超高层建筑大楼给排水系统设计初探

超高层建筑大楼给排水系统设计初探

邱林

上海翰联建筑设计咨询有限公司邱林

摘要：随着我国经济快速发展，超高层建筑物越来越多，各项设计的质量要求也相应提高。文章结合某超高层建筑大楼的给水、排水系统、消防及选型等技术作出简述。

关键词：超高层大楼；给水；排水；消防；设计

Superhigh-risebuildingwatersupplyanddrainagesystemdesignof

JohnShanghaijointarchitecturaldesignconsultingcompanylimitedQiuLin

Abstract:withChina'srapideconomicdevelopment,moreandmorehigh-risebuildings,thedesignqualityisimproved.Combinedwithhigh-risebuildingwatersupply,drainagesystems,fireandmaketheselectiontechnology.

Keywords:high-risebuilding;watersupply;drainagedesign;fire;

1工程概述

某超高层建筑大楼高132.00m，属一类超高层建筑综合商用大楼。本楼地上五十一层，地下两层，另一至四层为商业和办公裙房，五层至三十层为塔楼，办公之用。在本大楼旁市政道路敷设有市政给水、污水及雨水干管，可供本大楼接口，且市政给水管最不利供水压力为0.26MPa。

2给水系统设计

2.1水源

本大楼全部生活用水取自市政给水管网。从市政主管开两条DN200的引入管接入本大楼。本大楼生活用水、消防用水分别设水表计量。消防水表后采用DN150的给水管在本大楼室外形成环网。

2.2给水分区

根据建筑物各部分的使用功能及卫生器具对静水压的要求，采用串联并联结合方式供水。生活给水系统分为6个区。其中Ⅰ区为地面一层及以下，利用市政管网压力供水，其余分区均为加压供水：Ⅱ区—二至四层；Ⅲ区—五至十层；Ⅳ区—十一至十六层；Ⅴ区—十七至二十三层；Ⅵ区—二十四至三十层。Ⅱ区设置一套变频调速供水设备加压供水，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区采用高位水箱供水，当压力超过0.35MPa时，采用减压阀减压。

2.3供水设备设置

地下二层水泵房内设食品级不锈钢生活储水箱两座及Ⅱ区变频调速供水设备一套。Ⅱ区变频调速供水设备同时为设置于地下二层的直饮水制备机房内的直饮水制取设备提供原水。生活水箱有效容积按需要二次加压生活日用水量的25%确定。

十五层水泵房内设食品级不锈钢生活转输水箱一座。

屋面水箱间设食品级不锈钢生活水箱一座，供Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区生活用水，容积按Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区楼层最大时用水量Qh的50%确定。

2.4水泵选型

给水Ⅱ区选用变频调速供水设备一套，配用水泵CRI32-11-2型三台，配备500L气压罐一台。

3排水系统设计

3.1雨水系统设计

（1）重现期选择

本项目屋面雨水重现期P取10年，室外场地雨水重现期P取2年。屋面按排水总能力不小于50年重限期的雨水量考虑屋面溢流设施。

（2）雨水系统设计

本大楼塔楼屋面雨水采用重力流系统排放，雨水由87型雨水斗收集；裙楼屋面雨水采用压力流系统排放，雨水由虹吸雨水斗收集。屋面雨水经水平干管及雨水立管下至地下一层及一层出户，雨水出户管经消能井后排入市政雨水管道。

3.2污水系统设计

（1）本楼采用污废合流制。设专用通气管；采用柔性接口排水铸铁管；污水水平横干管敷设在四层楼顶梁下，保证支管连接点距立管底部下游水平距离大于3m。

（2）潜水排污泵

本大楼所采用的潜水排污泵主要包括两种型号：在消防电梯集水坑及地下水泵房集水坑中，设置较大型号潜水排污泵，型号80QW45-22-5.5，每个集水坑中设置两台潜水泵，一用一备；在地下室其它部位，均设置较小型号的潜水排污泵，型号50QW15-22-3.0。

（3）室外排水构筑物

生活污水经立管收集后下至一层出户，经三格化粪池处理后，排入市政排水管网，化粪池根据实际使用人数计算，污水停留时间12小时，清掏周期90天，本项目化粪池选用四座G13a-100SQF型化粪池。

含油污水经隔油池处理后，经过化粪池再排入市政污水管道。隔油池选型主要针对含食用油的污水，选用标准为：污水在池内流速不大于0.005m/s；池内停留时间为10min；存油部分容积不小于该池有效容积的25%；池内残渣量占有效容积的10%，清除周期6天。本项目选用型号为GG-3SF型隔油池1个。

4商业裙房冷却循环水系统设计

4.1冷却循环水系统流程

本楼冷却循环水系统采用的设备及构筑物主要包括冷却塔、冷却循环水泵、冷却循环水补充水泵等。

4.2设备设置

（1）冷却塔

本大楼商业裙房设水冷型集中空气调节系统，地下一层冷冻机房内设有螺杆型冷水机组两台，根据一一对应的原则，选用LRCM-H-350方形横流式超低噪声冷却塔，置于裙房屋面。

