超高层建筑设计介绍

【摘要】本文介绍了以公共建筑为主的超高层商业、办公综合建筑—— 日照安泰集团国际金融中心的工程概况，室内给水系统；室内消火拴系统、喷淋系统的设计；22层避难层箱式泵站的设计 ；地下车库泡沫喷淋系统的设计；水泵接合器的设置

【关键词】超高层、箱式泵站、泡沫喷淋、水泵接合器

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

一、问题的提出

随着经济建设的迅速发展和改革、开放的深入，人民生活水平不断提高，城市用地日益紧张，因而促进了高层建筑的发展。由于超高层建筑火灾隐患多，发生火灾时，火势蔓延快，疏散困难，扑救难度大，所以消防系统和生活给水系统的设计同样处于不容被忽视的位置。在设计过程中主要存在着：竖向分区多，管道承压过高，联动控制复杂，水泵运行过程中管道易出现超压现象，现就日照安泰集团国际金融中心的生活给水、消防系统设计作简要介绍。

二、工程概况

本工程分1#楼A、1#楼 B、2#楼共三座高层建筑和裙房以及地下车库。1#楼A座为日照银行办公建筑，1#楼B座为公寓式办公建筑，2#楼为超高层办公建筑。1#楼A座地上共21层；1#楼B座地上共26层，一层至十七层为办公，十八层为设备转换层，十九层以上为公寓式办公部分；2#楼共34层，其中11层和22层为避难层兼设备层。地下两层为停车库及设备用房，裙楼1～4层为商业部分。1#楼A座建筑总高88.8m；1#楼B座建筑总高99.1m；2#楼建筑总高128.3m。

三、生活给水系统

《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（简称《建规》）第3.3.5条规定：“高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区应符合下列要求：1、各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，特殊情况下不宜大于0.55MPa；2、水压大于0.35MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；3、各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。”

根据《建规》规定，兼顾消防给水系统的给水方式，高层建筑生活给水系统进行合理的竖向分区。生活给水系统考虑了两个方案：一是采用无负压给水设备直接加压供水，给水支管超压采用减压阀减压，阀后压力为0.25mpa；二是采用高位水箱和水泵联合供水，水箱设专用消毒设备，给水支管超压采用减压阀减压，阀后压力为0.25mpa。方案一能防止水质的二次污染，但对管道承压要求较高，能耗方面也相对较高。方案二能保证系统压力稳定，同时对给水管道承压要求又不会太高，因此，供水采用方案二，在水箱出水管上加设消毒设备，以保证供水水质符合要求。1#、2#楼一至四层以及地下车库均由室外市政管网供水，能充分利用室外市政管网的压力；四层以上均由屋顶水箱和水泵联合供水。1#A、B座屋顶设30m3不锈钢生活箱各一个，2#楼由地下室生活供水泵供至22层箱式给水泵站，22层设60m3箱式给水泵站，充分利用一级提升水泵的供水压力，然后供至23层以上各层。1#楼A、B座顶部2层因屋顶水箱设置高度不能满足最不利配水点水压要求，因此单独采用气压供水设备加压供水。给水支管入口压力大于0.35mpa时设可调式减压阀，减压阀后压力为0.25mpa。减压阀后压力表为电接点式压力表，并配报警装置。

四、室内消火栓系统

室内消火栓系统采用临时高压系统，分为高低两个区。(见图1-1、1-2、1-3)

消防泵房设于地下二层车库内，消防水池设于室外，消防水池容积为580m3。1#、2#B楼共用一个消防泵房。1#楼A座以及地下车库、裙房、1#楼B座18层以下、2#楼22层以下为低区；1#楼B座 19~26层、2#楼23~24为高区，高区和低区分别设2台消火栓加压泵，一用一备，火灾初互为备用。高区消防加压水泵参数为Q=40L/S、H=1.80mpa、N=110KW。低区消防泵参数为Q=40L/S、H=1.45mpa、N=90KW。1#、2#楼共用屋顶消防水箱，水箱有效容积为18m3，设于2#楼上。屋顶消防水箱由相应给水分区的给水管网供水。发生火灾时，由屋顶水箱提供前十分钟的消防用水量。低区部分由屋顶水箱经减压阀减压供应。由于屋顶消防水箱的高度不能满足最不利消火栓充实水柱13m的要求，故设高区消火栓稳压设备，水泵参数为Q=3.33L/S 、H=0.30mpa 、N=2.2KW，气压罐450L一个。火灾发生十分钟后由消火栓启泵按钮启动地下室消防泵加压供水。

在首层室外分别设两组(每组含3套DN150消防水泵接合器)一体式水泵接合器，一组供低区使用，一组供高区使用。在屋顶设置试验消火栓，消火栓栓前设压力表。

五、自动喷淋系统

考虑到此建筑为超高层公共建筑物，11层及22层设有避难层，因此在设计时，考虑以下两个方案：一是126m 3的喷淋用水和消防用水共用水池设于室外，加压泵房设于地下2层，低区采用加压泵直接供水，高区各层湿式报警阀设于避难层，由地下2层加压泵直接供水的方式；二是126m3 的喷淋水池直接设于22层避难层，低区的喷淋水由22层避难层喷淋水箱重力流向低区喷淋系统直接供给。高区喷淋用水由22层避难层喷淋水泵加压后直接供水。经综合比较，第一个方案的好处是可以避免避难层结构荷载过大，且能同消火栓系统分区相一致，保证了供水的可靠性，是既经济又可靠的方案。因此，设计时选用了第一个方案。

根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）规定除面积小于5m2的卫生间及不能用水扑救的场所外，均设置湿式自动喷水灭火系统。避难层采用预作用系统，地下车库采用泡沫-喷淋灭火系统系统。除地下车库按“中危险级II级”进行设计外。其余部位均按“中危险级I级”进行设计。

自动喷淋系统分为高、低两区。(见图2-1、2-2、2-3)地下车库以及裙房、1#楼A座、1#楼B座18层以下、2#楼22层以下为低区，1#楼B座19层以上（包括19层）、2#楼23层以上（包括23层）为高区。高区和低区分别设2台喷淋加压泵，一用一备。低区自动喷淋泵参数为Q=35L/S、 H=1.45mpa、 N=90KW，高区自动喷淋泵参数为Q=35L/S 、H=1.80mpa 、N=90KW。

火灾初期，由屋顶水箱提供前十分钟的自喷用水量。低区部分由屋顶水箱经减压阀减压供应。由于屋顶消防水箱的高度不能满足最不利点喷头0.10mpa的要求，故在高区设自动喷淋稳压设备，水泵参数为Q=0.83L/S、H=0.30mpa、N=1.1KW，气压罐450L一个，十分钟后由系统压力变化自动控制消防喷水泵的启动，或由消防中心控制消防喷水泵的启动。系统的最不利点喷头的工作压力取0.1Mpa，系统设计流量为35L/s，火灾延续时间为1小时。

地下车库等不吊顶处采用直立型喷头，其他部位均采用吊顶型喷头。在净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，设置直立型喷头。系统采用玻璃球喷头，厨房喷头动作温度为93℃，闷顶喷头动作温度为72℃，其他部位的喷头动作温度为68℃ 。

根据一个湿式报警阀和预作用报警阀控制喷头数不超过800个以及每个报警阀组供水管最高与最低位置喷头高程差不宜大于50m的原则，供水管网每层或每个防火分区设置水流指示器及讯号阀进行监控。每个报警阀组控制的最不利喷头处设“末端试水装置”。其它防火分区、楼层的最不利点处设DN25mm 的放水阀，喷淋干管顶端设自动排气阀。