高层建筑给排水案例分析及改进探究 4页

某会展中心给排水方案分析及改进探究吕若石101053（上海同济大学土木工程学院，上海20092）摘要：建筑物的给排水足建筑没备安装工程的重要组成部分，也足保证建筑物正常使川功能的重要工程。木文将以某市新建的22层会展屮心为例，分析设计的生活冷水给水、热水给水、生活污废水排水以及雨水排水系统，找出设H•的给排水方式的优缺点和使用范围，并试着就现存的给排水方案探讨可能的改进措施与方案。关键词：高层建筑给排水给水系统热水系统排水系统雨水系统分析改进0概述建筑给排水工程是建筑设备工程巾一个十分熏要的分部工程，在建筑的安装工程造价里占有一定的份额。建筑的给排水方案直接关系到建筑物的:il•:常使用功能、工程造价以及建筑消防等诸多方血\所以在选择建筑物的给排水方案时也需从这些方血考虑，对比分析可能的给排水方案，从中选出敁优的方案。一般说來，建筑物的给排水方案需要满足冇效、可靠、安企、经济和环保等耍求，在设计给排水方案时耍综合考虑市政给排水管网条件、建筑物对给水排水的需求、建筑物的结构形式和使用功能以及给排水设备的采购与安装等外部条件。所以说建筑物的给排水工程足一个系统工程，需要细致分析和综合考虑。高层建筑的快速发展，也使得对高层建筑给排水丁.程的要求越来越高。相对于己经发展成熟并形成了一套体系的中低层建筑给排水工程，高层建筑的给排水工程则对设计、施工、材料和管理等提出了新的耍求。由于高层建筑特有的层数高、密度大、振动源多、用水耍求高排水M大等特点使得高层建筑的给排水方案的选择更加复杂。卜而就将以一个高层会展中心为例对其己有的给排水方案的特点、适川条件和优缺点进行分析弁对改进的可能性进行探讨。1建筑物基本情况遵化市国际会展巾心位于河北省遵化巾。建筑物沿文柏路展开，自北向南依次为商住楼、会展中心及商场、高S公寓、车库。总建筑面积为104036m2,其中商住楼地K1层地上22层，高为88.5m，括办公、住宿、餐饮、娱乐、健身功能；会展中心地卜‘1层地上5层，高为22.lm，包括会堂、展厅、商业功能;高层公寓地下1层地上18层，高为58.5m，地下1层〜地上2层为商铺及车库，3〜18层为住宅。设备用房集中设置迕商住楼地下室内。2给水系统2.1设计的给水方式概述生活给水采川生活水池一生活录一屋顶水箱供水方式，整个给水系统分为高一区、高二区、中区、低区四部分，设计使每个用水点压力＜0.40MPa。其中：高一区为20〜22层，由设于屋顶水箱间内的冷水变频加压泵从屋顶冷水箱吸水供水；高二区为11〜20层，由设于配罃川房地K室设备房内的给水加压泵从生活水池吸水，提升至屋顶冷水箱，再由屋顶水箱直接供水；屮区为6〜10层，由屋顶水箱经减压阀直接供水；低区为地下1层~地上5层，由市政管网直接供水。2.2给水方式的分析与改进从上而的叙述可以看出该高层建筑的给水划分为四个区，其中低区（地卜1层〜地上5层）\n与K他三个区相对独立，采用的是直接给水方式，即利用室外的市政给水管网的水Ik直接向室内供水，这说明该地区的市政给水管网的水景、水压在一天的任何时阅内均能满足该建筑物供水分区的低区中最不利配水点用水。直接给水方式具有给水系统简单，投资省，安装维修方便，可充分利用室外管网的水压力，节约能源等优点，适用于室外给水管网的水量、水压全天都能满足用水要求的建筑。但同时也存在诸如：供水系统内部无调节、无储备用水県;外部给水管网停水吋，内部给水管网也随即断水，影响使川等缺点。考虑到该建筑属于重要的公共建筑，且会展中心位于地下1层到地上5层,刚好处在供水低区，而会展中心是该建筑使川功能中最策要的部分，对室内供水的稳定、连续、可靠有较高的要求。所以可以对现有的低区供水方式加以改进，例如，可以增没水泵，把低区的给水方式由直接给水改为单没水泵给水（如图1所示），这样不仅可以提商供水的可靠度，而且系统改动较少、管理维护简单、经常运行费用也较低。高一区、高二区和中区的供水则是相互关联的，整体来看是屈于高位水箱一减压阀供水方式。