超高層住宅某超高層民用建筑給排水設(shè)計(jì)應(yīng)用探討

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一、引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)各地區(qū)的新建民用建筑，特別是再土地供給緊張的大中型城市，高層和超高層建筑占了很大比例。如何合理的進(jìn)行給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)高層和超高層建筑日常運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性以及消防系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行有著重要的意義。

本文就某天津市某地區(qū)的一棟超高層民用建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)案例展開探討。

二、項(xiàng)目概況

大廈擬建于天津?yàn)I海新區(qū)響螺灣商務(wù)區(qū)，為超高層商務(wù)辦公樓，主要功能有為商業(yè)、餐飲、辦公、公寓?？傆玫孛娣e為7000.2平方米，總建筑面積76839平方米。其中，其中：地上建筑面積為59501平方米，地下建筑面積為17338平方米；主體建筑高度116.70米，高層主體27層，裙房四層，地下三層。

設(shè)計(jì)執(zhí)行的現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)如下：

1）《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（gb50045-95，2023年版）

2）《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50140-2023）

3）《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50015-2023）（2023年版）

4）《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50084-2023，2023年版）

5）《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（gb50098-2023）

6）《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50038-2023）

7）《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50370-2023）

8）《汽車庫、修車庫、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（gb50067-97）

9）《建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范》（gb50336-2023）

10）《天津市二次供水工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（db29-69-2023j10369-2023）

11）《天津市再生水設(shè)計(jì)規(guī)范》（db29-167-2023j10926-2023）

12）《大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（dbj15-34-2023）

此工程的給排水設(shè)計(jì)內(nèi)容包括給水系統(tǒng)，中水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，消火栓系統(tǒng)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（含大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)），空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，屋面雨水內(nèi)排水系統(tǒng)及滅火器配置。

三、給水設(shè)計(jì)

參照建設(shè)單位提供的相關(guān)建筑經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，給水用水量參照如下數(shù)值計(jì)算：

（1）公寓人數(shù)700人，用水量標(biāo)準(zhǔn)158l/人日，用水時(shí)間24小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)2.5

（2）商業(yè)員工及顧客，用水量標(biāo)準(zhǔn)2l/m2營業(yè)廳面積*日，營業(yè)面積5000m2,用水時(shí)間12小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)1.5

（3）辦公人數(shù)1200人，用水量標(biāo)準(zhǔn)16.67l/人日，用水時(shí)間10小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)1.5

（4）會(huì)議人數(shù)300人，用水量標(biāo)準(zhǔn)2l/人日，用水時(shí)間4小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)1.5

（5）餐飲人數(shù)800人次，用水量標(biāo)準(zhǔn)38l/人次，用水時(shí)間12小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)1.5

（6）冷卻塔補(bǔ)水，循環(huán)水量的1.5%,循環(huán)水量1000噸/時(shí),用水時(shí)間10小時(shí)

（7）不可預(yù)見按總用水量的10%計(jì)

總用水量：452.0噸/日，最大時(shí)用水量為:47.1噸/時(shí)。

本工程給水水源由市政給水管提供，分別從鄰近的不同側(cè)的市政給水管上各接一根dn200的給水管（其中一根為無表防險(xiǎn)）在區(qū)域內(nèi)連成環(huán)狀，環(huán)狀給水管管徑為dn200，給水管上布置三個(gè)室外地下消火栓,提供室外消火栓系統(tǒng)用水。此部分也是該地區(qū)常用的給水做法。本工程室內(nèi)給水分四區(qū)供水，地下二層至地上二層為低區(qū)，由市政給水管網(wǎng)直接供水；三層至十層為辦公加壓i區(qū)、十一層至十八層為辦公加壓ii區(qū)（其中三至六層、十一層至十四層為減壓閥供水，閥后壓力0.15mpa）,均由設(shè)于本工程地下三層的辦公用生活水箱及變頻調(diào)速泵供水，；十九層至二十七層為公寓加壓區(qū)由設(shè)于本工程地下三層的公寓生活水箱、公寓接力泵及十五層的公寓接力生活水箱、變頻調(diào)速泵供水；冷卻塔補(bǔ)水采用接力型式，由設(shè)于本工程地下三層的冷卻塔補(bǔ)水箱、冷卻塔補(bǔ)水接力泵及十五層的冷卻塔補(bǔ)水接力水箱、變頻調(diào)速泵供水。冷卻塔補(bǔ)水箱內(nèi)均設(shè)水系統(tǒng)自潔消毒器，生活水箱均采用臭氧消毒，以保證生活水質(zhì)不受污染。

給水系統(tǒng)如此設(shè)計(jì)保證了本建筑的各部位用水的正常分區(qū)規(guī)范要求，并且根據(jù)不同的使用功能，從二次供水設(shè)施進(jìn)水部位單獨(dú)分開，并便于使用管理計(jì)量計(jì)費(fèi)。

