浅谈某超高层综合性建筑的给排水设计

浅谈某超高层综合性建筑的给排水设计

杨静

上海杰汉申若丝琳装饰有限公司

摘要：本文根据笔者的实际工作经验，就某超高层综合性建筑给排水设计中的要点难点进行解析和探究。并从建筑给水系统、排水系统及给消防设计等方面切入，进行分析说明，希望可以为同行提供一些意见上的参考。

关键词：超高层；综合性建筑；给排水

一、工程概述

某超高层综合性建筑，整体建筑占地使用面积54265m2，其涵盖内容有交通运输中心、商业、办公、酒店、住宅等，整体使用面积共702109m2，容积率8.9。此建筑中给排水系统工涵盖了冷水系统、热水系统、污水系统和雨水系统。供水的直径为DN300，政府供水连接，供水连接管直径为DN200，政府提供的水压力为0.30MPa。

二、给水系统设计要点

2.1给水方式的择优选取

给水方式通常采用：直接给水模式、建立水箱水泵的给水模式、分区域性的给水模式和压力式的给水模式等。因本项目是超高层建筑，所以通常会使用竖向分区的给水模式。结合现今的施工状况来看，使用分区域性的加压供水模式，同时还要保证此方法在实际使用过程中的稳定性、牢固性以及延展性，最主要的步骤就是使用适宜的供压模式。在建设楼层较高时，如果仅使用单一区域提供供水需求，则会加大底层部位的供水水压，管道则会因为承受不了相应的压力，而产生过大的声音或者震荡，严重甚至还会发生断裂。

为了应对上述情况的出现，在进行超高层建筑给水系统规划作业时，可以使用竖向分区的给水模式。根据实际情况来看，供水距离需要根据给水系统内卫生洁具的超低位的最大静水压力数据为参考标准。当前，虽然政府并没有对这个数据的参考标准有一个明确的数值制定，但我们可以根据建筑物整体的施工标准、建材选购的质量和楼层的层数进行相应的预算。通常状况下，居民楼、酒店的最大静水压力数据是300～350kpa，办公区域的最大静水压力数据则是350～450kpa。

（1）运用减压阀的供水方法

在使用减压阀供水中，对超高层建筑的层数是有相应的标准的，低段区是在地下室和1～4层，中段区是在5～9层，这两个分区都是由政府部门直接进行水量供应，其中中段区的供水则会采用高位水箱减压阀进行水量供应；高段区则是从10层向上，在这个区域可以使用高位水箱进行水量供应。针对超高层的建筑使用适合的供水模式，大体上都会使用高位水箱供水的模式。其组成的方式是通过续水池，高位供水箱、供水网络和压力水泵进行连接使用的。采用高位水箱供水模式，可以使中高两个层位的供水量提高到顶层水箱的位置，高层区域自然是直接通过水箱进行供水，而中层区域的水量则可以通过使用减压阀装置，进行设置，满足全体用户对供水的需求。这样不仅能够节省资金的消耗，降低水泵的使用频率，同时还可以在后期维护中节省时间，其缺点就是水泵的支出费用被增加了。

（2）变频泵供水模式

在使用变频泵供水中，对超高层建筑的层数要求标准是，低段区是地下室和1～4层，由政府统一进行水量供应；中段区是5～11层，是通过设置变频调速泵1进行水量供应；高段区则是12层以往上，是采用变频调速泵2进行水量供应，通过上下结合的给水模式。此水量供应的模式则是由续水池，高位供水箱、变频调速装置进行连接使用的。使用变频调速装置的好处是：提升水泵的运转效率，节约用电量。在此基础上，通过使用变频调速装置，降低了水箱的使用频率，减少了水质污染情况的产生。不过这样设计也是有其弊端的，因无法知晓里面的水量储备，容易造成停水风险，而且此装置的费用比较昂贵。

综上所述，根据整体施工的数量使用情况和供水稳定性来看，第二套规划方案则是比较实用的。

2.2热水系统的优化

在进行超高层建筑给水的规划时，不能单单考虑冷水系统的构建和区域划分，还要整合热水系统的规划。在进行超高层建筑施工中，热水系统的构建也分为三部分，低段区是地下室，还是由政府直接进行水量供应；中段区是5～11层，则是通过生活水泵1进行水量供应；高段区是12层往上，需要通过生活水泵2进行水量供应。根据回水管网线布控的模式，可将热水系统的水量供应模式分为全循环，半循环、无循环三种；根据其循环模式的区别，还可以分为自然和机械这两种循环模式。下面将对这两种模式进行分别说明：

（1）不同区域各安装水加热器

此模式因其操作简便、建材使用率高，方便热水的使用循环、可以满足住户对水温需求等好处被广泛应用到给水设计中。另外，此设备的使用可以保证供水压力的安全性、温度的持久性。不过存在的弊端是要在顶层安装干管设备，一旦出现断裂会致使建筑的观赏性大打折扣。