比较特别的是高一区（20〜22层）采川的是由设于屋顶水箱间内的冷水变频加压泵从屋顶冷水箱吸水供水而并非屋顶水箱直接供水，可能足为了提商高一区的供水可调节性。同吋山于高二区最底层到屋顶有11层，所以高二区直接山屋顶水箱供水，不必设置减压水箱或减压阀。而由于中区到屋顶的距离超过Z12层，所以中区的给水必须设置减压水箱或减Ik阀以减小给水压力过人造成的不利影响。该逑筑的屮区给水方案十选择的是减压阀而不是减压水箱，应该是出于减压阀不占楼层面积而减压水箱浮球阀承受压力大，造成关不严、易损坏，需经常维修等方而的考虑。高位水箱减压阀给水方式M时也M•有水泵数量少（仅需1台），设备费用降低，管理维护简单，水泵房而积小等优点，而且该逑筑屮给水加乐泵设置于配套用房的地下室设备房A，不会造成水泵设置在楼层占用楼层积、对楼层产生振动、噪音大等问题。但是这种三个区全靠屋顶水箱给水的方案也存在屋顶水筘容积大，对建筑的结构和防震不利等缺点。此外，给水泵要将水从生活水池提升到90多米高的屋顶水箱，要求水泵的扬程足够大，同时压力水管管线长，使得给水设备费用较高。2.3生活水池及水筘由于该建筑地处县级市，市政管网条件不足很好，吋有停水现象，因此地K室水池界积取H用水量的35%，即V=594X35%=208m3,収210m3。屋顶水箱容积収日用水跫的6%，即V=594X6%=35.6n?，取42n?，加上18n?沿防水量，则冷水箱容积取60m3。案例巾没有给ili地下室水池和屋顶水箱的形状和材料，根据一般怙况，W以采用钢筋混凝土矩形水池和不诱钢矩形水箱。3热水系统3.1热水供水方式与热源采用水池一生活泵一屋顶水箱一热水管网的供水系统，立管循环，同程式供水。热媒为低温屮央空调机窈温侧循环水，供水温度为5（）°C，|叫水温度为45°C,采用智能板式热交换机组制备热水。热水供水温度为42~47°C，。整个热水系统也分为四部分：髙一区由设于屋顶水箱间内的热水变频加压泵从屋顶热水箱吸水供给，未使用部分回到地下室设备房内的生活热水箱中作为循环；高二区由设于地下室设备房内的高区热水加压泵从生活热水箱吸水，提升至屋顶热水箱，再由屋顶水箱直接供水；屮区巾屋顶水箱经减压阀直接供水；回水管回到热水筘；低区由设于地下室设备房A的低区热水变频加泵从生活热水箱吸水H接供水，M水管回到热水箱。3.2该热水供应系统的类型、特点及可能的改进从上面的介绍中可以看出，该建筑的热水系统属于集中热水供应系统，即利用专门的热\n源和热媒（低温屮央空调机尚温侧循环水）以及专川的热交换站（智能板式热交换机纟II）将冷水集中加热，通过室外热水管网输送至整栋建筑，再通过室A管道输送至各配水点。这种集屮热水供成系统适用于热水使用要求高、热水景较人，用水点多且分布比较集屮的建筑。该建筑作为会展中心、商、Ik楼、高层公寓的综合性建筑刚好也满足以上特点，所以采川集中热水供应系统也是合适的。同时我们也注意到，在该建筑的热水供水系统屮的该高一区、《二区和屮区的热水供水方式与生活给水方式相同，即靠水泵将设于地不室设备房里的生活热水箱里的热水提71•到屋顶热水箱，然后由屋顶热水箱向高一区、高二区和中区供水，其中向中区供水的热水管网中设置有减压阀。这种热水供应方式总的來说对于高层建筑來说是合适的，俏是就本文中的会展屮心而言，采川这种先将热水提升到屋顶热水箱，再由屋顶热水箱14下面供水的热水供水方式会增加热水管线，和热水运输路程，从而增加了热朵损失。此外，屋顶既要设置生活冷水箱和热水水箱会增加屋面恒哉，对建筑抗谣不利，而.FL屋顶设置多个水箱也影响建筑物立面的观瞻。考虑到该建筑层高不是特别多，所以可以考虑改用3个水泵从地下室设备房内的生活热水箱吸水分别向高一区、高二区和中区供给热水。这样改进以P相比之前既冇的热水系统只是多川了一个水泵，似却咨去了屋顶热水箱，减小了屋面份载以及外立面的突兀感。同吋采用水泵直接供水可以缩短从地卜室设备房里的热水箱到各配水点的热水输送路程，从而减少了热S的损失，符合低碳节能叫持续的要求。除此之外，3个热水泵可以集中安装在地下室设备房中，方便U常维护和检修，而且各区供水相对独立、互不影响、供水可靠度高，长期运行费川也较为经济。