超高层住宅建筑给排水优化设计及应用 3页

第12期(总第152期)勰建．前建筑与装修一超高层住宅建筑给排水优化设计及应用魏天云(福建船政交通职业学院道路工程系，福建福州350007)摘要结合工程实际设计经验与国家规范要求，详细探讨了超高层建筑给排水系统和消防系统设计的一些特点，同时针对设计过程中需要注意的一些细节问题进行了分析和讨论，以期为同类超高层建筑给排水设计提供参考。关键词超高层建筑；给排水系统；消防系统近年来，随着我国城镇化建设步伐的加快，高表1几种常用供水方式特点比较层及超高层建筑在新建的建筑中占了很大的比例，特别是土地供应相对紧张的中心城市。建筑高度超过lOOm或楼层超过40层的建筑物称为超高层建筑，由于其高度比较高，增加了施工难度，相对于常规高层建筑，各专业设计的原则以及建筑标准要求更高，主要体现在用水人数多，水量大，给水设备数量多，若发生排水管道堵塞或停水现象，影响供水中应用较多。采用气压给水，由于气压罐容积不可能做面广；同时，竖向分区较多，需增加动力设备数量，火灾隐患风的很大，难以对大用户供水。虽然变频供水可以节能，但可靠险较大；由于使用的装饰材料种类多样，增加了火灾扑救的难性相对较差，若应用在非用水时间大于用水时间的场合(如度。因此，给排水及消防系统的合理设计，对提高超高层建筑办公楼)，设备处于低效区运行的时间较长。管网叠压供水会日常使用维护的经济性以及消防时的安全性和可靠性具有重受到周边的市政管网水压波动以及管径的影响，若市政压力要的实际意义。不稳定，难以起到节能的效果。1给水系统设计1．2减压方式1．1给水系统分区及供水方式水点水压超压是超高层建筑设计中经常会碰到的问题，超高层建筑工程的给水，直接影响到整个工程的施工进它不但会影响用户用水，还会使洁具配件受到损坏。在给水度以及消防安全。超高层建筑给水设计的重点主要包括给水设计中，可以采用以下几种措施：分区及供水方式的选择DI。《建筑给水排水设计规范》f1)设置减压阀。(GB50015—2003，2009年版)3,3．6条规定：“建筑高度低于通常采用以下2种方法设置减压阀：100m时，其生活给水系统适合采用分区减压供水或垂直分①将减压阀设在分区处以下各用户支管上，其优点是维区并联供水；建筑高度超过100m时，适合采用垂直串联供水修时对用户供水影响较小，缺点是减压阀设置的数量增多，方式。”因此超高层公共建筑一般采用垂直串联分区供水系增加了工程造价。统。②将减压阀设在立管上。立管必须设在易于维修之处，目前给水方式主要包括四种目：①储水池一恒压水泵一只需在立管分区处设一组减压阀，就可以满足各用水点的水高位水箱供水、②气压给水设备供水、③储水池一变频水泵量、水压要求，但当维修减压阀时会使众多用户供水受到影供水、④管网叠压设备供水，其各自的特点如表1所示。响，并且经住户水表连接到各用水点进户支管相对较长，需由表1可以看出，水泵的供水可靠性最好，可以长时间穿越厅、卧室等，影响二次装修，同时也增加了工程造价。处于高效区运行，并且相对于管网叠压设备及变频泵其所选(2)分区设水箱。水泵的流量较小，这是高位水箱供水的最大优势，在办公楼此种供水方式可靠性较高，由于水箱设置会占用上层空·21·\n■建筑与装修2013生问，引起结构荷载增加。下l层用作机动车车库以及设备用房，配套商业设在1、22排水系统设计层，住宅为3～42层，住宅塔楼共4栋。2．1生活排水系统4．2给水系统市政排水系统一般采用雨、污分流制，因此室外排水系依据建筑住宅各部分的使用功能以及卫生器具对静水统采用相同的方法。压的要求，本项目考虑选择串联并联相结合的方式供水。生(1j餐厅和厨房的污水需要进行预处理后，才能通到地活给水采用直接从市政管网上引入，室外分为消防绿化用水下室的污水处理室进行处理，然后再排入市政污水管网。