从空中华西村看超限高层建筑给排水设计 5页

'2010年12月第7卷第4期朵圳土木与律鲔从空中华西村看超限高层建筑给排水设计周林森席鹏鸽(深圳奥意建筑工程设计有限公司)【摘要】空中华西村是以公寓式酒店、商业、餐饮和观光为主的超限高层综合性建筑。总建筑面积为21-2万平方米，建筑高度328米。本文介绍了给水、热水、直饮水、循环冷却水、消防、排水及雨水系统的设计。并对设计中生活给水系统的选择、消防给水系统的选择、中间转输水箱的设计计算、酒店热水系统换热站房的设置、给排水管材、阀门的选用及给水系统减压阀失效后的安全措施、排水消能措施、管井管位的预留、设计中的绿色、环保、节能进行了总结说明。【关键词l超限高层系统选择转输水箱换热站绿色节能1工程概况空中华西村位于江苏江阴华西村，是以公寓式第二、三生活转输泵组提供；64层生活水水箱酒店、商业、餐饮和观光为主的超限高层综合性建(V=20m0)、73层生活水水箱(V=3．5m0)补水筑。项目目前己封顶预计于2012年竣工。分别由48层第四、五生活转输泵组提供；中间水项目总建筑面积为21．2万平方米，建筑高度箱容积分别按45min低区供水最大小时用水量加328米。地下2层，地上60层，由三座对称圆形超高15~25min上区转输泵的流量之和(按规范应大于层及联系三座塔楼的核心筒体组成，项部球体4层。30min(~区供水最大小时用水量加5～lOmin上区其中地下二层为设备用房及管理用房；地下一层为转输泵的流量之和．本工程适当放大)。停车库及宴会厅厨房；地上南侧裙房三层为容纳3热水系统1500人的大宴会厅；北侧裙房四层为商业和公寓大本工程裙楼餐饮以及商业公共卫生间、公寓式堂，主楼12、24、36、48、60层设空中会所及设酒店、球体西餐厅、观光厅和空中会所需设集中热备用房；5～54层为酒店式公寓；55～S9层为总统水供应。热水出水温度为60~C，回水温度为S0℃，最套房；球体为文化展示厅、旋转餐厅及观光层；在大小时热水量52m0／h，设计小时耗热量3260kW。热主楼13、25、37、49、61层设开敞式避难层。源采用华西热电厂废热蒸汽。2给水系统热水系统采取了和冷水系统完全一样的分区给水水源为市政自来水，一路进水。最高日生供水方式，在地下二层、24层、48层分别设容积式活用水量2230m(其中含720m0空调冷却循环水换热器，各区分别设循环泵，循环管道采用同程布补水)，地下二层设300m0(不含空调冷却循环水置，热水分区供水系统图详见图1。补水)生活水池。4直饮水系统本工程生活给水采用市压供水、水泵．水箱联合本工程设有直接饮用水系统，系对城市自来水供水相结合的供水方式。裙楼、塔楼部分生活水给进行深度处理后，直接饮用。设计采用纳滤水处理水系统分为12区。第1区：地下室2层～2层为，1区，工艺，且充分采用其它独特的工艺处理单元，对工由市政生活水直接供给；第2～12区：由各自相应艺流程进行优化组合，在主楼36层设有直饮水净水区生活水箱减压或直接供给，具体给水分区供水系站，处理规模1．2m0／h，分低区(36层以下)和高区统图详见图1。(36层及以上)二大系统，循环供应。24层生活水水箱(V=55m0)补水由地下2层5循环冷却水系统第一生活转输泵组提供；36层生活水水箱(V=15整个工程循环冷却水量为6000m。／h，采用5台m)、48层生活水水箱(V=30m0)补水分别由24层M一800UL及2台HM—IO00UL冷却塔降温。冷却塔设于室外并采用景观设计加以隐蔽，补水采周林森，深圳奥意建筑工程设计有限公司用市政给水。