三區(qū)（3XH）32F層減壓閥后供水壓力1.00MPa：32F46F；四區(qū)（4XH）：47F5

12、9F。B.噴淋系統(tǒng)共分4個(gè)分區(qū)。一區(qū)（1ZP）-1F層減壓閥后供水壓力1.10MPa：-3F16F；二區(qū)（2ZP）：16F30F；三區(qū)（3ZP）31F層減壓閥后供水壓力1.10MPa：31F45F；四區(qū)（4ZP）：47F59F。 采用水泵轉(zhuǎn)輸串聯(lián)結(jié)合減壓閥減壓分區(qū)。選用理由：現(xiàn)有民用專用消防泵的揚(yáng)程一般均不大于2.0MPa。在2.0MPa的消防泵揚(yáng)程可滿足消防需要時(shí)可采用減壓閥減壓分區(qū)。管材和配件的選用：管材選用： 工作壓力大于1.0MPa的給水給水管材應(yīng)采用有足夠強(qiáng)度的金屬管材。大多數(shù)塑料管材工作壓力可以達(dá)到1.0MPa，但由于其剛度不足不建議使用，并且其熱熔連接點(diǎn)是整個(gè)管道系統(tǒng)的薄弱點(diǎn)。在

13、使用鋼塑復(fù)合管時(shí)應(yīng)注意當(dāng)工作壓力1.0MPa時(shí)其基管管材可使用焊接鋼管；當(dāng)工作壓力1.0MPa2.5MPa時(shí)其基管管材應(yīng)使用無(wú)縫鋼管。（國(guó)標(biāo)圖集10SS411建筑給水復(fù)合金屬管道安裝）在管道連接方式上，焊接、法蘭、溝槽等連接方式可以達(dá)到或超過(guò)管材本身的抗壓強(qiáng)度，應(yīng)優(yōu)先考慮。排水管管材建議使用球墨鑄鐵排水管。管材和配件的選用：排水系統(tǒng)的消能設(shè)計(jì)： 為避免高速下落水流沖擊損壞排水管道，超高層建筑的室內(nèi)排水系統(tǒng)應(yīng)有消能措施。消能措施一般采用乙字彎、管道偏置等，采用蘇維托系統(tǒng)及螺旋消音排水管也有消能效果。另外，在立管轉(zhuǎn)折處做好支架或支墩防止水流沖擊損壞管道。雨水管出室外第一個(gè)連接井設(shè)置為消能檢查井。管材和配件的選用：水泵接合器： 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50045-95 2005年版）第7.4.5條規(guī)定：“室內(nèi)消火栓系統(tǒng)及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)消防水泵接合器，如果系統(tǒng)有分區(qū)的，在消防車(chē)供水壓力范圍內(nèi)，應(yīng)分別設(shè)消防水泵接合器。國(guó)標(biāo)圖集99S203消防水泵接合器安裝中注明