超高层建筑给排水设计范文

导语：如何才能写好一篇超高层建筑给排水设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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超高层建筑消防系统静水压力大，如果只采用一个区供水，不仅影响使用，而且管道及配件容易损坏。因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。 （二）消防系统设计应引起重视

超高层建筑引发火灾因素多，火势蔓延速度快，而且扑救困难。因此，超高层建筑消防系统的安全可靠性比地层建筑高。由于目前消防设备能力有限，扑救高层建筑火灾的难度较大，所以超高层建筑的消防系统应立足于自救。 （三）管道材料要求高

超高层建筑的排水量大，管道长，管道中压力波动大。为了提高排水系统的排水能力，稳定管道的压力，保护水封不被破坏，超高层建筑的排水系统应设置通气管或采用新型单立管系统。超高层建筑的排水管道应采用机械强度较高的管道材料，并采用柔性接口。 （四）发生事故影响范围大

超高层建筑的建筑标准高，给排水设备使用人数多，水量大，一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大。须采用有效的技术措施，保证供水安全可靠，排水畅通。 （五）管道易产生震动和噪音

超高层建筑动力设备多，管线长，易产生震动和噪音，须采取相应的技术措施加以改进。 二、超高层建筑给排水系统设计 （一）生活给水系统设计

1、供水方式选择 超高层建筑设计中，给水方式的选择关系到整个给水系统的安全性、可靠性、工程投资、运行费用、维护管理及使用效果，因此给水方式的选择是至关重要的。现行给水设计通常采用以下3种方式：第一种方式是由市政管网直接供给，第二种方式采用水池水泵房屋面水箱用水点的流程供水，第三种方式采用水池变频供水设备用水点方式供水。 采用第一种供水方式系统简单、投资省、安装维护便利，可充分利用市政给水管网水压，节约能源，但由于内部无贮备水量，当外网停水时，将使内部断水，因此供水可靠性差。采用第二种供水方式，因水池、水箱贮备有一定水量，当停水停电时，可延时供水，因此供水可靠，水压稳定，但不能利用市政管网水压，能源消耗较大，安装维护麻烦，投资较大，有水泵振动、噪声干扰，且易产生供水的二次污染，另外由于增加了屋面水箱，相应地增大了结构荷载。采用第三种供水方式，由于水池贮有一定水量，因此供水可靠，设备布置集中，便于维护管理，同时由于变频供水设备可根据用户实际用水情况，通过调节水泵转速或运行台数以调节水量，因此能源消耗较少，但是水泵型号较多，选型技术要求高，水泵控制调节麻烦，且投资额较大。

综上所述，以上三种供水方式各有利弊，不能一概而论，应结合设计项目的实际情况，经综合考虑，选出最适合的供水方式。

减压措施

超高层建筑的室内给水系统相对于一般建筑是处于高压状态，不稳定因素较多。为防止意外事故的发生以及检修的需要，系统应当有减压稳压组件及相关技术措施。 给水系统上的防超压措施主要有减压阀、减压稳压消火栓、安全阀、泄压阀、减压孔板及节流管等。

给水系统经常用减压阀进行分区。用来分区的减压阀有比例式和可调式的。可调式减压阀的压力调整范围一般不大于0.7MPa。对生活给水系统而言，可调式减压阀的阀前与阀后压力差不宜大于0.4MPa，要求环境安静的场所不应大于0.3MPa。一个给水分区内有可能存在超压的管段，也可以通过可调式减压阀来减去过剩压力。管径大于DN50的管段一般采用先导式可调减压阀，小于等于DN50的管段一般采用直接式可调减压阀。消防给水系统与生活给水系统一样，也常用减压阀进行分区。不同点在于消防给水系统减压阀要求成组设置, 即设置备用（单个报警阀例外）。 生活给水系统上的减压阀可成组设置, 即备用设置, 也可不设备用。当不设备用减压阀时,要保证减压阀失效时管道的压力不超过卫生器具的最大可承受压力。消火栓给水系统常常在超压管网上采用减压稳压消火栓。

安全阀及泄压阀一般用于系统压力最大处，如水泵出口、减压阀组附近等，闭式热水系统的压力容器也用到安全阀。超高层建筑的水泵接合器应安装安全阀。减压孔板及节流管可起到减压限流作用。一般用于管网末端减压，如水龙头。由于对流量有影响，配水管上较少采用。消火栓给水系统中, 减压孔板及节流管一般设于消火栓口或水流指示器前。在自动喷水灭火系统中，减压孔板孔径不应小于管道直径的30％，且不小于200mm。 （二）排水系统设计 1、排水管的承压

重力排水管是非满管流，重力雨水管是满管流，但两者均不是压力流系统。因此在考虑排水管的承压问题时，不能完全按排水立管的高度确定管材的压力等级。当排水管管径为DNl50、立管高度100m时，如果压强达到0.1MPa，即使管道内有堵塞物，也会被如此大的压力冲走，很难停留，所以我们认为排水管管材选用0.1MPa的压力等级是安全的。在实际的项目中，超高层建筑主楼屋面的特点是面积不大但高度很高，为了更安全可靠，重力雨水管往往采用了压力等级更高的金属管材。 2、单立管排水

一般特殊的单立管排水系统适用于以下情况：排水立管设计流量大于普通单立管排水系统排水立管的最大排水能力；住宅、宾馆和卫生间较小的公共建筑；卫生间或管道井面积比较小的建筑；要求降低排水水流噪声和改善排水水力工况的场所。而超限高层建筑的客房层通常都能上下对齐，但建筑面积有限，又要满足五星级房间面积的要求，客房的管井面积会比较紧张，可选择特殊单立管排水系统。特殊单立管排水系统与普通排水系统相比，可节省专用通气立管，有良好的排水和通气能力，可减少排水水流下落时因冲击、紊流而引起的噪声。但是在立管汇合时，需要采用特殊配件的接头，接头的尺寸会较大。 3、雨水系统及空调冷凝水系统

高层住宅楼的屋面雨水及阳台雨水通常单独设置立管排放，空调冷凝水及空调机隔板雨水也由专门管道收集后一起排放。一些户型专门为空调机设计凸窗，将空调放置在凸窗下，而空调机的隔板即为下一层的凸窗，在这情况下，设计时考虑空调机隔板的雨水排放孔设在侧面，即从侧面接一管子接入立管，使得空调机隔板的雨水顺利排放而不会流至楼下。 （三）消防系统设计 1、消火栓系统

超高层建筑的消火栓系统在绝大多数情况下只能采取临时高压给水系统的供水方式，一般采用水泵、减压阀或减压水箱进行分区。以42层住宅楼为例，消火栓系统分区如下：1～20层为低区,由地下室的消火栓泵减压供水；21～42层为高区，由消火栓泵直接供水。这样分区的优点在于管路和控制系统简单，所占管井较少，不需要占用设备层，但对减压阀的质量要求较高，减压阀需备用。

自动喷水灭火系统

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关键词：超高层建筑 给排水设计 消防设计

中图分类号：S276文献标识码： A

1、工程概况

国民经济的不断发展，超高层建筑越来越多的出现在人们的视线当中。对于超高层建筑的给排水及消防设计，也不断的在工程实践当中进一步完善。本项目为综合公共建筑，包括高档办公、五星级酒店、会议中心及游泳池等娱乐设施。该工程总建筑面积约26 万m2 ，其中地上建筑面积19．4 万m2，地下建筑面积6．7 万m2。建筑层数北楼为地上54 层，南楼为地上36 层，建筑高度南楼180．4 m( 36 层顶结构连梁高度) ，北楼203．55 m。地下共6 层，地下6 层为人防，地下2 层～ 5 层为车库，地上1 层～ 7 层为裙房。塔楼部分以北楼为例，其中7 层，22 层，38 层为避难层。8 层～33 层为办公层， 35 层～ 53 层为酒店层。下面以北楼为例介绍一下该项目建筑给排水及消防系统设计。

2、给水系统设计

2． 1 水源

由市政给水管网引入两根DN250的给水管道，管道供水压力为0.35MPa,给水管道进入红线后设生活用水水表。

2． 2 生活给水系统

（1）地下室及1 层给水均由市政直供。

（2）北楼其余楼层的给水系统竖向分区为四个区: 2 层～ 6 层为一区，7

层～ 17 层为二区， 18 层～ 33 层为三区， 34 层～ 53 层为四区; 一区采用变频供水，其余区域采用低位水箱―水泵―高位水箱供水方式，并按规范要求静压不超过0．35 MPa 设置减压阀。

2． 3 冷却塔补水系统

冷却塔补水由地下4 层生活消防泵房内变频泵供给，Q =50 m3 /h，H = 60 m。

3、生活排水系统设计

（1）本楼采用污、废水分流制排放。

（2）所有污废水经室外污水检查井后排至市政污水管网。

（3）本楼排水采用专用通气立管通气排水; 立管设置检查口。

（4）洗衣房排水及锅炉房排水设置降温池。

4、雨水系统设计

（1）裙房屋面雨水采用虹吸排水系统，需满足50 年重现期雨水排水要求。

（2）主屋面雨水采用重力流排水，屋面雨水排水系统考虑溢流，满足50 年重现期雨水排水要求。

5、消防给水系统设计

北楼建筑高度约为203．55 m，按一类高层建筑进行消防给水设计。火灾延续时间按3 h。消防初期水量18 m3 ，储存在本工程北楼屋面消防水箱间内。地下室消防水池内储存3 h 室内消防用水及1 h 喷淋用水850 m3。消防用水量见表1。

表1 消防用水量

消防系统类别 用水量/L・s-1 火灾持续时间/h

室内消防栓系统 45 3

室外消防栓系统 30 3

普通喷淋系统 35 1

泡沫-喷淋系统 100 1

大空间自动灭火系统 10 1

(1)本工程室外消防给水水量为30 L/s，室外消防给水管网在建筑红线内形成环状，室外消火栓沿消防车道布置，其保护半径不大于150 m，间距不大于120 m，并保证室内消防水泵结合器40 m 范围内有室外消火栓。