地址：深圳市福田区华发北路30号6消防系统电话：83264871消防按一类超高层综合楼设计。建筑物各层均46 2010年12月第7卷第4期梁圳土木与律筑图1生活给水和热水分区系统图设有室内消火栓及湿式自动喷水灭火系统。同时裙162m0(按下段消防初期水量18m3，上段15min转楼中庭、宴会厅、球体观光等高大净空场所设大空输容积36m3，上段喷淋泵15时水量108m0累加考间智能主动灭火系统，配电室、通讯机房等采用七虑)。消防补水由设在地下室2层消防水泵房内的专氟丙烷气体灭火。用消防转输泵提供。X2～5区火灾初期10分钟消地下二层设消防用水水池，总容积为713m0，防水量由设在屋顶层的专用消防水箱提供，专用消其中包括3小时室内消火栓消防用水量、1．S小时白防水箱总容积18m3。动喷水灭火用水量(不贮存室外消防用水量，室外低段设有6套消防水泵接合器(Xl、X2区各3消防用水量由室外自来水一龙西湖加压湖水联合套)，高段设有3套消防水泵接合器(管道接至消供水管网保证，室外环状管网仅供室外消火栓取水，防转输泵出水管上)。详见图2。平时充满市政自来水，龙西湖加压湖水作为室外消螬压稳压设施防的另一路备用水源，平时供水管上的连接阀门关—_c闭，当市政进水管维修且火灾发生时，打开该连接阀门。火灾扑灭后，市政水向该室外消火栓环网充水前必须先对管网先冲洗并消毒处理，并且市政水与该环网连接处必须设置倒流防止器)。I『—6．1室外消防系统．【．1．．．．———，—．．一室外消防水量30L／S，按规范设置6个室外消火驯4B_2。rr_]J啊—一栓。一移动接由供水泵接口6．2室内消火栓系统芒If设计室内消防水量为40L／s，充实水柱为13m。室内消火栓给水系统垂直分区如下：低段：地下室2层～15层为X1区，16层～36层为X2区，其中X2区由设在地下室2层消防水泵房内2(一lO6m)水池卜_c卜—Tl_—Fj丽的低区消火栓泵直接供水，X1区经干管减压阀减压#输水——雌泵]后供水。XlⅨ水接合器高段：37层～48层为X3区，49层～61层为4图2消火栓系统不意图区，62层及以上层为X5区，其中X5区由设在36层6_3自动喷水灭火系统的高区消火栓泵直接供水，X3区、4区分别经干管设计自动喷水灭火水量为52L／s(考虑裙楼按减压阀减压后供水。多排货架储物仓库危险级II级，12L／min．m2，200m2X1区火灾初期1O分钟消防水量由设在36层的预留)，自动喷水灭火给水系统垂直分区如下：消防中间转输水箱提供，消防中间转输水箱总容积低段：地下室2层～12层为ZP1区，13层～2847 2010年12月第7卷第4期杲圳土木与建筒层为ZP2区，其中ZP2区由设在地下室2层消防水泵设雨水口；屋面和室外雨水收集后经室外雨水管网房内的低区自动喷淋泵直接供水，ZP1区经干管减排至市政雨水管网。压阀减压后供水。8设计总结高段：29层至44层为ZP3区，45层～63层为8，】生活给水系统的选择ZP4区，64层及以上为ZP5区，其中ZP5区由设在36超高层建筑裙楼部分一般面积较大，餐饮及大层的高区自动喷淋泵直接供水，ZP3区、ZP4区分楼配套部分均设于此，因此用水量较大，但该区域别经干管减压阀减压后供水。对水压要求一般不是特别高，为减少避难层水箱容ZP1、ZP2区高位水箱利用36层消防中间水箱，积，同时为避免生活水箱的二次污染，建议采用变频ZP3、ZP4、ZP5区高位水箱利用屋顶消防水箱。给水。由于华西村裙楼一～二层采用市政给水，在屋顶水设备间设有自动喷水灭火系统增压、三～四层用水量相对较小，故仍采用水箱给水。