浅析超高层住宅小区的建筑给排水系统设计

摘要：建筑给排水本着以人为本的原则，为人类营造出一个舒适的生活空间。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、要求更高。本文根据笔者多年的工作经验，分析超高层建筑给排水及消防设计中的若干问题。

关键词：超高层；给排水系统设计；消火栓给水系统；湿式自动喷水灭火系统

中图分类号：S611文献标识码： A

前言 ：超高层建筑的给排水和消防设计并非是简单的文字就能描述的。随着我国经济的不断繁荣，超高层建筑不断涌现，各种技术也在不断的应用到这些建筑中来，因此从设计角度讲，没有一成不变的模式，都是在实践中不断地摸索，吸收新技术、新方法来完善设计，并更加合理，以人为本，服务社会。以下根据笔者的工作实践对一栋43层超高层给排水及消防给水系统的设计，分享设计心得。

一、给水系统设计

水源为某市政道路一条DN600mm市政给水管，市政水压为0．25 MPa。生活给水系统竖向分区的供水方式如下：根据规范要求进入每户的用水点的静水压力不能超过0．35 MPa，加上该栋楼为超过100 m的超高层住宅，考虑到高区部分用水点的平衡性及安全性，故将整栋楼分为两个大的区域进行供水，21层及21层以下采用生活变频泵供水，22层及其上面部分采用屋顶生活水箱供水的方式。有些设计人员在给超高层住宅进行给水分区时，往往喜欢考虑将100 m以下的住宅全部采用变频泵供水，这往往增加了高区部分供水的不稳定性，同时由于超高层住宅都会考虑设置屋顶生活水箱，何不利用屋顶生活水箱的供水安全性及稳定性，将整栋楼进行合理分区，以确保整栋大楼供水的安全性及合理性。同时，在每个分区内由于要满足该区最高楼层部分用水点的供水压力，往往导致该区部分楼层用户的供水压力超标，这时往往需要在超压的楼层考虑设置减压阀以减去多余的压力，这时需注意减压阀前后的压力差是否太大，如果太大，就需要增设两组减压阀以平稳的减去多余的压力，既避免了对减压阀的损坏，同时也减少了噪声的污染。

二、给水设计

从目前高层建筑给水方式来看，主要有如下三种：第一，市政管网供给；第二，水池水泵房屋面水箱用水点供给；第三，水池变频供水设备用水点供给。

第一种市政管网供给方式，在投资、安装、维护、节能方面具有很大的优点，但其可靠性、持续性比较差，由于在建筑内部供水贮备设施，一旦市政管网出现停水现象，则建筑内部也会随之出现断水，但由于内部无贮备水量，当外网停水时，将使内部断水。第二种供水方式具有水量贮备环节，因此弥补了第一种供水方式供水可靠性缺点，保证供水的持续性和稳定性，但在其它方面与第一种方式相比，明显处于劣势状态，如安装麻烦、维护不便、投资较大、节能不足等，而且该方式中的水泵在工作时，会产生振动和噪音，对居住者的生活有可能产生一定的影响，同时也有可能带来给水的二次污染，相关设施的增加，造成了整个建筑物荷载的增加，对建筑物本身的安全性、稳定性或多或少会带来一定的影响。第三种给水方式虽说在一定程度上考虑到了第一种方式和第二种方式存在着的明显不足，如供水可靠、维护方便、消耗较少，但由于该方式的应用所需要水泵型号较多，技术要求较高，因此，在投资成本方面会有所偏高。

通过以上分析，可以明显看出，各种供水方式各有有缺点和适用范围，需要结合高层建筑实际情况，选择经济、科学、合理的给水方式。

三、湿式自动喷水灭火系统

1该栋楼的喷淋系统按中危险一级设计，用水量为21 L／s，系统作用面积260 m2。每个喷头保护面积12．5 m2，喷头公称动作温度为68℃。

2 本工程属于超高层住宅，自动喷淋设置于各前室及走道内。

3 系统分为高，中，低三个区。低区：1层一12层，中区：13层～27层，高区：28层～43层，分别由地下室喷淋加压水泵加压供水。室外按高、中、低分别设有喷淋水泵接合器，整个喷淋系统组成环状管网。分别与消防泵房的喷淋加压管进行连接。