(2)本建筑室内消防系统采用临时高压制，竖向分为两个区，－ 6 层～ 21 层为低区， 22 层～ 54 层为高区，每区设一套消火栓加压水泵，一用一备，超压部分( － 3F ～ 2F，7F ～ 16F， 22F ～ 29F，35F ～52F) 设减压稳压消火栓。低区泵房内设置消防水池，高区于38 层避难层设置消防转输水箱，水箱有效容积为110 m3。

(3)室外设地上式消防水泵接合器与室内消火栓给水管网相连。

6、自动喷水灭火系统

（1）本楼地下室及主楼均设自动喷水灭火系统，主楼为中危险Ⅰ级，喷水强度为6 L/( min・m2 ) 、作用面积为160 m2。1 层门厅采用大空间自动水灭火装置，用水量取10 L/s。地下汽车库采用泡沫―水喷淋系统，喷水强度为6．5L/( min・m2 ) 、作用面积为465 m2 ，喷淋用水量取100 L/s。水喷淋系统的火灾延续时间按1 h 考虑。

（2）喷淋系统竖向分为两个区，－ 3 层～ 28 层为低区， 29 层～54 层为高区，每区设一套喷淋加压水泵，一用一备。水源来自地下2 层消防蓄水池，高区设置消防转输水箱。火灾初期用水由屋顶水箱供给。

（3）地下车库设置泡沫喷淋为一个系统，地下1 层及其以上设自动喷水系统，喷淋供水管由消防泵房内的喷淋泵供给，报警阀间设湿式报警阀，水箱间内的消防、喷淋稳压设备维持平时压力。地下车库一夹层车道出入口处的防火分区设置预作用自动灭火系统，并应按要求设置电动阀和快速排气阀。

（4）44F ～ 49F 喷淋管上设置60 mm 孔板， 29F ～ 34F 喷淋管上设置55 mm 孔板，8F ～ 16F 喷淋管上设置50 mm 孔板。

（5）喷头温度采用68 ℃，厨房部分采用93 ℃。有吊顶的房间均采用DN15 装饰型闭式玻璃球喷头，无吊顶房间及地下室均采用DN15 直立型K = 80 闭式玻璃球喷头( 朝上安装) 。客房及办公间内设置边墙型闭式喷头，K = 115。直立型喷头溅水盘距顶板不小于75 mm，不大于150 mm。

（6）室外设地上式水泵接合器，与自动喷水泵出水管相连，并设各系统区分的标志。

7、建筑灭火器配置

本工程各层均设置灭火器系统，本建筑属严重危险级，火灾种类为A 类，局部为C 类或带电火灾，地下车库按B 类中危险级考虑，采用手提式磷酸铵盐干粉灭火器灭火，且灭火器均附设在消防箱内。地下室消火栓箱间距大于12 m，按保护距离不大于12 m 增设灭火器。地上消火栓箱间距大于15 m，按保护距离不大于15 m 增设灭火器。楼层每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。型号为: MF/ABC5，每具5 kg，地下车库每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。局部增加放置灭火器箱，箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。型号均为MF/ABC5，每具5 kg，充装方式为储压式。高低压变配电室设置推车式磷酸铵盐干粉灭火器。

8、管材选择

8．1 生活给水管

生活冷水、热水管道采用内衬不锈钢复合钢管，DN100 以下采用丝扣连接，DN100 及以上采用卡箍连接。热水管道采用铜管，焊接。管件采用与管材相同材质、公称压力不小于2．0 MPa。

8．2 排水管道

（1）排水采用柔性接口排水铸铁管，采用法兰承插A 型接口，顺水进水三通，所有管件与管材成套供应。立管底部牢固支撑。

（2）与潜水排污泵连接的管道，除水泵出口采用一段橡胶夹布软管外，均采用内涂塑钢管，接口同给水管。

（3）虹吸雨水管管材和管件采用高密度聚乙烯管( HDPE) 粘结。管材需满足满水试验要求。管道公称压力1．00 MPa，承受负压能力不小于0．07 MPa。

（4）水箱水池溢、泄水管均采用内外涂塑钢管，接口同给水管。

8．3 消防给水管道

（1）消火栓给水管道采用热浸镀锌焊接加厚钢管，DN≤80 丝扣连接，DN ＞ 80 采用镀锌无缝钢管，沟槽式卡箍连接，阀门及拆卸部位采用法兰连接。管道公称压力为2.5 MPa。

（2）自动喷水管采用内外热镀锌焊接加厚钢管，丝扣或沟槽式机械接口。管道公称压力为2．5 MPa。

9、结语

该项目是一个以酒店、办公为主的综合性超高层建筑，笔者在该项目建筑给排水设计过程中总结了如下几点:

（1）给水系统设计中，主要采用了水池―水泵―水箱―用户的供水方式，此供水方式更加安全可靠，水压恒定，关于水箱水质二次污染问题，本工程采用水箱自洁消毒装置来处理水箱供水水质。

（2）排水系统设计中，塔楼排水立管高度在160 m 以上，污废水在立管中流速过大引起立管中气压剧烈变化，导致立管底部正压过大，横支管处负压过大，引起水封破坏，在22 层、38 层分别设置排水立管消能装置。

（3）雨水系统设计中，虽然裙房屋面面积不大，但由于两塔楼高度比较高，北楼塔楼达160 多米，侧墙汇水面积很大，所以采用虹吸雨水排水系统，利于雨水的快速排除，同时屋面设置雨水斗数量大大降低。

（4）消防系统设计中，消火栓系统与自喷系统高低区分区时考虑采用38 层消防水箱直接重力稳压，将高区下面几层适当降低。根据当地规定，地下车库停车数量超过300 辆必须设置泡沫喷淋灭火系统，所以本工程车库设置泡沫喷淋灭火系统。为了避免冬季冰冻影响消防，地下1 层包含对外汽车坡道的防火分区设置预作用喷淋灭火系统。本工程消防高区设置了水泵接合器，考虑到一般消防车供水压力只有1 MPa 左右，在22 层避难层设置接力泵，高区水泵接合器使用时打开接力泵供水。

参考文献:

［1］ GB 50015-2003，建筑给水排水设计规范( 2009 版) ［S］．

［2］ GB 50045-95，高层民用建筑设计防火规范( 2005 版) ［S］．

［3］ GB 50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范( 2005 版) ［S］．

［4］ GB 50140-2005，建筑灭火器配置设计规范［S］．

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关挂词：超高层建筑；分区供水；同层排水；消防系统

1 工程概况

该工程是由两幢超高层商务写字楼组成的双塔型建筑，该项目用地面积约15506m2，楼高130.85m，主体地上32层，地下2层，总建筑面积超过12万m2。地下2层为机动车停车库并设有消防水池，水泵房，变配电间等设备用房，部分设有人防；地下1层主要为汽车库，员工食堂，高配室等设备用房；l层为办公大堂，商业用房；2层为餐饮；3层为会议；4～32层为办公用房。其中；4层有避难平台，18层为避难层。

2给水系统

2.1日用水量

由于本项目为高档写字楼，参照有关资料高档智能写字楼每人占14m2筑面积计算。办公总人数定为5040人。用水量计算见表1。

表1用水t计算表

2.2 给水系统分区：

地下2层至3层（餐饮、商店）由市政水直接供给。

4至32层（主要为办公），采用变频加压供水，分为4区：

4至10层，采用低区变频加压设备减压供水；

11层至17层，采用低区变频加压设备加压供水；

19层至25层，采用避难层无负压变频给水加压设备减压供水；

26层至顶层，采用避难层无负压变频给水加压设备加压供水。

这样的给水分区保证各分区管网的静水压力不超过0.45MPa。

3排水系统

系统采用雨、污分流制。

室内采用废、污合流，厨房废水须经隔油池处理，根据杭州市人民政府公文处理简复单第19195号室外不需设置化粪池，污、废水在基地内合并一起在排人市政污水管网前设污水格栅井处理。

本工程卫生间采用同层排水技术。坐便器、小便器后建筑都做了175mm厚的假墙，壁挂式坐便器的隐蔽式水箱在此假墙内安装，排水支管也在此假墙内敷设。地漏采用同层排水专用横排地漏，施工时此地漏需预埋于结构板里30mm，地漏的水封高度不小于50mm。卫生间排水立管采用柔性离心铸铁排水管，加强型不锈钢式卡箍连接。此管具有强度高、接口可曲挠、抗震、快速施工等优点，在超高层建筑中使用很普遍。

4消防系统

4.1 工程消防用水量见表2。

表2消防用水量表

大空间智能型主动喷水灭火系统，管网与自喷给水管网综合设置，水量不计人消防水池的容积。

4.2消防水池、避难层消防接力水箱、及屋顶消防水箱

消防水池位于地下二层消防泵房内，容积按3h的室内消火栓用水量及1h的自喷水量考虑，容积为540m3，。消防水池分为两格，以便水池检修、清洗时仍能保证消防用水的安全性。

在A、B座18层避难层设置设备层，设备层各设置60m3消防接力水箱一座。A、B座屋顶均设有18m3的消防水箱，储备火灾初期10min的消防水量。在水箱间设有喷淋系统、消火栓系统消防增压稳压设备各一套。

4.3室外消防采用低压制

本工程自市政给水管11号路及13号路室外环网引DN150mm给水管各一根，绕区域呈环网，室外消火栓按小于120m间距设置；满足室外消防用水量要求；火灾时由城市消防车前来施救。

4.4室内消火栓系统

消防水池及低段消火栓泵位于地下室2层。消火栓水分高、低两段。低段为地下2层至17层，高段为18层至顶层。低段由消火栓泵直接供，分为两个区，其中地下2层至7层为低区（由减层水压阀减压供水）,8层至17层为高区（直供）。高段由设于避难层的消火栓接力泵加压供水，分为两个区，其中18层至25层为低区（由减压阀减压供水）,26层至顶层为高区（直供）。消防竖管布置保证同层相邻两个消防栓水枪的充实水柱能同时达到被保护范围的任何部位。消火栓的充实水柱不小于13m，除消防电梯前室的消火栓外，其余消火栓均配有消防卷盘。