所以可以考虑将高一区、高二区、中区的热水系统改为和地区一样的水泵直接供水方式，但是这样改进后需耍在各给水分区的顶层类设置小型水箱，会占用室的建筑面积，如何权衡两者的利弊还需根裾当地实际情况实际分析。4生活排水系统4.1该建筑的生活排水系统方案地上设排水立管和通气立管，地r设集水井，由潜污泵排岀。因为高层建筑管线繁多，且该基地室外场地狭小，故采用室内污谈合流，到室外经介流制化粪池处理后排入市政管网。由于排水当量总数〉100,在排水立管设奋专川通气立管的情况下，管径可选DN100,考虑宾馆部分人员较S杂，素质不一，因此管径放大一号，取DN150。根据规范，通气立管管径根据污水负荷、管道长度、污水管管径决定：通气立管长度＜50m，通气立管管径比污水管管径小一号；通气立管长度＞50m，通气立管管径与污水管管径相M。4.2该生活排水系统的优缺点分析从上面的介绍可以看出该建筑的牛活排水系统的排水体制为合流制，即粪便污水与生活废水在建筑物内合流后排至建筑物外，污、废水系统合二为一设置管道合流排lli建筑物外。该建筑的生活排水系统采川合流制的原因之一是高层建筑管线繁多，.F1.该菽地室外场地狭小。但足合流制要求牛/活污水必须经局部处理（化粪池）后才能排出室外市政管网。在排水系统屮通气管是一个重要的组成部分，作用是A排水管系补给空气，使水流畅通，减少管道闪气压变化幅度，平衡管A压力，保证管内气压稳定，防止存水弯的水封在管道系统闪排放污水吋因压力失调而被破坏；使室内外排水管道中散发的臭气和有害气体能排到大气屮去；管道内经常有新鲜空气流通，可减轻管道内污。曲于该建筑楼层多，排水横支管长，卫先器具多，所以对于这样的高层建筑不适川通气效果差、排水量小的仲顶通气管。所以在该高层建筑巾采用了适用于层数较多或卫生器具数M较多的建筑的专用通气立管系统。\n5雨水系统大型屋面的雨水立采用压力流系统，似该屋囬造型为每个梁跨起拱形成波浪形状，大屋而被分割成一个个拱形的小屋而，再考虑到造价W素故仍采用重力流系统。横管埋地皆遇到困难，因为室外广场下为地下室顶板，覆土不够，故在广场上设明沟，雨水立管直接排向明沟，同时也解决了广场&身排水的问题。最终排至市政雨水系统。按1年重现期设计，q5=3.60L/(s•100m2)，屋顶面积约为5666m2。Q二204L/s，采川雨水斗排水，选用87型雨水斗(雨水斗直径为150mm，单斗排水量是31.5L/s)。则屋而雨水斗的设置数量不应少于7只。设计中根裾实际的汇水而积和屋而坡度共设置了32只雨水斗，每只斗的汇水面积彡210n?，雨水斗预埋于天沟中。设计中共采川雨水立管32根，管径DN150,设计流量为9L/s，流速为0.75m/So从上側的叙述中可以看出该建筑的雨水排水系统属于排水系统，即屋則设雨水斗，通过建筑物内部没®雨水管道。内排水系统的主要组成部分有：雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地横管、检查井、清通设备。其中雨水斗的主要作用是收集和排除屋而的雨(雪)水，这就要求雨水斗具冇在保证拦阻粗人杂质的前提下承担的泄水衙积敁大，凡结构上耍导流通畅，使水流平稳，阯力小；不使其内部与空气相通；构造高度要小(一般以5〜8cm为立)，制造简单等特点。该建筑的雨水系统中共设置了32只国内常川的87型雨水斗，以满足该建筑的多跨拱形人型屋面的雨水排水要求。-•般的内排水雨水系统都要没S埋地横管，将其敷设于室内地下，用以承接立管的雨水，并将K排至室外雨水管道。但是在该会展屮心高层建筑中室外广场下为地下室顶板，覆土不够，故在广场上设明沟而不设埋地横管，雨水立管直接排向明沟，同时也解决了广场£1身排水的M题。参考文献：[1]张竹.遵化市国际会展中心给排水和消防设计[J1.中国给排水:设计经验，2005,21(10):64-66[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