和室外商业生活用水，并分设水表计量。生活给水系统依据(2)主楼卫生间排水方式通常采用粪、污立管和专用通功能及规范规定的压力分区。生活给水系统分为5个区。其中I区为地面二层及以下，通过市政管网压力进行供水，其气管，为了改善排水条件，降低噪声的影响，在每个卫生问还余4区通过加压供水：Ⅱ区为三至十四层；Ⅲ区为十五至二要设置器具通气支管。化粪池中的粪便污水经预处理后与生活污水一起通到市政下水管道。十八层；IV区为二十九至三十六层；V区为三十七至四十二层。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区每区设置一套变频调速供水设备加压供(3)消防电梯机坑中的集水井容积必须不小于2m3，并且水。设计生活用水量计算见表2。排水泵的流量需大于10L／s。表2设计生活用水量计算(4)当地下室的污水不能通过自流的方式排出室外时，用水定额规模眦水量时用平均时用水3可以通过潜污泵进行抽升排出。／mm3／h)~／(m3／h)2_2雨水系统建筑屋面雨水系统可以考虑采用有组织内排水系统。裙楼屋顶可以考虑采用压力流排水，重现期P取5年，若重现期在5～50年的雨水必须采用开溢流口的方式进行排水。主楼屋顶采用重力流排水，重现期一般取50年。3消防系统设计为了降低高区给水系统中管道的压力，超高层公共建筑高层建筑消防给水分区取决于使用压力、消防给水设备可以通过在塔楼中部设给水二次提升设备，而超高层建筑住的供水能力、管材的承压力等因素。《高层民用建筑设计防火宅却不行，这是因为《高层民用建筑设计防火规范》规范》GB50045—95，99版7．4．6．5规定：“消防栓口的静水压力GB50045-95规定，超高层住宅可以不设避难层。解决措施：应小于0．80MPa，当超过0．80MPa时，应选择分区给水系统。”①可以考虑采用氩弧焊方式连接管道或者采用加强法兰连上述原则也同样适用于超高层建筑分区。超高层建筑的消火接，高区供水管道选择加厚不锈钢管；②高区的供水设备可栓消防给水分区必须充分考虑建筑物实际使用情况、高度、以考虑选择进口水泵，并准确计算水泵的相关技术参数指平面布置以及工程造价等，分区的形式主要有以下5种：①标；③将水力控制阀和水锤消除器应用于分区压力超过60m水泵、水箱，减压阀减压分区方式，②消防水泵、水箱串联分的供水设备，而对于分区压力超过lOOin的供水设备，要求安区方式，③消防给水泵并联分区方式，④消防水泵之间串联装持压泄压阀。分区方式，⑤重力式消防给水方式，超高层建筑给水分区的4．3排水系统形式大多数是上述五种基本形式中的一种或任意两种以上排水系统选择雨污分流，为保证排水通畅，污水系统中的组合。超高层建筑的消防给水设计必须根据建筑的实际的生活废水与粪便污水分别排放，卫生间排水管设专用通气情况，进行正确的分区，选择合适的消防系统，使之既满足扑立管，以防止水封被破坏时粪便臭气上窜，厨房排水采用伸救火灾的要求，又节约工程造价。顶通气。每栋建筑住宅各设置一座lOOm化粪池，将污水处4工程实例分析理后再排到市政污水管道。淋浴和盥洗废水单独排到室外，4．1工程概况汇集到集中处理站，经处理之后回用。若污水处理设备发生项目总高超过120m，其中地下2层，地上42层，主要为故障，可以通过事故排出口将废水直接排到市政污水管道。住宅及配套商业，其中地下室2层作为人防，地下2层至地首层以下的废水排到集水坑，通过潜水泵提升排到室外，每·22·\n第12期(总第152期)翘建筑与装修一个集水坑设置两台潜污泵，一用一备，互为备用。DN300的溢流管并排入地下消防水池。在超高层建筑排水系统中产生的重力势能会破坏排水在超高层建筑中超压问题经常出现，它会引起各种管道管系统，并对较高或较低楼层的水封形成产生影响。