低段管网的高低区分别设置消防水泵接合器。消火栓系统原理图，见图1。

图1消火栓系统原理图

4.5室内自动喷淋系统

自动喷淋系统的火灾危险等级，除汽车库及商场为中危险级Ⅱ级以外，其余均为中危险级I级。除建筑面积小于5m2的卫生间及不宜用水扑灭的部位外，均设置喷头。

消防水池及自动喷淋泵位于地下室2层。供水分高、低两段。低段为地下2层至18层，高段为18层至顶层。低段由自动喷淋泵直接供水。高段由设在地下2层的自喷转输泵供水至避难层的60m3消防接力水箱，再由避难层设备间的喷淋接力泵加压供水。

每个报警阀组供水的最高与最低位置喷水，其高程差不大于50m。

每个报警阀组控制的喷头数不超过800个。

低段报警阀组设于地下2层消防水泵房内。高段报警阀组设于18层避难层设备间。水流指示器按楼层及防火分区设置。每个水流指示器前设信号阀。

高低段管网分别设置消防水泵接合器。自喷系统原理图，见图2。

图2自喷系统原理图

4.6大空间智能型主动喷水灭火系统

裙房3层高（吊顶高度13m）的中庭设有标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置。此系统设有3只ZSS一25型自动扫描射水高空水炮，每只流量5L/s，设计总流量为巧15L/s，持续喷水灭火时间按lh计。此系统与湿式自动喷水灭火系统的管网综合设置，低段自喷泵流量和扬程均能满足本系统的要求。此系统设有独立的信号阀和独立的水流指示器，在自动喷水灭火系统湿式报警阀前将管道分开设置。自动扫描射水灭火装置和自动扫描射水高空水炮灭火装置的智能型红外探测组件与高空水炮为一体设置，一个智能型红外探测组件只控制一个高空水炮。

4.7药物消防

根据消防规范，建筑物各层相应部位均设置磷酸钱盐手提式灭火器，作为辅助消防设施。5设计中的问题探讨

(1）由于卫生间同层排水支管采用HDPE排水管，排水立管采用柔性离心铸铁排水管，支管与立管是不同的管材，施工中应做好支管与立管的连接。

(2）超高层建筑因其高度超过城市消防车的救火高度，其消防系统相对于一般的高层建筑来说更依赖于自救，消防要求更加严格。根据《自喷喷水灭火系统设计规范》第10.4.2条，当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采用增压措施。本工程自喷系统的高段属于水泵接合器供水能力不能满足之处，高段由设在地下二层的自喷转输泵供水至避难层的60m3消防接力水箱，再由避难层设备间的喷淋接力泵加压供水。国家规范中没有对接力水箱的大小给出一个量化的规定，消防接力水箱的容积各地也不相同，本工程的选用水量为上段室内消火栓系统与自喷系统的10min用水量（(40L/S+30L/S)×60s×10=42m3）和低段的屋顶水箱18m3之和。

某市的一些超高层建筑此水箱容积仅18m3，为自喷系统的10min用水量30L/S×60s×10=18m3，。这样的设计也是合理的，低段的屋顶消防水箱18m3可由高段屋顶消防水箱18m3减压供给。消火栓系统的高段也是属于水泵接合器供水能力不能满足之处，但现行的消防规范并没有规定像自喷规范那样采用增压措施，所以本工程没有设消火栓转输泵，但是消防接力水箱的容积考虑室内消火栓系统的10min用水量，消火栓系统的高段采用消防接力水箱联合消火栓接力泵加压供水。接力水箱的容积在设计前应与消防部门协商后确定，采用60m3消防接力水箱串联供水相对更安全可靠。

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摘 要:随着我国城市建设的快速发展,高层以及超高层建筑不断涌现使得越来越多的人对建筑的给水、排水系统以及消防系统的设计和应用有了更高的要求。因此本文对超限高层建筑的给排水设计进行研究。

关键词:高层建筑;给排水设计

一、超限高层建筑给水系统设计 表1 常见超限高层建筑给水方式

(一)串联给水方式

由于超限高层建筑的层数较多,为了能够确保给每一层用户提供正常生活以及工作用水,常采用串联给水方式。这种方式不仅能够减少竖向立管,节约管材用量以及机房的面积,而且还能减小给水泵的压力,提高了给水系统的工作稳定性以及经济性。

(二)并联给水方式

并联给水方式的水泵相对集中,为了不占用楼层面积通常布置在超限高层建筑的地下室中,便于后期的维护工作。但是并联给水方式需要增设竖向立管,而且高压泵的压力很高,需要结合避难层,设置传输水箱以及水泵。因此为了获得更加经济的效果,目前超限高层建筑的给水系统通常是将并联给水方式与串联给水方式相互配合使用。

(三)高位水箱和变频泵

在超限高层建筑的供水系统设备当中高位水箱和变频泵有着非常重要的作用。其中高位水箱的供水特点主要是将自来水储存在水箱当中,然后再输送到各个用水点,在此过程中主要是依靠高位水箱的重力差实现供水;而给水泵则是利用水泵直接将自来水输送到各个用水点,整个过程主要通过电力进行供水。由于高位水箱在使用过程中拥有更加安全、可靠以及节能的优势,所以在超限高层建筑中的应用最为普遍。

二、超限高层建筑排水系统设计

超限高层建筑排水系统设计包括生活废水、污水以及屋面雨水的收集和处理系统。主要分为室内排水和室外排水系统两大类,其中室内排水对于生活废水、污水的收集有分流或者合流两种形式,在设计时需要根据建筑所在城市的排水制度进行最终确定。以下就对超限高层建筑的排水系统设计进行探讨:

(一)排水管的承压

重力排水管属于非满管流,重力雨水管属于满管流,而且两者均不属于压力流系统,在设计承压力等级时不能单方面的以排水管高度进行判断。而且由于于超限高层建筑受到高度以及层数的影响,为了确保排水系统的安全性以及稳定性,重力水管通常采用承压力较高的金属管材,例如衬塑钢管以及加厚的不锈钢管。

(二)单立管排水

现阶段超限高层建筑常见的单立管排水系统可以分为苏维托系统、螺旋管/细长接头系统以及螺线管系统,以下就对三种常见的单立管排水系统进行对比分析:

表2 三种常见单立管排水系统对比

(三)消火栓系统

根据《高层民用建筑设计方法规范》中的有关规定,当高层建筑的高度超过250m时,需要采取特殊的防火设计。高层建筑的消火栓系统分为室内、室外两种,室内的消火栓系统应该配合高压或者临时高压给水系统,通常采用二次加压的形式使高层水压达到消防要求,当搞高层建筑消火栓超压后,还建应该考虑使用减压稳压消防栓;室外低压给水管道的消火用水量不应该小于0.10MPa。高层建筑消火栓系统用水量如下表3所示:

表3 高层建筑消火栓系统用水量表

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关键词：超高层商住楼；排水设计；探讨

中图分类号：TU208 文献标识码： A

引言

超高层建筑是指建筑高度>100m的高层民用建筑，代表民用建筑最先进的材料应用和技术水平。超高层建筑有别于多建筑，具有层数多、高度大、功能复杂、用水要求高、排水量大等特点，超高层建筑商住楼给排水的设计质量同居民生活的安定性有着必然的联系，所以，我们要加强对超高层住楼的给排水设计的优化。

一、超高层建筑的特点

超高层建筑在大中城市存在最大优点，是可以节约大量的土地，能在有限的地面空间中争取到更多的建筑空间，并有利于节约市政设施和提高办公生活效率。将节约下来的土地用作交通、绿化用地或辟为城市开放空间，将使城市人居环境大为改善。同时，智能化的超高层建筑造型挺拔，还可丰富城市景观，提供标志性建筑。对给排水设计而言，超高层建筑具有高度高，业态多样复杂，人员密集，火灾危险性大，疏散及火灾扑救困难，建设周期长、难度大，生活及消防给水系统竖向分区多，设备运行及管道系统承压要求高以及各系统管理维护难度大等特点。超高层建筑的给排水系统应根据建筑高度、用途、卫生安全、使用要求、材料设备性能、维护管理、经济节能等因素确定。

二、给水设计

在超高层给水设计中，系统方式的选择是关键问题。若市政给水入户水压能满足底部n层的水压要求，则底部n层均由市政直接供水，n层至顶层用水则需二次加压供给。超高层二次加压供水的系主要从事建筑给排水工程设计。统方式有4种。

1、水泵加压串联供水方式

100m以下：低位水箱-变频供水水泵-100m以下用户；100m以上：低位水箱-变频转输水泵-变频串联水泵-100m以上用户。

优点：中间设备层不设置转输水箱，节省空间，适用于设备层无法设置转输水箱的建筑。缺点：安全性低，如高区由2组泵串联供水，其中1组停用则高区停水，一般不采用。

2、转输水箱和分区变频水泵供水方式

100m以下：低位水箱-变频供水水泵-100m以下用户；100m以上：低位水箱-工频提升水泵-转输水箱-变频供水水泵-100m以上用户。

优点：此方式供水可靠，分区转输，解决设备及管道承压大的问题；供水设备集中放置，便于管理；变频供水绿色节能；适用垂直高度为多种业态，且业态与设备层分隔不一致的建筑。缺点：该方式需设低位和转输水箱，易产生二次污染，占用空间多；高区泵设在夹层，使用频率高，会对上下楼层产生影响。

3、水箱重力供水方式

100m以下：低位水箱-工频水泵-转输水箱-重力供给100m以下用户。100m以上：低位水箱-工频水泵-转输水箱-工频水泵-屋顶水箱-重力供给100m以上用户；两区通过减压阀分区供水。系统原理图见图3。