对稳压设备，以满足ZP5区在火灾初期的水量水压。超高层塔楼部分生活给水，笔者认为办公楼采用变建筑室外设有喷淋系统水泵接合器，供消防车频和泵箱给水均可；对酒店、住宅建筑则采用屋顶直接往自动喷水灭火系统ZP1区、ZP2区补水。详水箱重力供水较为适宜。首先可利用超高层建筑每见图3。12—15层左右设置的避难层来兼设备层，一般每隔6．4大空间智能主动灭火系统一个避难层设中间转输水箱，每二个避难层间楼层大空间智能主动灭火系统设计水量20L／S，与为一个大区，采用变频或水箱供水。由于办公楼用自动喷淋系统管网综合设置，共用消防泵。水量较小，时变化系数1．2～1．5，采用变频水泵出7排水及雨水系统水量可以与实际用水量较好地吻合，同时转输水泵排水系统采用雨、污分流制，雨水和污水分两采用工频泵可以保证水泵高效运行；屋顶水箱重力个系统排出。污、废分别设立管排水，污水排放量供水可以省去变频泵同时所有水泵均为工频泵也约为900m0／d。粪便、盥洗等生活污水经化粪池处可以满足办公各层用水要求。至于哪一种方式更节理、公共厨房含油废水经室内隔油器和室外隔油池能，学术界存在较大分岐，在此不多论述。对于酒处理后排入市政污水管网。塔楼屋面雨水采用重力店及住宅建筑，由于酒店及住宅对压力的稳定性要排水系统，裙楼屋面雨水采用压力排水系统。雨水求较高，为避免变频加压出现的水压波动引起冷热设计重现期塔楼采用S0年；裙楼采用10年并按50年水的不平衡。采用屋顶水箱重力供水更为合理。屋顶水箱一般设二个，可定期清洗，并对水箱出水加设紫外线或臭氧消毒以避免水箱二次污染；另外酒店及住宅用水特点是用水变化较大，时变化系数为2．5，如采用变频水泵给水很难与实际用水曲线吻合，水泵不能保证高效运行。因此酒店及住宅的超高层建筑一般采用重力水箱供水。水箱供水的意义还在于可以不问断供水。8．2消防给水系统的选择消防给水系统按照压力通常分为常高压制和临时高压制，结合我国目前己建和在建的超高层建筑来看，各种方式均有应用(见表1)[11。重力式常高压系统的优势在于无论平时还是在火灾时，系统一直处于压力状态，无须火灾时再启动水泵，对整个消防系统来说是有利的。但在建筑物的顶部的设备层需要储存全部的消防用水同时中间设备层设减压水箱，这要看结构从荷载的角度出发是否有条件在屋顶设置储存全部消防用水的消防水箱。空中华西村由于顶部球体为观光层，建筑和结构均不希望在球体设置储存全部消防用水的大水箱。而压力式临时高压系统的优势在于只需图3自动喷水灭火系统示意图要在地下室设置全部的消防用水，中问设置转输水48 2010年12月第7眷第4期梁圳土木与律笳箱，屋顶设置初期10分钟的火灾用水量即可，虽然8．4超高层酒店热水系统换热站房的设置火灾时，需要有一个启动水泵的过程，但对于超高空中华西村5～60层均按公寓式酒店设计，且整层酒店来说，本身管理相对完善，而且只要加强安个大楼均设热水供应。初步设计时考虑为冷热水分全巡检，一用一备的水泵外加移动泵的设置，同样别设水箱，在地下室设集中加热供至各区的热水系可以保证其安全性与可靠性，因此本工程采取了临统。但后来考虑到此系统对热水水箱的保温要求较时高压水泵供水的方案。高，另外各区热水箱水位的控制因回水的加入比较表1我国已建和在建超高层建筑消防给水方式一览表难实现，现改为分区分别设容积式换热器分散加热按压力按给水方的方式。各区热水单独设换热器及循环水泵，冷热项目名称建筑高度按供水设备分类式分类水均接自同一区相应重力冷水箱，并在换热站各区上海环球容积式换热器前分开。