（2）一个水加热器提供不同区域的供水需求

此模式在保证热水供应状态不动的前提下，仅用一个水加热器来达到整栋建筑的供水需求。为不阻碍立管和干管的正常运行，可在支管上安装减压阀装置，保证循环系统的运转。不过存在的弊端是低段区的所有支管都要安装减压阀装置，数量的整体增加，相对的质量也要进行加强。

综上所述，在进行给水设计中，一套规划方案更可以保证小区热水的供求关系，更能保证水压和水温的安全性能，减少资源的浪费。

三、排水设计要点

在对超高层建筑排水系统进行规划时，应注意以下几点要求：

首先，保证安装的排水设施可以进行正常的工作；其次，保证排水管道系统的空气的安全，减少有毒气体的侵入，降低对环境的污染；再次，降低成本使用的同时保证排水管线的安全及合理规划；最后，因排水管直径比较粗，化粪池处理费用比较高。现今最常用的处理方法是分流制模式，降低化粪池处理的资金占用率。

根据超高层建筑的相关规定，10层及其以上建筑物中使用的污水管道，应在排水立管上安装专门通气孔道，来降低声音的传播。但是，不安装相应的通气孔道，则会造成水封受损，正常管道中段是有水柱形成的，一旦空气封闭，则会损毁中段的水封。所以，为降低此类现象的产生，就需要安装专门的通气孔道，在低层区安装排水立管，将污水从地下室集体排出到水坑内，在通过潜污泵进行抽取。

四、建筑消防设计

消防给水系统的规划是超高层建筑的重要组成部分。因超高层建筑地理位置特殊，在火灾发生的情况下，很难进行灭火营救工作，所以，要加强消防系统的健全规划是尤为重要的。一般状态下，超高层建筑在建立消防供水系统时，都是根据政府的供水决策，使用不少于两条的供水管道，在施工现场内会建立一个全面的供水循环网络，保证正常的消防供水需求。而在超高层建筑内构建消防供水系统通常都是用并联、串联以及重力供水这三种模式。

4.1并联消防供水系统

并联消防供水系统就是在超高层建筑中安装完善的消防水泵设施。此模式需要在不同的封层区域内安装减压阀，达到各区域的消防用水需求。根据相关规定对压力系统划分的需求来看，供水压力小于2.4MPa，同时能达到消防车的水量供给的刻度线时，即满足并联消防给水系统的标准。其优点是在安装过程中，都设于建筑物的最下面，减少避难层的使用，同时降低噪音污染带来的损害；其缺点则是加大了水泵的扬程和管道的承载负荷。

4.2串联消防供水系统

串联消防供水系统则是通过对建筑不同区域安装各自的消防水泵，通过进行上下水泵水位控制，达到向超高层建筑提供用水的模式。在设备启动的压力小于2.4MPa时，就可以使用串联消防供水系统。其优点是保证管道线路的稳定性，减少发电机的损耗，降低资金的消耗率，其缺点是工作过程较为繁杂，操作步骤繁多。

4.3重力供水系统

供水系统是通过在顶层建立消防水池的方法，来降低火灾现场，因机器事故推迟最佳的抢救时间的一种有效模式。其优点是增加了安全系数，缺点则是加强了建筑的承载能力。所以，通常都是在250m往上的超高层建筑种才会选择使用的。

五.污水系统设计

超高层建筑在进行污水排放时，因其下落会有一个相应的重力，所以在下落的过程中，会给管道带来一定程度的压力，压力过大则会造成管道的破裂。所以，在规划污水排水管道时，加强管道的承载负荷，可以选择一些负荷承载能力比较强的金属材质，对管道线路进行合理的规划，同时还可以安装减压设备，降低缓冲概率，减缓污水的流动速度，进而降低污水给管道带来的压力。

六.雨水系统设计

超高层建筑中雨水系统的设计主要体现在其安全稳定性能上。在雨量风大的季节中，雨水排水系统的设计如果不完整，就会导致其功能不健全，进而发生雨量沉积，下渗，影响建筑的质量。故而，就需要在设计的过程中，就应使用质量安全、抗腐蚀程度比较强的建材。一般状况下，雨水排水系统采用重力设计方法，其优势在于可以提高雨量的排出率，缺点是在遇到强降雨时，降雨量已经完全不在此系统的计算范围内，这就加大了管道的负荷，导致管道的损毁。所以，在进行雨水系统的构建时，一定要关注该地区的雨水情况，选择适合本地区气候的建材进行施工。

七、结论

结合上述分析可知，在进行超高层建筑给排水规划时，不仅要将设计后带来的观赏性和使用价值提高，还应该结合国家制定的环保政策，将节能减排的功效进行更好的发挥。为此，在进行规划施工中，一定要遵照国家各各项施工标准以及政策实施，根据不同区域的不同特性，制定合理的规划方案，以加强人们日益增长的用水需求。

参考文献

[1]刘彩霞.超高层建筑生活给水系统优化与节能技术[D].西华大学2014

[2]余杰生.超高层建筑消防给水系统的可靠性应用研究[D].华南理工大学2013