优点：此方式有水箱，供水可靠性好；分区转输，解决设备及管道承压大的问题。缺点：需3组水箱，易产生二次污染；转输水泵设在夹层，会对上下楼层产生影响；且100m以上的建筑是将水提升至屋顶水箱，再通过减压阀减压供水，相对变频供水耗能；屋顶水箱负荷重，增加对结构和建筑功能布局的影响。

4、变频泵和水箱联合供水方式

100m以下：低位水箱-变频水泵-供给60m以下的用户；60～90m：中间转输和供水水箱-重力供给60～90m用户；90m以上：低位水箱-工频水泵-转输水箱-工频水泵-屋顶水箱-重力供给90m以上用户。系统原理图见图4。

此种方式设置转输水箱，低区由变频泵供水，高区水箱重力供水，有其两者的优点，适用于垂直高度为多种业态，高区对供水稳定要求高，且业态分隔与设备层分隔一致的建筑。设备层设置工频补水水泵，泵数量少，使用频率低，对上下楼层影响较小。

三、高层建筑排水系统设计

合理的管道通气系统影响着高层建筑的排水功能。所以，在高层建筑中要完善通气排水系统，为了能快速排除污水，就得合理的布置管道，要保持稳定管道内部的气压，防止管道阻塞，安装的时候要选择防振的、牢固的管道，避免发出噪声，影响居民正常生活。

1、设立透气管道

高层建筑应该设立透气管道，因为生活污水的排出水管的水流速度比较小，而污水进水管的水流速度比较大。产生的压力集聚在管道的底部于是出现正压区，靠近管道底部的卫生用器在正压区的压力作用下会遭到一定程度的破环，卫生用器常出现气泡上翻的现象。建立透气管道，不仅可以平衡管道内的气流量，正压区的压力也会被降低，还可以消除卫生用器发生的气泡现象。

2、选择合适的卫生设备

在高层建筑卫生器具的选择和布置上，要了解当地的民风民俗习惯，再结合卫生间的实际形状、大小等，进行合理的选购、科学的布置，尽量在使用的时候方便舒适。在卫生器具的布置上，特别要注意的是坐便器位置的排水口设置，市场上的坐便器种类繁多，大小不一，各型号的坐便器对排水口的位置要求不一，应该合理预留位置，方便坐便器设置排水口，最大程度的满足居民的生活质量要求。

3、合理布置排水管道

高层建筑的底部被架空，建造商铺或者商场，为了不对底层功能的使用造成不必要的影响，应该在底层就进行上部分排水管道的转换。很多事例表明把所以排水管道聚集到一根大横管道上进行整栋楼的排水，那是非常不科学的，因为一旦大横管道破裂或者被堵塞，就会对整栋楼的正常生活造成很大的不便。合理布置排水管道，高层建筑的住宅内部使用的排水管道比较复杂，所以底层的连接卫生器的排水管道应该独立排出，如果需要进行转换，可以把底层的卫生器具直接接到大横的排水管道上。

4、地漏的正确处理

高层建筑的排水系统中，地漏是其中一个不可忽视的环节，地漏的设置是为了对地面的积水进行排除。在高层建筑的住宅中，大都是在卫生间设置地漏，厨房视情况设置，因为厨房只会有少量的水溅到地面，不会造成大面积的积水，用抹布或拖把就可以清理干净。在卫生间设计的地漏地板下沉300m m -500m m 之间，在本层就可以布置横管排水，在管道下部就设立防水层，就可以直接在本层解决漏水和堵塞的情况。

四、消防设计

1、超高层室外消火栓水泵接合器设置的要求

对于不设设备层或避难层的超高层建筑而言，基于《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年）（以下简称“高规”）第7.4.6.5条“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统”的规定，其消火栓系统大多采用临时高压给水系统的供水方式。超高层建筑消火栓系统，一般采用水泵、减压水箱及减压阀进行分区。用水泵分区是指每个分区分别设置消防泵，即并联系统。出于经济及减压阀产品功能质量不断提高的因素考虑，减压阀用于消火栓系统分区越来越广泛。民用专用消防泵的扬程一般都不大于2.0MPa。

2、超高层室外消火栓水泵接合器设置存在的问题

目前中国多数地区均配置普通水罐消防车，少数地区配置高低压泵水罐消防车，极少数地区配置高低压泵水罐消防车。对于多数超高层建筑设置高区水泵接合器（地区配置普通水罐消防车），消防车只能满足高区净高差120m以下部分的扬程需求，对于高于120m以上的部分无法通过室外消防车进行加压灭火。

3、超高层的室外水泵接合器设置的解决方法

对于重要的超高层建筑，如商住楼，均设置避难层，在避难层均设置高区接力泵和消防转输水箱。高区消防的水泵接合器直接接入消防转输水箱，高区消火栓接力泵设置为柴油泵，满足断电时仍能正常运转，由此能解决高区120m以上部分无法通过室外消防车进行加压灭火的问题。

4、消防给水系统增压设施的设置

在高层建筑消防给水系统设计中，为了保证火灾初期灭火压力的需要，常在

消火栓系统的高位水箱出水管上设置增压设施，一般由增压泵和气压罐组成。增压设施的设置增加了消防供电及控制回路的敷设长度，同时也给日常的运行和维护管理带来很大不便，设备运行时产生的振动及噪声若处理不当，还会干扰顶层住户的正常生活。

5、商住楼自动喷水灭火系统的设计流量

高层住宅楼底部若干层作为商场、餐厅等商业场所时，由于喷淋管网规模较

大，喷头及管道布置受到功能分区及结构柱网等的影响，因而设计工作比较繁琐，有些设计人员在设计时便盲目地将中危Ⅱ级自动喷水灭火系统的设计流量取为30L/S或26L/S。其实不同工程喷淋管网的具体情况如喷头间距、管网规模、管道布置等各不相同，设计流量会相差很大，布置不合理时可能会>30 L/S。

结束语

总而言之，近年来由于城市用地日益紧张，土地资源已经很难满足人们生产生活的需要，超高层建筑的兴建将成为必然趋势。因此，对超高层建筑给排水工程的设计、 施工、 维修和运行管理的要求也越来越高。 尤其是超高层商住楼的给排水设计更是一个挑战，我们要加强此方面的思考。

参考文献

[1]王曙春.超高层商住楼的给排水设计探讨[J] .《中国市政工程》，2014，（4）.

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对给排水设计而言，超高层建筑具有高度高，业态多样复杂，人员密集，火灾危险性大，疏散及火灾扑救困难，建设周期长、难度大，生活及消防给水系统竖向分区多，设备运行及管道系统承压要求高以及各系统管理维护难度大等特点。超高层建筑的给排水系统应根据建筑高度、用途、卫生安全、使用要求、材料设备性能、维护管理、经济节能等因素确定。

2生活给水系统

《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）第3.1.2条对超高层建筑的定义做了明确规定：“建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。”对生活给水系统而言，100m的建筑高度并非划分系统的一个界限。高度接近100m的高层建筑与高度150m以内的超高层建筑在给排水系统设计上是类似的。而100m左右的超高层与200m或以上的超高层在给排水设计上则可能有很大不同。《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-952005年版）第1.0.5条规定：“当高层建筑的建筑高度超过250m时，建筑设计采取的特殊防火措施，应提交国家消防主管部门组织专题研究论证。超高层建筑可能是功能单一的住宅楼、办公楼，也可能是含有多种功能的带裙房的综合建筑群。根据不同的场所，我国的生活用水大致分为居民用水、行政事业用水、经营服务用水、特种行业用水等。设计应根据当地供水部门按不同的用水分类制定的收费标准，设置不同的给水系统，同时确定各个给水系统的供水方式。《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）（以下简称“建规）第3.3.6条：“建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式”。对不同功能或多功能组合的超高层建筑，应视具体情况具体分析，选择最合理的供水方式。建筑生活给水系统应按不同性质的用水区域分别设置。例一：某公寓楼共61层，8层及以下为汽车库及商业用途的裙房，建筑高度209m。生活给水分区如下：1区为－3～2层，由市政给水管网供水；2区为3～13层，由地下二层生活水箱+2区变频泵供水；3区为9～14层，由地下二层生活水箱+3区变频泵供水；4区为15～22层，由设在29层的中间水箱供水；5区为23～38层，由设在29层的中间水箱+5区变频泵供水；6区为39～51层，由设在29层的中间水箱+6区变频泵供水；7区为52～61层，由设在29层的中间水箱+7区变频泵供水。“建规”第3.3.4条规定：“卫生器具给水配件所承受的最大工作压力不得大于0.6MPa”；“建规”第3.3.5A条规定：“居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa”。据此，给水压力大于0.45MPa的裙楼卫生间给水管，给水压力大于0.35MPa的塔楼入户管均设减压阀减压供水。本案所选供水方式主要考虑以下几点：⑴3～7区系统均为垂直串联供水方式；设在29层的中间水箱既作为4区的供水调节水箱，又作为5～7区水泵的取水水箱，担负了调节和转输双重功能。⑵向3～7区供水的中间水箱和变频泵则集中设置在28、29层，这样，既便于集中管理，又节省供水设备占用的空间。⑶各给水分区的管道及设备运行工作压力均小于1.6MPa，生活给水系统所选用的管材及设备的耐压等级与100m以下的高层建筑没有区别，供水可靠性高。例二：某住宅小区工程一期含4栋45层超高层纯住宅楼，层高为3.4m（1#、2#楼）及3.5m（3#、4#楼），建筑高度157m（1#、2#楼）及163m（3#、4#楼）。竖向设四个给水分区：1区负责地下二层及地上一层，2区负责二～十八层，3区负责十九～三十三层，4区负责三十四～四十五层。1区由市政管网经基地环状管供水；2～4区由生活水箱+变频供水设备联合供水。2～4每个给水分区设一组变频供水设备。各给水分区配水点水压如超出0.35MPa，则设减压阀减压供水。选择此种供水方式是考虑了以下因素：⑴变频供水较屋顶水箱的供水方式卫生条件好。⑵变频供水设备设在地下二层，对住户影响小。⑶供水泵组所负担的住宅层数受给水器具的承压能力的限制。“建规”第3.3.4条规定：“卫生器具给水配件所承受的最大工作压力不得大于0.6MPa”。⑷由于本工程无设备层，因此不具备串联给水方式实施条件。事实上超高层住宅项目，考虑设备层需占用一定建筑空间以及设备运行产生的噪音及震动对住户的影响，一般都不设。如何在没有设备层的超高层建筑中采用串联给水方式是一个尚待研究的课题。