由于天津地區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)需要預(yù)留中水回用系統(tǒng)，本建筑同時(shí)也設(shè)計(jì)預(yù)留了中水系統(tǒng)。

參照建設(shè)單位提供的相關(guān)建筑經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，中水用水量參照如下數(shù)值計(jì)算：

（1）公寓人數(shù)700人，用水量標(biāo)準(zhǔn)42l/人日，用水時(shí)間24小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)2.5

（2）商業(yè)員工及顧客，用水量標(biāo)準(zhǔn)4l/m2營業(yè)廳面積*日，營業(yè)面積5000m2,用水時(shí)間12小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)1.5

（3）辦公人數(shù)1200人，用水量標(biāo)準(zhǔn)33.34l/人日，用水時(shí)間10小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)1.5

（4）會(huì)議人數(shù)300人，用水量標(biāo)準(zhǔn)4l/人日，用水時(shí)間4小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)1.5

（5）餐飲人數(shù)800人次，用水量標(biāo)準(zhǔn)2l/人次，用水時(shí)間12小時(shí)，時(shí)變化系數(shù)1.5

（6）綠化及場(chǎng)地2500m2,用水量標(biāo)準(zhǔn)2l/m2日，用水時(shí)間4小時(shí)

（7）不可預(yù)見按總用水量的5%計(jì)

中水總用水量：110.0噸/日，最大時(shí)中水用水量為:11.5噸/時(shí)

本工程中水水源由市政中水管提供，從市政中水管上引一根dn100的中水管接至區(qū)域內(nèi)，中水管上布置四個(gè)室外地下灑水栓。

本工程室內(nèi)中水分四區(qū)供水，地下二層至地上二層為低區(qū)，由市政中水管網(wǎng)直接供水；三層至十層為辦公加壓i區(qū)、十一層至十八層為辦公加壓ii區(qū)（其中三至六層、十一層至十四層為減壓閥供水，閥后壓力0.15mpa）,均由設(shè)于本工程地下三層的辦公中水水箱及變頻調(diào)速泵供水；十九層至二十七層為公寓加壓區(qū)由設(shè)于本工程地下三層的公寓中水水箱、公寓中水接力泵及十五層的公寓接力中水水箱、變頻調(diào)速泵供水,中水水箱均采用臭氧消毒，以保證中水水質(zhì)不受污染。

近年來，國內(nèi)水資源的再生利用也越來越被各地方政府重視，各地也紛紛推行中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以促進(jìn)節(jié)能環(huán)保的建設(shè)及規(guī)劃理念的大力推進(jìn)。本建筑設(shè)計(jì)給水管及中水管干管采用內(nèi)筋嵌入式鋼塑復(fù)合管，管件連接，支管采用pp-r給水塑料管，熱熔或法蘭式連接。為現(xiàn)在超高層建筑的常用管材做法。

四、排水設(shè)計(jì)

建筑單體的室內(nèi)污水依照就近排出原則依靠重力流直接排出室外，污水經(jīng)化糞池處理后再排入市政污水管，排水系統(tǒng)分三區(qū)，地下層為一區(qū)，污廢水經(jīng)污水坑收集（消防電梯底部設(shè)專用排水機(jī)坑及排水泵），由污水泵提升至室外污水管，經(jīng)化糞池處理后再排入市政污水管。一層至四層為二區(qū)，五層以上為三區(qū)，各自單獨(dú)收集，依靠重力自流排出室外，經(jīng)化糞池處理后（廚用污水經(jīng)隔油處理后）再排入鄰近的市政污水管。排水立管設(shè)計(jì)采用柔性離心排水鑄鐵管道，加強(qiáng)型不銹鋼卡箍連接。此管道強(qiáng)度高并且減噪效果好，接口可曲撓、抗震，并且具有施工快速的優(yōu)點(diǎn)，在超高層設(shè)計(jì)中普遍應(yīng)用。

五、消防設(shè)計(jì)

按消防有關(guān)規(guī)范，本工程應(yīng)設(shè)室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（含大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)），并應(yīng)配置滅火器。

本工程室內(nèi)外消防用水量分別為40l/s、30l/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3小時(shí)，自動(dòng)噴水滅火用水量為50l/s（含大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)），火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1小時(shí)。本工程消防給水由市政給水管網(wǎng)提供（兩路，管徑dn200，其中一路為無表防險(xiǎn)），給水管在區(qū)域內(nèi)連成環(huán)狀，環(huán)狀給水管管徑為dn200，給水管上布置三個(gè)室外地下消火栓，滿足本工程室外消防用水需要。在本工程地下三層設(shè)消防水池一座(有效容積為612m3，分成可獨(dú)立使用的兩格)，儲(chǔ)存三小時(shí)的室內(nèi)消防用水量及一小時(shí)的自動(dòng)噴水用水量（含大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)），滿足本工程室內(nèi)消防及自動(dòng)噴水滅火用水量要求。