解决附件的损坏，严重时有可能使管道弯曲、破裂，造成管道渗措施：①为降低水流的下降速度，从顶层起每间隔6层安装漏，引起系统瘫痪，同时还会影响灭火效果，使水枪不容易控一套消能装置，从而避免由于水流的冲击对管道系统形成制，增加了灭火难度。解决措施：①．选择减压阀分区给水方的破坏；②通过正确的水力计算，确保排水立管维持在等速式，减压阀应用串联设置方式，当有可能因旁通管阀门失控水膜流；③为了释放排水管系中的正压并补给空气减小负而造成超压时，不设旁通管；②选择多台水泵并联的方式，根压，可以采取设置专用的通气立管与大气相通的措施，保证据流量大小依次开启水泵；③在水泵出水管上的止回阀后面管内的气压与大气压力相平衡，有利于立管内空气畅通，将安装泄压阀，因水泵的工况点、实际扬程以及流量会受泄压排水管道中的有害气体排除，以免卫生器具的水封遭到破阀口径影响，通常泄压阀的口径选择与水泵出口水管同径或坏；④将具有柔性接El机制的排水铸铁管和管件应用于室者小一级。内排水管以及通气管，压力排水管选择焊接钢管，地下室管5结语道敷设采用明装，其余均为暗装；⑤室内雨水排人的第一个超高层建筑对给排水和消防系统设计的安全性和可靠室外检查井必须采用消能井，从而避免排出管压力过高引性方面提出更高要求，由于其自身特点，系统选择以及分区起喷溅事故嘲。也呈现多样性，需从安全性、可实施性以及经济性等因素进4．4消火栓系统行综合考虑。将低区消防泵用作转输水箱供水泵应用于消火栓和自动喷水灭火系统，有利于减少水泵数量，但会影响系统的安参考文献全性。一般情况下，消火栓和自动喷水灭火系统均采用减压[11王琪海，马双群．超高层民用建筑消防给水方式分析[I1．阀，以便减少并联水泵数量。本项目采用专门的消防转输泵，给水排水，2012，38(4)：74—77．以提高系统的可靠性。【21孙路军．超高层民用建筑生活给水系统设计要点卟给水4．5自动喷洒灭火系统排水．2012。38(4)：78—81．为了将火灾控制在初期，降低火灾的隐患，本项目除不f31袁舫．浅谈超高层消防给水系统的类型及其选择[『l_消防宜用水扑救的部位和面积小于5m的卫生问外，都采用自动技术与产品信息，2003，3：6—9．喷水灭火系统，主要包括空调机房、水泵房、电梯机房、送排f4l董毅，任仁．超高层住宅建筑给排水的设计卟q,4v建设，风机房等设备用房，超过3m的弱电井和管道井也设置自动2012、5：136—137．喷水灭火系统。自备发电机房、配电问、锅炉房、电信房、消防f51钟丽明，赵洪军．超高层建筑给水及消防设计体会【71_消控制室等采用细水雾灭火系统。防技术与产品信息，2：02，4：33—35．通过消防转输水箱高低水位来控制消防转输泵启停，消lf)】王立，况凯骞．超高层建筑消防安全对策案例分析消防转输泵为消防转输水箱供应，消防水箱的消防容积平时由防科学与技术．2012，31(2)：143～145．生活给水系统提供保证。设计时必须充分考虑消防转输水箱的溢流问题，若火灾发生在高区，此时高区消火栓泵和自动基金项目：福建省教育厅B类科技资助项目(JB12356)喷水灭火系统泵启动，由于初期的出水量不大，启动消防转输泵后，水量增多，部分多余水量通过溢流管排放。本项目根作者简介：魏天云(1979一)，女，福建连江人，高级工程据溢流时的最不利情况，设计排放70Us的消防水量，采用师，主要从事市政工程与给排水技术方面的教学与研究(上接第47页)岩土工程勘察报告》[3】JTS257—2008水／g．x_程质量检验标准f51中交第二航务工程勘察设计院《厦门高集海堤开口改造【4】中交第二航务工程勘察设计院《厦门高集海堤开口改造工程开口影响区海域清淤工程皮划艇赛道清淤及岛屿工程滩涂清淤区皮划艇赛道清淤及岛屿岸线整合工程岸线整合工程施工图设计》·23·