3消防给水系统

3.1室内消火栓系统

对于不设设备层或避难层的超高层建筑而言，基于《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年)（以下简称“高规”）第7.4.6.5条“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统”的规定，其消火栓系统大多采用临时高压给水系统的供水方式。超高层建筑消火栓系统，一般采用水泵、减压水箱及减压阀进行分区。用水泵分区是指每个分区分别设置消防泵，即并联系统。出于经济及减压阀产品功能质量不断提高的因素考虑，减压阀用于消火栓系统分区越来越广泛。民用专用消防泵的扬程一般都不大于2.0MPa。以61层的公寓楼为例，消火栓系统分区：-2～8层为1区，9～31层为2区，32～45层为3区，46～61层为4区。1区和2区分别由设在18层和38层的消防减压水箱供水；3区由屋顶消防水箱供水；4区由屋顶的消防水箱+固定消防水泵供水。屋顶2座342m3消防水箱由29层的中间水箱+7区变频泵供水；18层和38层的消防减压水箱由屋顶消防水箱供水。1、2、3区均属常高压给水系统，4区属临时高压给水系统。这样分区的优点在于：火灾发生时，1、2、3区由屋顶消防水箱直接或通过减压水箱供水，不需启动水泵，对控制系统要求不高；此外，消火栓泵扬程不至于过大，管道及设备的耐压等级也不会过高。它的不利因素是，需设中间设备层，设备分散，管理不便，设备运行产生的震动及噪音可能让生活和工作在建筑里的人感觉不适。以45层住宅楼为例，消火栓系统分区：地下层及1～19层为低区，由低区消火栓泵供水；20～45层为高区，由高区消火栓泵供水。其中高区的20～35层经减压阀减压供水。这样分区的优点在于管路和控制系统简单，所占管井较少，不需要占用设备层，但对减压阀的质量要求较高，减压阀需备用；此外，由于高区系统的几何高差接近170m（自地下二层底板面计），下部管道及设备的工作压力超过2.00MPa，对管材及设备的承压要求高，影响系统的可靠性。本案的消火栓系统均为临时高压给水系统供水方式。

3.2自动喷水灭火系统

“高规”第7.6.1条规定，建筑高度超过100m的建筑均应设自动喷水灭火系统。“喷规”第6.2.3.1条规定：“湿式系统及预作用系统一个报警阀组所控制的喷头数不宜超过800个，干式报警阀组所控制的喷头数不宜超过500个”，第6.2.4条规定：“每个报警阀组供水的最高与最低位置的喷头高差不大于50m”。自动喷水灭火系统的给水分区，除应考虑各系统配水管道工作压力符合《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005年版)(以下简称“喷规”）第8.0.1条规定的“配水管道的工作压力不应大于1.20MPa”外，还要考虑在满足喷头需要工作压力的前提下，配水管入口的工作压力又不宜超过0.40MPa，以及每个报警阀所负担的楼层，并考虑使分区与生活给水系统及消火栓给水系统相适应，以避免横管过于分散。对于超高层建筑，按上述条件所确定的竖向分区最少也需要3个。由于报警阀的工作压力一般都不大于1.60MPa，且每个报警阀后都需要单独的立管，这就会在设计上给管路的排列及报警阀的设置带来限制。在无设备层的超高层居住建筑中应考虑报警阀的位置。以61层的公寓楼为例，自动喷水灭火系统分区如下：-3～8层为1区，9～21层为2区，22～41层为3区，42～61层为4区。由1区和2区分别由设在18层和38层的消防减压水箱供水；3区由屋顶消防水箱供水；4区由屋顶的消防水箱+固定消防水泵供水。18层和38层的消防减压水箱及屋顶消防水箱，与消火栓系统合用。这样分区的优点在于：火灾发生时，1、2、3区由屋顶消防水箱直接或通过减压水箱供水，不须启动水泵，控制系统简单。在以上4个分区系统中，对工作压力大于1.20MPa的配水管道及工作压力超过0.40MPa的配水管，采用用减压阀减压。以45层住宅楼为例，自动喷水灭火系统分区如下：-2～10层为1区，11～22层为2区，23～34层为3区，35～45层为4区。1、2区及3、4区分别合用一组固定式消防水泵，1、3区系统经水泵加压供水并经减压阀减压后供水。在大于0.40MPa的各区配水管入口均设减压孔板减压。这样分区的主要优点是，不需要在上部楼层中设设备层；缺点是3、4区系统对管道及设备的承压要求高，影响系统的可靠性。

4污废水系统

“建规”第4.4.11条：表4.4.11注：排水层数在15层以上时，排水能力宜乘以0.9；“建规”第4.6.2条：建筑标准要求高的公共建筑、10层及10层以上高层建筑应设置通气立管，或设置特殊配件单立管排水系统。基于改善排水条件，提高排水能力方面考虑，应采用双立管排水系统，或采用设置特殊配件的单立管排水系统，对标准高的或环境要求安静的建筑及部位，宜设置环形通气管或器具通气管。

5屋面雨水系统

建规”第4.5.5条：重要公共建筑屋面雨水排水设计重现期不宜小于10年；“建规”4.9.9条：重要公共建筑、高层建筑的屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于50年重现期的雨水量。设计重现期：雨水系统如果设计不当，会留下安全隐患。因此，超高层建筑屋面雨水设计重现期的取值应慎重。屋面溢流设施：基于安全及美观要求考虑，超高层建筑不宜设置溢流口。如屋面雨水的设计重现期取50年，则屋面无需设置溢流设施。雨篷：雨篷是建筑专业的门面，雨篷面积虽然不大，但其所截留的雨水还包括上方侧墙的面积，虽然侧墙面积按一半计算，但仍远大于雨篷自身的面积，也可能大于屋面的面积。因此，雨篷的雨水排水量可能比屋面的排水量大。雨篷如果设置过多的雨水斗及立管，会受到建筑专业的诸多限制，而雨篷下方往往是人员的出入口，安全性十分重要，因此，在设计时一定要妥善处理。首先要做到安全可靠，其次考虑美观因素。雨水立管排出管：室内雨水立管排出管管径宜放大1～2号，第一个检查井宜选用消能井，以防止由于排出管压力过高引起喷溅事故。

6中间转输水箱

6.1生活中间转输水箱容积计算

《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》(2009年)（以下简称“技术措施”）要求，生活给水系统采用串联供水方式时，如中间转输水箱除供本区用水外，还供上区提升泵抽水用时，该水箱的有效容积为本区最大小时用水量的50%加上上区提升泵3~5min设计流量。若为中途转输专用时，“建规”第3.7.8条规定，生活用水中途转输水箱的转输调节容积宜取转输水泵5～10min的流量。

6.2消防中间转输水箱

“技术措施”规定，当采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区屋顶消防水箱的作用，其储水有效容积按15~30min消防水量计算，并不宜小于60m3。计算举例：消火栓用水量40L/s，自动喷水用水量30L/s，则中间转输水箱的容积=(40+30)1060+(40+30)560=63000(L)，其中10min水量为本区屋顶消防水箱的水量，5min为上区水泵吸水池的水量。如还有其他水消防系统，则应将火灾发生时时同时启动的消防系统的水量叠加计算，作为中间转输水箱容积。上海市地方标准《民用建筑水灭火系统设计规程》规定：当建筑高度大于120m时，消防给水竖向分区宜采用多台消防泵直接串联或设中间水箱转输的串联消防泵给水系统。采用中间水箱转输的串联消防泵给水系统，其消防转输泵应独立设置，且不应少于2台；室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统的消防转输泵应分别设置，但备用泵可以兼用；消防转输泵的供电应符合消防泵的供电要求。。转输给水管不应小于2条。上海市地方标准《民用建筑水灭火系统设计规程》规定：各区重力消防水箱的数量不应少于2个，且每个水箱的有效容积不应小于100m3。

7给排水系统噪声控制

各类建筑物或场所的允许噪声级，在《民用建筑隔声设计规范》（GB50118-2010）中有详细的规定。由于超高层建筑多为高级写字楼及高标准的旅店和住宅，因此，其对允许噪声级的要求更高。超高层建筑给排水系统主要包括生活、消防的给水系统、热水系统、污水系统、雨水系统、水景等。这些系统产生的噪声来源主要有：水泵机械性等综合噪声、管道及器具噪声、水锤噪声及气蚀噪声。超高层建筑给排水系统产生的噪声控制，在设计上，应做到科学合理布局，措施到位，注重细节。以下是降低或减少建筑给排水系统噪声的主要措施。

7.1水泵房：

①泵房选址应尽量远离要求环境安静的场所。

②选择低噪音、低转速的水泵；每台水泵均设置独立的基础，水泵与基础连接采用弹簧隔振器。

③水泵进出水管设可曲绕接头，可隔绝泵组通过管道传递震动转速。

④管道采用弹性支吊架；管道穿楼板、墙处用柔性材料填充孔洞与管道间空隙，可有效降低固体传声。

⑤泵房内墙体及天花采取隔音吸音处理。

⑥采用隔音效果好的门、窗，消除声音传播的途径。

7.2管道及器具：

①流速过快会引起金属管道震动产生噪声，尤其是管道转弯处因弯曲震动产生的噪声非常明显，故在管道转弯处设置有效的固定支架和减震支架是十分重要的，同时适当放大管道管径，以控制管道流速不致过大。