（一）室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

本工程室內(nèi)消防水源為設(shè)于本工程地下三層的消防水池(有效容積為612m3，分成可獨(dú)立使用的兩格)，在消防水池旁設(shè)消防泵房一處，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分高低兩區(qū)，低區(qū)為地下三層至十層，在十五層水箱間內(nèi)設(shè)置低區(qū)高位水箱一座；高區(qū)為十一層至頂層，在屋頂水箱間內(nèi)設(shè)置高區(qū)高位消防水箱一座，并設(shè)帶壓力表的檢驗(yàn)用消火栓,由于水箱出水壓力不滿足最不利點(diǎn)處7m靜水壓要求,故在消防水箱間內(nèi)設(shè)zt(l)-i-x-13型消防增壓設(shè)施一套,以滿足消防初期頂部五層的消防壓力要求。高低區(qū)消防泵自消防水池吸水加壓雙管送至各區(qū)室內(nèi)消火栓管網(wǎng)（管徑dn200），各區(qū)消火栓管在室內(nèi)連成環(huán)狀，在適當(dāng)?shù)牟课辉O(shè)置閥門以保證檢修需要和供水安全。消火栓的間距保證同層任何部位有兩個(gè)消火栓的水槍充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)，充實(shí)水柱長(zhǎng)13m。消火栓箱內(nèi)設(shè)置19mm直流水槍，25m長(zhǎng)襯膠麻質(zhì)水龍帶，消防卷盤,并設(shè)置啟動(dòng)消防泵的按鈕。地下三層至六層、十一層至二十層消火栓采用減壓穩(wěn)壓消火栓。

高低區(qū)消火栓系統(tǒng)各設(shè)三套dn150的地下式水泵接合器。

（二）自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（含大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)）

本工程應(yīng)設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，本工程地下車庫及商業(yè)部分屬自噴系統(tǒng)的中危險(xiǎn)級(jí)(ii)級(jí)，設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度8.0l/平方米/分，作用面積160平方米，辦公部分屬自噴系統(tǒng)的中危險(xiǎn)級(jí)(i)級(jí)，設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度6.0l/平方米/分，作用面積160平方米，設(shè)計(jì)噴水量為30l/s，辦公大堂凈高明過12米部分采用大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)噴水量取10l/s；本工程自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)噴水量取40l/s（含10l/s大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)流量）。噴灑泵設(shè)于地下三層消防泵房?jī)?nèi)，，在屋頂水箱間內(nèi)設(shè)置高區(qū)高位水箱一座，有效容積為50.0m3，噴灑系統(tǒng)設(shè)zt(l)-i-s-10型噴灑增壓設(shè)施一套。噴灑泵自消防水池吸水加壓經(jīng)十一套zss系列濕式報(bào)警閥(dn200，dn150)至各層各防火分區(qū)噴灑管網(wǎng)，各區(qū)噴灑管網(wǎng)在報(bào)警閥前連成環(huán)狀，噴灑管各層各防火分區(qū)起始端均設(shè)信號(hào)蝶閥及水流指示器，各層各防火分區(qū)噴灑管末端設(shè)試水閥，每組濕式報(bào)警閥噴灑管網(wǎng)最不利點(diǎn)處設(shè)末端試水裝置，地下三層至六層、十二層至二十二層噴灑管起始端均設(shè)減壓孔板。室外設(shè)三套dn150的地下式水泵接合器接至噴灑系統(tǒng)濕式報(bào)警閥前。高低區(qū)分別從各區(qū)高位消防水箱接一根dn100的管道至各區(qū)報(bào)警閥前。

辦公大堂凈高明過12米部分采用大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)噴水量10l/s（水量與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)疊加計(jì)算）。本工程大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)合用供水泵組。大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭的布置保證在噴水時(shí)不受障礙物的阻擋，并采用下垂式安裝。在水平管網(wǎng)末端最不利點(diǎn)處設(shè)置模擬末端試水裝置。大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)高位水箱設(shè)置在十五層水箱間內(nèi)（與消火栓合用，有效容積為25m3），以保證管道在平日處于滿水狀態(tài)。高位水箱出水經(jīng)不小于dn50的管道接至電磁閥前。

大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在室外設(shè)一套水泵接合器與室內(nèi)管網(wǎng)相接。

（三）滅火器配置

按《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，本工程各部位均需配置固定滅火器，本工程為嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)a類火災(zāi)（車庫為a，b類火災(zāi)），配置基準(zhǔn)50m2/a，0.5m2/b，滅火器選用磷酸銨鹽干粉滅火器，每具藥劑重5千克（3a，89b），滅火器保護(hù)距離15米；車庫內(nèi)配推車式磷酸銨鹽干粉滅火器，每具藥劑重20千克（6a、183b），滅火器保護(hù)距離24米。

另外在消防控制室設(shè)兩具二氧化碳滅火器,每具藥劑重7千克。

（四）七氟丙