本设计有效地实现了冷热水500m临时高压串联消防水泵为主金融中心同源且基本同程并实现了容积式换热器的专管供水，常高压另外各区冷热水减压阀均设在换热机房内也有利于广州西塔432m串联高位水箱为主为主以后的物业管理。8．5给排水管材、阀门的选用及给水系统减压阀南京紫峰常高压42Om串联高位水箱为主失效后的安全措施、排水消能措施大厦为主本篇提到的管材主要是给排水主立管管材，其上海金茂常高压420m串联高位水箱为主他各分区楼层管材同其他高层建筑无异。一般对生大厦为主活给水及直饮水系统酒店优先采用不锈钢管。对于并联(部CCTV主楼330m临时高压消防水泵为主工作压力大于等于1．2MPa的消防镀锌管材采用厚分串联)壁，其他工作压力小于1．2MPa消防管道采用普通镀上海世贸250m临时高压串联消防水泵为主锌钢管；污水管主立管一般采用柔性抗震排水铸铁中心管；塔楼雨水主立管一般采用涂塑钢管。8-3中间转输水箱的设计计算阀门的选用必须与其相应供水压力相匹配。考超高层中间转输水箱的设计含消防转输水箱及虑给水系统减压阀失效后的安全措施，对因减压阀生活转输水箱的设计。消防中间转输水箱按《全国失效后的管材及阀门应按失效后的压力核算(当减民用建筑工程设计技术措施》给水排水(2009年)压阀串联时，按其中一个失效情况下，计算阀后最7．4．2．2．c中规定：“采用水泵转输串联时，中间转输高压力)。对管材如失效后压力大于2．OMpa建议使用水箱同时起着上区转输水泵的吸水池及本区消防给厚壁镀锌钢管(生活给水压力一般减压阀失效后也水屋顶水箱的作用，其储水有效容积，按15~30min不超过1．6Mpa，可不考虑)；对阀门如失效后压力大的消防设计水量经计算确定，并不宜小于60m3”。于1．6Mpa，应按失效后的压力选相应压力等级的阀一般超高层建筑消火栓水量取40L／S，自动喷淋取门；另外也可在减压阀后加设安全泄压装置以消除30L／S，则中间转输水量容积V=(40+30)X可能产生的超压问题f同时应考虑泄压后的排水)。(1o+S1X60=63000(L)，其中lOmin为本区屋顶由建筑高度引起的势能如何消除，雨水和污水消防水箱的水量，5min为上区水泵吸水池的水量。立管的消能在超高层建筑中应足够重视，在工程上为安全起见，空中华西村采用的是下部18m0消防水一般每隔一段距离设置乙字弯(如每个避难层设二箱容积加上部15min消火栓泵流量及喷淋1小时消个乙字弯)或隔一定楼层(约lOOm高左右)进行立防水量之和即162m0。若储存了108m0的喷淋水量，管位置转换，通过横管来消除势能，并在管道拐弯则转输泵流量可减为只转输消火栓流量。对于生活处加强固定。同时污水主立管设专用通气管也能释转输水箱的转输调节容积宜为S～lOmin转输水泵放排水管系中的正压及负压危害，提高排水立管的的流量。而作为生活转输水箱，其作用除了转输上排水能力。区流量外还作为下区生活用水的调节容积(下区采8．6超高层管井管位的预留问题用变频供水的除外)，另外作为上区加压水泵的吸水对超高层建筑来说由于建筑物楼层多，功能可井，宜加上S～lOmin的上区水泵流量即最小应为变性较多，应在管井中预留足够的管位为以后的装30m￡n低区供水最大小时用水量~HlOmin上区转输修或功能改变留足一定的余地。另外应为排水管消泵的流量之和。生活用水由于超高层建筑物有功能能立管位置转换预留管位。布局调整的可能及考虑到供水安全建议该部分容积宜适当放大。49 2010年12月第7眷第4期菜圳土木与建蒴关于学生宿舍转换成运动员公寓给水计算探讨武迎建赵建兵(深圳大学建筑设计研究院)0引言50015．