②排水管采用隔声效果好的柔性接口铸铁排水管，并采用双立管排水系统，在有条件的情况下，设置环形通气管或器具通气管，这样可稳定排水管内气压，从而改善排水条件，降低排水噪声。排水立管不宜布置在与卧室或要求安静的房间相邻的内墙。

③器具及阀门宜采用节水消音型产品，不宜采用快速启闭的阀门、水嘴。

④高扬程水泵宜采用缓闭式消音止回阀、水锤消除器或安全泄压阀，防止停泵产生水锤和噪声。

⑤较大口径的水箱水力液位控制阀，其随水箱水位升降，时而开启向水箱注水，时而关闭。在向水箱放水时，如压力、流速过大，会产生较大的噪声，设计可采取降水压、减流速的措施，并对水箱进水管牢固固定，必要时水箱进水管采用淹没出流进水。

7.3气蚀噪声的控制

管网中的液体与气体，在一定压力和温度作用下形成气蚀。气蚀会对管道和设备造成水力冲击，从而产生噪声甚至损坏管道和设备。由于气体积聚在管道或设备中的相对高点及管网末端，故应在这些部位设置自动排气阀，水泵进水管异径管采用偏心异径管，以避免气蚀发生。此外，可调式减压阀的前后压差过大时，也会发生气蚀，并产生噪声，损坏阀件。“建规”规定，可调式减压阀的阀前与阀后的最大压差不宜大于0.40MPa，要求安静的场所不应大于0.30MPa。对于超高层建筑，无论是可调式还是比例式减压阀，其前后压差均应按不大于0.30MPa设计。

8管材及设备选择

因超高层建筑管路系统所承受压力及运行可靠性要求较高，要求的建筑使用寿命更长，故对管材及设备的选择要求更高。设计人员如果不重视，可能留下事故隐患。

8.1管材

①给水管给水管应优先使用具有足够强度的金属管，如厚壁镀锌钢管、无缝钢管、不锈钢管、铜管等，还可选用衬塑或涂塑金属管。塑料管因其强度不如金属管，且线性膨胀系数比金属的大很多，热胀冷缩使其在轴向方向上的变形量大。此外，其接口的耐压强度一般要比管材自身的强度低，因此，不建议使用塑料管，尤其在高压管道系统中应避免使用。管材的连接方式：焊接、法兰、沟槽等连接方式可以达到或超过管材本身的抗压强度，是高压管道连接优先考虑的方式。螺纹连接一般用于口径100以下较小的管道，其承压能力略低。

②排水管超高层建筑的排水管有多种选择。使用较多的有机制铸铁排水管及HDPE排水管等。PVC-U排水管因其本身强度稍差，如接口为粘接剂粘接，则易脱落，不建议采用。《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002第5.3.1条规定：管道在做灌水试验时，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。因此，在选用雨水系统管材时应考虑雨水管道由于建筑高度引起的静压力。雨水立管一般选择镀锌钢管、承压HDPE管，有条件或者明装时可选用不锈钢采用承压管。承压比较高的部分采用无缝钢管。

8.2给水设备

超高层建筑，给水系统如采用水泵分区的并联供水方式，上部给水系统的给水设备工作压力，通常都大于1.60MPa，而国内厂家生产的给水设备工作压力一般都不超过1.60MPa，因此，应在设计阶段确定若干家合适的设备厂家，供业主选择。如果系统没有设安全泄流装置，应采取防水锤措施。工作压力大于1.60MPa的给水设备，其对产品品质，如设备材质及生产工艺，要比常压给水设备要求更高。对此，应引起设计者的重视。

8.3阀门

超高层建筑给水系统采用的阀门，其材质，阀芯宜用全铜或不锈钢，阀体宜用球墨铸铁、全铜、不锈钢或铸钢，确保产品具有更高的可靠性。需要设计人员注意的是，有些种类的阀门，不是你想要的压力等级，厂家都能提供的。以上述某住宅小区为例，自动喷水灭火系统的3区和4区的湿式报警阀原设计设在地下室，报警阀设计公称压力2.10MPa。在施工阶段，施工单位反映，2.10MPa或更高压力等级的湿式报警阀在市场上买不到。经了解，市场上只有公称压力1.20MPa及1.60MPa的产品，更高压力等级的产品市场上无货，也没有一家厂家愿意接受定制。最终只得变更设计，将3区、4区的报警阀分别改设在23层和36层管井内，湿式报警阀改为采用1.20MPa压力等级的。

8.4消防水泵接合器

室内消火栓系统及自动喷水灭火系统应设消防水泵接合器，消防给水系统竖向有分区的，在消防车供水压力范围内，应分别设消防水泵接合器。这是“高规”第7.4.5条的规定。其条文说明提出：只有采用串联给水方式时，上区用水由下区水箱抽水供给，可仅在下区设水泵接合器，供全楼使用。无论是消火栓系统还是自动喷水灭火系统，“高规”均没有要求在消防车供水范围之外的消防分区设置消防水泵接合器。但“喷规”第10.4.2条规定：当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采取增压措施。该规定无异于，对于自动喷水灭火系统，无论是否在消防车供水范围的分区，都应设置消防水泵接合器。对于并联消防给水系统，地方消防部门可能会要求在消防车供水范围之外的分区也设消防水泵接合器，并设接力设施。南宁华润中心幸福里一期工程，当地消防部门就要求，消防车供水范围之外的消火栓系统及自动喷水灭火系统的消防分区，也应设置消防水泵接合器，在其后设消防接力泵。设计应注意，由于市场上一般只能提供公称压力1.60MPa的消防水泵接合器，如果消防给水系统工作压力大于1.60MPa，而又在消防车供水压力范围内，则消防水泵接合器应当专门定制。

9系统减压措施

9.1给水系统

给水系统上的减压措施主要有减压水箱、减压阀、减压孔板、节流管、减压稳压消火栓、安全阀、泄压阀等。后三种主要起防超压的作用。因减压水箱需占用一定空间，一般较少采用，故采用减压阀分区的给水系统最多。减压阀有比例式和可调式的。可调式减压阀的压力调整范围一般不大于0.70MPa。对生活给水系统而言，管径大于DN50的管段一般采用先导式可调减压阀或比例式减压阀，小于等于DN50的管段一般采用直接式可调减压阀。消防给水系统宜采用比例式减压阀，并设置备用阀组（单个报警阀除外）。生活给水系统减压阀可不设备用阀组。如果不设备用减压阀，应保证减压阀失效时管道的压力不超过卫生器具的最大可承受压力。“建规”规定卫生器具的最大可承受压力不得大于0.60MPa。消火栓给水系统通常在动压大于0.50MPa的部位采用减压稳压消火栓。

9.2排水系统

在以往的实际工程中，有不少超高层乃至高层建筑在排水立管上设置了消能装置，即由下至上，从第6层起，每6层安装一组由配件或成品组成的消能装置，以达到消除排水立管中所谓由水流形成的过高的势能的作用。实际效果如何呢，我们先来分析一下排水立管中水流的流态情况。实验表明：排水立管中水流的流态大致分为以下几种：

①流量较小时，水流沿着管壁做螺旋运动，随着水量的增加，螺旋运动被破坏，当水量足够覆盖管壁时，螺旋流停止。水流附着管壁而作片状下落的附壁流。

②当流量继续增加到足够大时，由于空气的阻力和管壁的摩擦作用而形成水的隔膜运动，水膜运动开始后便以加速度下降，下降到一定的距离，当水流所受管壁摩擦力与其重力平衡时，便做匀速运动，水膜厚度不再变化。此时的速度即为水膜流的“终限流速”，自水流入口处至形成终限流速的距离称为“终限长度”。对于一定的管径,如果流量越大，其终限流速及终限长度也越大。

③当水量更大时,即水流充满立管断面的1/3以上时,水膜的形成更加频繁，以至容易变为较稳定的水塞运动。水塞的形成会引起立管内气压激烈的波动,容易破坏排水水封。在水膜流终限流速状态下计算出的流量为临界流量。而我国规范规定的临界流量值约为理论临界流量值的一半,已考虑了实际污水中带有大块杂质、出流实际不稳定及立管负压段对横管出流的强烈抽吸而造成的短时高峰流量等因素。有资料表明，对应于流量9L/s其流速4m/s时的终限长度值约为3m，即水流从支管出口流入立管后，大约经过一层楼的高度,便保持水膜层厚度和流速不变。因此，在规范规定的立管排水能力范围内设计时，立管水流在流经3m左右的距离处已达到终限流速状态，流速不再增加，故排水立管没有必要设置消能设施。但基于改善水力条件，提高立管排水能力，保护卫生器具的水封，同时保证立管内的空气流通，排除管道中的有害气体考虑，超高层建筑排水立管应设专用通气立管。

10结语

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【关键词】超高层建筑 系统分区 转输 变频调速 无负压供水设备

Abstract: The authors are analyzed the water supply of the ultra- high-rise buildings which have been built, and introduced the new design of the water supply system solutions. Based on the previous, the paper advanced that the ultra- high-rise buildings should design as the current national standards, the use of the building function , the municipal water supply network , water pressure water reasonably determine the water supply system partition, the pressure forms and choose reasonable selection of new technologies and equipment to achieve energy savings and increased efficiency.

Key words: the ultra- high-rise buildings; system partition; Transfusion; VVVF; water equipment with no negative pressure.