（2）冷却循环泵

选用卧式离心泵。冷却循环水泵置于地下一层冷冻机房。冷却水泵与冷水机组的开停联动。开机时先开冷却水泵，后开冷水机组，停机时与此程序相反。

（3）冷却塔补水泵

选用变频调速供水设备一套。

6消防给水设计

6.1系统设置

本楼建筑高度H=132.00m，H＞100m，属一类超高层建筑。本设计按一类超高层综合楼消防要求配置消防设施。根据本工程的性质及火灾危险性，根据相关规范，本工程主要设置以下消防系统：消火栓系统；自动喷淋系统；气体灭火系统；建筑灭火器；水喷雾灭火系统；标准型大空间智能灭火装置。

具体设置部位为：全楼设置消火栓系统、自动喷淋系统和建筑灭火器，变配电房设置气体灭火系统，发电机房设置水喷雾灭火系统，三层以上通高的中庭设置标准型大空间智能灭火装置。

6.2消火栓系统

（1）消火栓用水量

本项目为一类超高层建筑，其室内消火栓用水量40L/s，室外消火栓用水量30L/s，火灾延续时间3小时。则一次火灾室内消火栓用水量为432m3，室外消火栓用水量为324m3。本楼消防水池储存室内外消防用水，故地下室室内消防水池内实际储存消火栓系统用水量432m3。

（2）消火栓系统设计

本工程室内消火栓给水系统为临时高压系统，分为上下两个大区加压供水。下区为地下二层至十四层加压供水系统，由设于地下二层水泵房内的消火栓给水加压泵供水；上区为十五至屋顶机房层加压供水系统，由设于十五层水泵房内的消火栓给水加压泵与地下二层水泵房内的消火栓给水加压泵垂直串联供水。为了使消火栓栓口的静水压力不大于1.0MPa，每个加压供水系统供水管网在竖向上均采用减压稳压阀分为若干分区供水。每个分区管网各自构成环状，并用阀门分成若干独立段，以利检修。本工程消火栓出水压力超过0.50MPa时设减压稳压消火栓。水枪充实水柱不应小于13m。

室外消火栓系统全部由市政管网供水。本设计在小区内消防车道边沿道路均匀布置室外地上式消火栓，消火栓间距不大于120m。

（3）消火栓系统设备

本工程消火栓系统设备主要包括：

地下二层：卧式恒压切线消防泵两台(一用一备)；

十五层：卧式恒压切线消防泵两台(一用一备)、消防水箱保证下区消火栓系统初期灭火用水；

屋面水箱层：屋顶消防水箱及气体顶压式自动消防给水设备DTJ0.5/10-6型一套。提供上区火灾初期灭火用水及维持上区消火栓给水系统管网平时压力。

5.3自动喷水灭火系统

（1）自喷系统用水量

商业、地下车库属中（Ⅱ）危险级，自喷水量按中（Ⅱ）危险级，喷水强度8L/min·m2，作用面积160m2，流量27.73L/s，火灾延续时间1小时；办公楼属中（Ⅰ）危险级，自喷水量按中（Ⅰ）危险级，喷水强度6L/min·m2，作用面积160m2，持续喷水时间1小时，流量20.8L/s，火灾延续时间1小时；办公大堂高度超过12m，设置标准型大空间智能灭火装置，每个喷头设计流量为5L/s，设计同时开启喷头数量为9个，q=45L/s，火灾延续时间为1小时。

综上，本工程自喷水量取最大值，即标准型大空间智能灭火装置和喷淋同时工作时，火灾持续时间1.0小时，故地下室消防水池内储存自喷水量270m3。

（2）自动喷水灭火系统设计

本工程自喷给水系统为临时高压系统，分为上下两个大区加压供水。下区为地下二层至十四层加压供水系统，由设于地下二层水泵房内的自喷给水加压泵供水；上区为十五层至屋顶机房层加压供水系统，由设于十五层水泵房内的自喷给水加压泵与地下二层水泵房内的自喷给水加压泵垂直串联供水。为了使配水管道工作压力不大于1.20MPa，且满足每个报警阀供水的最高与最低位置喷头高程差不大于50m及报警阀控制喷头数量的要求，每个加压系统供水管网在竖向上均采用减压稳压阀分为若干分区供水。报警阀前的管网均构成环状，并用阀门分成若干独立段，以利检修。

（3）自喷系统设备选型

本工程喷淋系统设备主要包括：

地下二层卧式恒压切线消防泵两台，一用一备；

地下二层主动喷水灭火系统给水泵；卧式恒压切线消防泵两台，一用一备；

十五层：卧式恒压切线消防泵两台，一用一备，消防水箱提供下区喷淋系统初期灭火用水；

屋面水箱层：屋顶消防水箱、增压设备。提供上区自动喷水灭火系统初期灭火用水。

6.4水喷雾灭火系统

（1）本大楼地下一层柴油发电机房及其油箱间需设置水喷雾灭火系统。柴油的闪点为60～110℃。柴油发电机及其油箱的喷雾强度取20L/min·m2。设计流量为36.5L/s，0.5小时灭火时间。

（2）水喷雾灭火系统为临时高压系统，与标准型大空间智能灭火装置供水泵合用。

7建筑灭火器设置

根据《建筑灭火器配置设计规范》规定，本大楼应广泛设置建筑灭火器。本工程按A类中危险级要求配置灭火器的区域有：铺面；按A类严重危险级要求配置灭火器的区域有：厨房、办公、停机坪。按B、C类中危险级要求配置灭火器的区域有地下室车库。

参考文献:

[1]GB50045-95建筑给水排水设计规范[S].2009.

[2]GB50015-2003高层民用建筑设计防火规范[S].2005.