四、排水

1 由于本大楼属于住宅楼，生活污水量很小，排水不分流，粪便污水与生活污水经化粪池处理后排入市政排水管网。2)本工程设置独立的雨水系统，排入市政雨水管网。

五、给排水设计建议

1 室外消火栓设置问题根据《高规》7．3．6“室外消火栓的数量应按本规范第7．2．2条规定的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量均为10～15 L／s”，以及其条文说明，本工程的室外消火栓个数应为8个，但由于该小区周围全部是市政道路，同时该部分市政道路由甲方代建，应可以与当地自来水公司协调，如果建筑物40 m内有足够的消火栓，可以不用设室外消火栓，既符合《高规》要求，也不会造成浪费，以免造成重复投资。

2 水泵房内吸水管，当消防水池合用时，超过500m3必须分成两格，这就给水泵吸水带来一定的困难。根据《高规》7.5.4“一组消防水泵，吸水管不应少于两条，当其中一条损坏或检修时，其余吸水管应仍能通过全部水量”，设计中采用水池连通管吸水，每个消防水池设一条吸水管，则符合规范要求。

3 地下车库消火栓、喷淋的设计。地下车库体积较大，消火栓一般挂在柱子上或边墙上，而汽车位一般较密，如果不考虑汽车位的位置而设消火栓，就会出现消火栓在汽车位的后面，导致出现看不见或即使看得见也取不到消防水带和水枪灭火的现象。因此地下车库设消火栓时，应考虑汽车位的位置。同时，因为地下车库不安装吊顶，设计喷头时不应只按3.6m间距布置喷头，而应考虑梁的位置，结合结构专业使喷头布置符合规范要求。

4 屋顶生活水箱的设置高度有时不能满足最上面两层最不利点的出水水头的压力，需在屋面增设加压泵以满足最上面两层最不利点的出水水头的压力，由于垂直高差较大，管路开停频繁，容易产生水锤现象，管道将发生剧烈振动和较大的声响。该工程不仅在水泵出口设置了水锤消除器，还在屋顶水箱进水管上设置了两个水锤消除器。

5 排水管通气管设置。本工程每根排水管均独立设置专用通气立管，通气立管管径与污水立管管径相同，每层设置结合通气管。

6 雨水系统设置。本工程雨水排除采用雨水斗进行有组织地收集，并考虑到高层建筑的立面雨水按1／2立面面积折算为集雨面积计算雨水量进行雨水排除。本工程地下室的顶板是首层室外地面，且面积较大，该处的雨水排除经与建筑、结构专业进行协调，主要考虑到车库的净空较低，几个方案综合比较，最后采用地下室顶板结构找坡的形式进行雨水排除，排入市政雨水井。这样不在地下室吊装雨水管，既保证了车库的净空，又不会因为雨水斗的渗漏而影响车库的使用。

7 集水井、潜污泵的设置。地下停车库低于室外地面，其污水不能自流排人市政排水管网，在地下室设置集水井，通过潜污泵提升至室外。潜污泵流量的选用考虑到：①地下停车库洗地排水量Q1；②车道出入口处的雨水量Q2；③火灾消防用水的排水量Q3。对于与车道出人口集水沟相连的集水井，其排水量取Q2与Q3中的大者，泵房集水井考虑消防试泵时的排水量，其潜污泵的流量应满足消防试泵的要求，其余集水井取Q3，而Q1不与Q2及 Q3同时发生，且其值较小，可略去不计。每个集水井均设置两台潜污泵，电气均考虑两台同时工作，平时一台工作。如果最高水位持续5 min，则两台泵同时工作，以便及时排除地下室积水。

8 管材。给水管材：由于镀锌钢管腐蚀较严重，现采用钢塑复合管，既保证水质又能延长给水管寿命。供水主管承受很大压力，采用无缝钢管，法兰连接。排水管材：普通高层建筑一般采用UPVC管或卡箍式排水铸铁管，超高层建筑因较高故排水铸铁管接口不实，容易造成底层水压过大而漏水等现象。本工程污水、雨水管材均采用给水铸铁管。

六、结束语

作为建筑给排水的设计人员，应本着技术、安全、经济性原则，在实践中努力创新，寻找最佳的给排水设计方案，以适应建筑设计发展的新要求，满足人民群众不断提高的物质文化要求，是走上可持续发展之路的基础和保障。

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