中图分类号： [TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

0 引言

随着时代的进步和中国的高速发展，越来越多的超高层建筑已经建成或正在建设中，在超高层建筑的给水设计中，如何合理的选择给水系统的分区及加压形式使其既能满足使用功能又能达到国家目前对节水节能的标准要求，同时也不增加土建及其它专业的工程造价，是我们给排水技术人员值得讨论的问题[1~4]。下面笔者就以在乾元金融大厦、阳光财富大厦工程设计中对给水系统设计方案的确定过程为例来探讨一下上述问题。[通讯作者：田静（1968-），女，高级工程师，西安市建筑设计研究院，电话：029-82283000-8071，邮箱：.。 宋涛（1973-），女，高级工程师，西北综合勘察设计研究院电话： 029- 87334664

邮箱：]

1.工程实例分析

对已建成投入使用的超高层项目进行调研，分析其给水系统的可借鉴之处及存在的问题：

在确定乾元金融大厦、阳光财富大厦的给水系统方案之前笔者调研了一些已建成或已设计完成的超高层建筑做为本工程设计的一些参考和借鉴。现以银星大厦工程为例谈谈笔者对其给水系统设计的看法和见解。

银星大厦位于西安市，于2002年完成设计，2005年建成投入使用，总建筑面积约为52000平方米，建筑高度约为126m，地下三层，地上31层，地下部分的主要功能为汽车库及水、暖、电各专业的设备用房，地上部分的功能主要为：一层为大厅、二层为餐厅，三层以上为办公及业务用房，其中16层为避难层，一—六层为裙房。地下三层层高为4.5m，一层层高为为4.5m，二层层高为4.8m，三层层高为4.5m，四层以上层高为3.8m。给排水专业设计内容包括：给排水系统、热水系统、消火栓系统、自喷系统。

项目水源接自城市自来水管网，市政供水水压约为0.20MPa，从市政给水管网引一根DN300mm给水管网进入基地成环状管网供本建筑生活和消防用水。

银星大厦的给水系统形式为：给水系统采用生活水池-水泵-水箱的联合供水方式，在地下室设生活水池一座和低区、中区生活加压泵各两台，在裙房顶设低区生活水箱一座，在16层避难层设中区水箱（转输水箱）一座和供高区水箱的转输水泵两台，在屋顶设高区生活水箱一座。

给水系统的竖向分区如下：30-31层由高区水箱经屋顶增压泵加压后供给；23-29层由屋顶高区水箱直接供水；14-22层由屋顶高区水箱经减压阀减压后供给；6-13层由避难层的中区水箱供给 ；3-5层由低区水箱经增加泵加压后供给；地下二层-2层由自来水管网直接供给。

1.1笔者认为本项目给水系统的设计有以下优点：

项目给水系统采用水池-水泵-水箱的联合供水方式，供水安全可靠性高，中低区水泵及转输水泵均采用工频泵，水泵启、停与水箱水位联动，因办公用水量较小，水泵启动次数低，加压设备在前期投入的费用及平时运行费用上相对于变频泵较低，经济性好。

给水系统竖向分为六个区，各分区的压力均小于0.45MPa，减压阀设置较少，各分区给水立管承压较小，管材的造价低，使用寿命长。

1.2笔者认为本项目给水系统的设计中存在以下缺点：

（1）各区给水均由水箱供给，没有有效的利用市政管网水压。

本项目设计时间较早为2002年，设计所依据的规范均为老版本，但近年来国家对建筑设计中的节水节能提出了更高的要求，在《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）2009年版、《城镇给水排水技术规范》（GB50788-2012）及《 民用建筑绿色设计规范》中都明确规定“供水系统应充分利用市政供水压力”，所以有效的利用市政压力是现在建筑给排水设计和审图中非常注意的一个重要问题。同时随着一些高新技术及设备在给水上的广泛运用，如无负压供水设备等的应用都很好的利用了市政水压。

（2）采用高位生活水箱供水虽然供水安全可靠但是存在卫生隐患；且为保证最不利点的卫生洁具的供水压力，在水箱间需设增压设施。

旧版《建筑给水排水设计规范》中规定只要采取消防用水不被他用的措施，消防水箱和生活水箱可以合用，但在《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）2009 这样如果建筑物给水系统如采用水池-水泵-水箱的联合供水方式，则屋顶需要设消防水箱和生活水箱两个水箱，增加了结构的荷载，占用了建筑物的空间，同时生活水箱必须保证水质的清洁、消毒和循环，但因为建筑物的用水量的不确定性及一些不可控的人为因素，生活水箱仍存在卫生隐患。

同时由于此系统中仅靠水箱与最高层卫生器具的位置高差不能满足卫生器具的给水压力，所以在裙房、避难层、屋顶的水箱间均增设了增压设备，增加了设备运行的费用。

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关键词:高层建筑；给排水；施工

中图分类号：TU97文献标识码： A

随着我国经济水平和建筑行业的迅猛发展， 建筑行业越来越规模化的建设已经是一个城市快速发展的象征。在建筑行业的发展道路中，排水系统的设计与施工质量与整个建筑行业的建设质量有着密切的关系， 现代的建筑施工越来越往人性化的方面发展，努力实现可持续服务的目标。因此，建筑行业的施工单位更加应该重视排水设计在整个建筑过程中的重要性，将排水设计合理的应用在施工过程中， 在施工及设计的实际操作中运用创新、合理、科学的思想进行设计、施工，只有这样才能使我国多层建筑的设计工艺、施工质量得到全方面的额提高，确保居民的住宅质量和环境越来越好。

1.高层建筑给排水工程特点

1.1 高层建筑给排水设备的使用人数较多，水量也较大如果发生停水或是管道堵塞等事故，则影响人群较多，范围较大。因此，高层建筑必须采用有效的措施，以保证供水安全和排水通畅，经济合理以及维护管理方便。

1.2 高层建筑给排水系统中静水压力较大如果只有一个供水区，不仅会影响使用，而且也容易损坏管道和配件。因此，可以对给排水系统进行合理的竖向分区，从而降低静水压力，使系统做到安全运行。

1.3 高层建筑的各种动力设备繁多，管道较长，比较容易产生振动和噪音

因此在给排水设计中，应该考虑到管道的防震、防噪、防管道的变位或是伸缩等措施。

2.高层建筑给排水的施工方法

现阶段因为高层建筑的建筑面积都相对比较大， 垂直高度也比较高，所以就大大的增加了施工组织以及管理的难度。在施工中的施工方法要有一定的现实性来满足实际的要求。一般都是采取分区施工充分利用建筑的垂直空间的方式， 缩短施工的工期并且能够有效的避免施工的混乱， 对于施工的管理以及组织工作都有很大的帮助。一般的分区可以按照层数分为上下两个不同的区域，也可以根据具体的情况分出三个不同的区域， 按照安装量的具体情况进行区分，比如卫生间以及厨房的用水量比较大的区域，这样的部分要进行单独的安装和处理。对于建筑顶的雨水排水系统的施工，要进行合理的设计并保证达到相关的要求。当暴雨时，屋面的雨水就会在雨水管道内产生压力流系统， 而阳台在雨水管内产生的则是重力流系统。所以，一旦阳台雨水和屋面雨水混搭排除，就容易在雨水管满流时发生阳台反水的情况。为了防止这种情况的发生，需要在将拐弯后的水管放大。样板层就是标准层的管道安装位置、尺寸、形式以及支托架的布置形式等。因为标准层的情况基本相同，所以可选择其中一层为实验层，在这层进行完了安装之后由每个部门进行验收和检查工作， 这个层的具体情况能够充分的起到标准的示范性的下过， 其余的楼层就在这个样板的保准下进行施工。同时为了防止管道以及配件和卫生洁具等的物品收到损害，还要保护光洁度，就需要有人专门对员工进行成品保护的教育，保护成品不受到损坏。

3.某高层建筑给排水的实例分析

某民用大厦，整个建筑分为3 段，其中下段裙房部分地下室为泵房、配电室、仓库，1~3 层为大型商场、豪华舞厅、高档KTV 包房、餐厅等；中段4~8 层为办公室和会议室，9~18 层为星级宾馆；上段19 层为层高6m 的多功能大厅，20 层为水箱间、电梯机房和大型的观光玻璃球层。总建筑面积约19600m3，为设施豪华、功能复杂的一类综合性高层民用建筑。

3.1 给水系统

给水系统的供水范围为本建筑内的各种生活用水，最高日用水量为480m3。给水系统竖向分为3 个区:1~3 层为低区，由室外市政给水管网直接供水；4~13 层作为中区， 该区用减压阀减压供水；14 层以上为高区。中区和高区由设于屋顶的2 座30 水箱供水。屋顶水箱进水由设于地下室水泵房内的2 台(一用一备)生活水泵从生活专用水箱内吸水加压供给。

3.2 排水系统

该建筑日排出生活污水365m3。首层以上的污水直接排出室外，经化粪池处理后，排入市政污水管道。地下室的污水汇集后，用潜水泵提升排出室外，操作间内污水经隔油池处理后排入市政污水管道。喷淋系统管网末端的试水排水，采用明排方式排入排水立管。

3.3 自动喷洒灭火系统

本工程按中危险级(Ⅱ级)设置自动喷洒系统系统设计水量28L/s，火灾延续时间为1h。自动喷洒系统根据建筑物的特点、喷头数量和建筑物的高度，分上、中、下3 个区，地下室到4 层为低区，该区用减压阀减压供水， 阀后压力0.40MPa；4~13 层为中区， 该区用减压阀减压供水， 阀后压力0.60MPa；14 层以上为高区， 为保证初期喷头灭火的需要，屋顶设稳压泵和气压罐，其调节容量为450L，增压管道和湿式报警阀前的供水管相连。室外设2 套消防水泵接合器，以满足喷淋水泵故障时由消防车加压供给室内喷淋管网用水。

3.4 消火栓系统

本设计室内消火栓消防水量为40L/s， 室外消防水量为30L/s，火灾延续3h，室内消防水量由屋顶水箱和消防加压水泵联合供应。屋顶水箱储存18m3 消防水量，在水箱间内设有2 台稳压管道泵(一用一备)和1 个气压水罐用以确保消火栓系统的管网压力。消火栓系统竖向分为2 个区，地下室到10 层为低区，11 层以上为高区。低区设2 组减压阀减压，一用一备，阀后压力0.25MPa。本设计室外设1 座550m3 消防池，供室内消火栓水泵和喷淋水泵吸水灭火，水泵进水管采用双管，当任一管道检修时，另一管仍能供应全部消防水量。室外设6 套消防水泵接合器，上下两区各设3 套，以满足消火栓水泵故障时由消防车加压供水