2003)3．6．5条，集体宿舍(学生宿舍)现行的学生宿舍(集体宿舍)设计由于受每平生活给水设计秒流量应按下式计算：米经济造价指标的控制，设计时一般以仅仅满足现V---q口=0．2afⅣq行的《建筑给水排水设计规范》，并加以适当的安全系数为原则；在现实使用中大多数情况下，供水式中：能力是可以满足的，但在有大型集体活动出现的条qg一一计算管段的给水设计秒流量(JL／s)；件下，往往出现供水水压不足的现象；本文想针对一～计算管段的卫生器具给水当量总数；这个现象及其解决方法，用一个特别典型的案例，一一根据建筑物用途而定的系数，宿舍为2．S。作一定深度的探讨。给水当量总数=每问宿舍当量数2．25x50001案例1"~=11250当量(便器使用中水)某实际工程，供水主体为5栋学生宿舍，共分16按集体宿舍取2．S，那么q。=53L／S；个单元，17层；其中1层架空，2～17层每层每单元实际设计中，我们又考虑了一个安全系数K，约20问宿舍，每问宿舍住4人，约5000问，住20000取值约1．5：人。每间宿舍有1个阳台，阳台一面是1个座便器，Hpq,=1．5×53L／S=79．7L／S：1个淋浴小间，另一面是2个洗脸盆，淋浴供冷热水，再用区域给水公式校核，即最高日Qd：洗脸盆仅供冷水。mfq2￡=160x13000=2080m。／d：(扣除中水)现计划开大型运动会，运动会期问每问宿舍住K取2．5，最大时Qm口=2-5×2080／24=中外运动员2～3人，预计住13000人。217m。／h=60．2L／S；运动会有开闭幕式，开闭幕式前后，中外运动实际设计供水能力80．0L／S，大于60．OL／S，是员的集中洗漱，将会给整个宿舍的给水排水带来巨1．25倍。大的冲击负荷；冲击负荷如何计算，按哪一个公式2．2原有宿舍供水系统供水能力所能满足的供计算，这是将要面对的问题。水百分率2原有宿舍供水系统供水能力及满足率假定5000问宿舍5000个淋浴10000个洗脸盆2．1原有宿舍供水系统供水能力计算全开供水率为100％；供水率100％时的秒流量是根据现行的《建筑给水排水设计规范》(6Bqg=ZqoⅣ0b=0．45×5000×100％=2250L／S；与原有宿舍供水系统实际设计供水能力比较，武迎建，深圳大学建筑设计研究院80L／S÷2250L／S=3．56％；原有宿舍供水系统供水地址：深圳市深南大道深圳大学内(建筑与城市规划学院B座)能力百分率仅为3．56％，这个按现行的《建筑给水电话：13802241927H．一H．一．一HHHHH．一．一HHHHHHHHH_一H．一．一．一8．7本设计中的绿色建筑及节能环保取消了整个中水系统。另外在室外考虑设置污水处为体现绿色、节能、环保设计理念，在考虑当理站处理酒店淋浴排水用于整个华西村水景补水。地实际情况前提下因地制宜，以求可持续发展。本室外绿化用水采用龙西湖加压湖水。龙西湖为自然工程所有生活热水均采用华西热电厂废热蒸汽。同湖泊，龙西湖加压湖水现兼作华西电厂冷却循环水。时设置容积式热水器对蒸汽凝结水进行热回收。室故室外绿化用水间接采用回收的自然雨水。内泳池采用恒温恒湿热泵作为主要热源加热泳池参考文献：水。【1]王学良，李洋。超限高层建筑消防给水系统设计特点探讨。给水排水，2007，中水方面原设计考虑以酒店淋浴排水作为中33(10)97～1O0。水水源回用于冲厕，后甲方考虑到管理及当地实际【2】袁长标，张昭杰，翟瑞华。超高层建筑设计中几个问题的思考。给水排水，2009情况(自来水由华西当地水厂供给，成本相对较低)，35(9)：90～93。●0'