4.结语

随着国民经济的发展，国内新建的建筑，尤其是在土地供应紧张的大中型城市，高层及超高层建筑占了很大的比例。如何合理的设计给排水及消防系统， 对高层和超高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性有着重要的意义。相对低层民用建筑而言，高层和超高层建筑对给排水和消防系统设计的安全性可靠性要求更高，设计者可通过设计和施工中遇到的问题，不断总结和完善设计技术，达到设计安全、合理、经济的目的

参考文献:

[1] 刘冠辰.浅谈高层建筑给排水施工技术[J]. 民营科技. 2010(06)

[2] 王东.关于高层建筑商住楼给排水设计的几点思考[J]. 科技情报开发与经济. 2007(25)

[3] 白云峰. 高层建筑给水系统的技术要求及措施[J]. 黑龙江科技信息. 2010(2

[4] 范世华. 道路给排水管道工程施工中相关问题探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2011(03)

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本工程位于北京通州区,建筑面积12万m2,为一类超高层综合楼,高130米,地上29层,一至四层为商场,五至七层为酒店配套用房,八至十八层为写字间,十九层为避难层(约90米高),二十层及以上为酒店车库;地下3层,地下一层为超市,地下二、三层为车库。其中地下三层战时为人防物资库,地下二层车库为机械停车。

二、超高区给水的串联和并联

超高区给水的供给,有串联和并联两种选择,《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)3.3.6“建筑高度超过100m的建筑,宜采用垂直串联供水方式。”,条文说明解释说“对建筑高度超过100 m的高层建筑,若仍采用并联供水方式,其输水管道承压过大,存在不安全隐患,而串联供水可以化解此矛盾”,但在杂志2007年第1期中,文章“分区并联供水在超高层住宅的应用实例”认为,“当采取各种措施能消除超高层供水的安全隐患时,从系统的运行可靠、维护方便、避免二级泵噪音等方面考虑,分区并联供水无疑具有优越性”,由此,该文中提到的约140米高的超高层住宅采用了并联供水方式。笔者也认为,对于160米以下的超高层,尤其是没有避难层的住宅,并联供水不失为一种不错的选择,但就本建筑而言,有避难层可以利用,采用串联供水不仅避免管道长时间承受高压,也使酒店客房部分的供水压力相对更为稳定。

三、消防水泵接合器的设置

1、消火栓系统

室内消火栓系统以避难层为界分为高低两个区,避难层及以上为高区,避难层以下为低区。高低区分别在室外设三组地下式消防水泵接合器,供室外消防车向室内加压供水。高区水泵接合器供水管接至设于避难层的消防接力水箱,再由设于避难层的高区消火栓接力泵供至高区管网。关于高层建筑水泵接合器的设置,(GB50045-95)7.4.5.2规定,“消防给水为竖向分区供水时,在消防车供水压力范围内的分区,应分别设置水泵接合器。”,这就产生两个问题,不同城市消防车供水压力范围是多少?不在消防车供水压力范围内的分区是否设置水泵接合器?在杂志2007年第11期中,文章“上虞市建筑业大楼消防给水系统设计”提到,“目前大中城市消防车配有的水泵扬程为1.12-1.37MPa,折合消防供水高度为80-100米。”,而对于第二个问题,许多设计者选择不在消防车供水压力范围内的分区不设置水泵接合器,如文章“上虞市建筑业大楼消防给水系统设计”就写到,“26层-屋顶为高区,不设消防水泵接合器。”。但笔者认为,超过消防车供水压力范围内的分区对水泵接合器的依赖性更强,如不设置,一旦室内高区泵出现问题,就会出现望火兴叹的无奈局面,所以只要条件允许,还是应该设置,故本建筑高区消火栓系统采用接合器加接力泵的供水方式。

2、自动喷水系统

按设计水量不同,高区在室外设两组地下式消防水泵接合器,低区在室外设三组地下式消防水泵接合器,供室外消防车向室内加压供水。高区水泵接合器供水管接至设于避难层的消防接力水箱,再由设于避难层的高区喷洒接力泵供至高区管网。与消火栓系统不同,对于不在消防车供水压力范围内分区的水泵接合器设置,规范有明确规定, (GB50084-2001) 10.4.2规定,“当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时,应采取增压措施。”,故本建筑高区喷洒系统采用接合器加接力泵的供水方式。

四、水喷雾灭火系统与自喷系统的水泵合用问题

柴油发电机房采用水喷雾灭火系统,设计喷雾强度20L/min.m2,由于设备表面积

小于120m2,故用水量小于40L/s,喷洒系统低区泵水量为40L/s,且满足压力要求,故二者合用水泵。关于水泵的合用, (GB50084-2001) 10.2.1规定“系统应设独立的供水泵”,这先要搞清水喷雾灭火系统是否属于自动喷水灭火系,从二者有各自独立的设计规范来看,应互无从属。但(GB50045-95)7.6.6.1规定“燃油、燃气的锅炉房、柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统”,而在该条的条文说明中写到,“考虑到其火灾特点,可以采用水喷雾灭火系统”,似乎的制订者认为二者是有从属关系的。而且, (2003年) 7.3.1条写到“锅炉房和柴油发电机房的水喷雾系统可与建筑物内的自动喷水灭火系统合并”。而两者合用水泵的经济性是显而易见的,笔者在工程实践中也多次这样操作,均得到了审图单位和消防审批部门的认可。综合以上因素,本建筑不再为水喷雾灭火系统单独另设水泵。

超高层建筑虽早已不是什么新生事物,对于超高层建筑的给排水及消防设计,还有许多理论和细节需要完善,对于设计人员而言,只有不断的探索研究,努力汲取新的知识,在实践中逐渐积累经验,才能更好的为社会服务。

参考文献:

[1]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版)

[2] 《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005版)

[3] 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

[4] 《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

[5] 《全国民用建筑工程设计技术措施(给排水)》 (2003年) 中国建筑标准设计研究所

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关键词：超高层建筑；常高压消防给水系统；安全可靠性。

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

一、工程概况：

本工程为中国-东盟国际商贸物流中心办公大楼A座，位于南宁市民族大道南侧华润万象城与南宁民族影城之间地块，建筑高度为229m，层数为52层，为超高层综合楼。主要功能包括餐厅、会议厅、酒店客房、公寓式办公、银行营业厅及金融办公等；其中，地下室共四层，-4层为人防车库,地下 -3～-1层为车库、设备用房、酒店贮藏、金融相关用房等；1～6层裙房为酒店宴会厅、餐厅、多功能厅、会议室、娱乐活动室及银行营业厅及银行办公用房等；7~20层、22~34层为酒店客房；35~52层为公寓式办公用房；另外,21、37层为避难层，同时也作为给排水专业的设备层使用。下图为功能分区示意图：

图一

二、设计思路：

1.消防难点：

1）功能复杂，火灾危险性较高。本工程除酒店、办公等基本功能外，还包括餐饮、娱乐、金融相关用房等诸多功能，部分场所人员相当密集，火灾危险性较大。

2）疏散、逃生困难。作为超高层建筑，楼层多，建筑高度超过200m，一旦发生火灾，疏散、逃生难度都高于普通高层建筑。

3）外部扑救难度大。目前，南宁消防队的消防设施还不能直接扑救与本工程建筑高度

相当的建筑火灾。

2.设计要点：

1）立足自救。基于火灾危险性大及外部扑救难度大的原因，若火灾时过分依赖外部救援，必定会延误火灾扑救最佳时机，造成不可估量的人员伤亡和财产损失，故本工程消防系统的设计必须满足于自救。

2）保证系统的安全性与稳定性。超高层建筑因为建筑高度的问题，未降低消防水泵及消防管网所承受的压力，建筑上部的消防供水往往不是由水泵一次性供给，而是在建筑中部设置消防转输水箱及转输水泵，建筑上部消防供水往往需要经水泵逐级转输才能到达消防用水点。这种做法虽然降低了水泵及管网压力，但增加了转输水泵，使建筑上部消防供水的安全性打了折扣。为解决上述问题，本工程消防系统设置成常高压系统，把火灾持续时间内全部消防全部储存在屋顶540m3消防大水箱，以满足火灾持续时间内消防水量和水压的要求。

三、系统简介：

1.系统设计为常高压消防系统，在屋顶设置540m3消防大水箱。除靠近屋顶的部分楼层需设置消防水泵加压供水外，其余楼层均依靠重力供水，在大大减少了系统机械设备的使用的同时，反而增加了系统的可靠性。

2.负四层和避难层37层转输水泵及转输水箱，平时即可利用转输水箱及转输水泵将屋顶消防水箱贮满水，在火灾发生时，除屋顶水箱可直接供水外，在机械设备无故障的情况下，仍能源源不断地向屋顶消防水箱补水，使消防用水量进一步得到保证。

3.避难层21层和37层设置减压水箱。为降低建筑下部消防用水点的压力，设置消防减压水箱，并利用消防减压水箱对消防系统进行合理分区。下图为消防系统供水原理图：

图二

四、小结：

1.本系统为常高压系统，最大限度地减少了系统对机械设备及电气设备的依赖，安全性和可靠性大大提高。

2.屋顶540吨消防水箱的设置经与结构专业设计人员商议，荷载对结构安全没有影响，而且可兼作超高层建筑风阻尼器，有利于结构安全。

3.屋顶消防水箱、避难层减压水箱及管网上减压阀的设置使消防分区更为合理，压力更加恒定。

4.该系统在超高层建筑中已较多采用，如广州电视塔、广州西塔等，获业主、专家及消防主管部门认可，运行良好。

参考文献

[1].GB50045-95（2005年版）,高层民用建筑设计防火规范[S]，北京：中国计划出版社，2005

[2].GB50084-2001（2005年版）,自动喷水灭火系统设计规范[S]，北京：中国计划出版社，2005