浅析超高层建筑给排水设计

摘要：一般我们把超过100m的建筑定义为超高层建筑，这些建筑有一些共同特点，那就是建筑功能复杂，一般都有办公、宾馆、商场和娱乐场所等，是一个综合体。这样功能复杂的建筑物，自然对给排水系统的要求也更高。因此必须采取新的技术措施，才能确保给水排水系统的良好工况。本文首先分析了超高层建筑给排水工程的特点，然后重点从生活给水系统、排水系统和消防系统三方面探讨了超高层建筑给排水设计的要点。 关键词：超高层建筑；给水；排水；消防；雨水 Abstract: the general we put more than 100 m building defined as tall buildings, there are some common characteristics, that is, building function complex, generally have office, hotel, shopping mall and places of entertainment, etc., is a complex. This function complex building, natural to water supply and drainage system requirements are higher. So we must take the new technical measures, to ensure that water drainage system in good condition. This paper first analyzes the characteristics of the tall building water supply and drainage engineering, and then focus from life water supply system, drainage system and fire system three aspects discussed the main points of the tall building water supply and drainage design. Keywords: super high-rise building construction; Water supply; Drainage; Fire; The rain 中图分类号：TU972 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 一、超高层建筑给排水工程的特点 （一）供水采用竖向分区

超高层建筑消防系统静水压力大，如果只采用一个区供水，不仅影响使用，而且管道及配件容易损坏。因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。 （二）消防系统设计应引起重视

超高层建筑引发火灾因素多，火势蔓延速度快，而且扑救困难。因此，超高层建筑消防系统的安全可靠性比地层建筑高。由于目前消防设备能力有限，扑救高层建筑火灾的难度较大，所以超高层建筑的消防系统应立足于自救。 （三）管道材料要求高

超高层建筑的排水量大，管道长，管道中压力波动大。为了提高排水系统的排水能力，稳定管道的压力，保护水封不被破坏，超高层建筑的排水系统应设置通气管或采用新型单立管系统。超高层建筑的排水管道应采用机械强度较高的管道材料，并采用柔性接口。 （四）发生事故影响范围大

超高层建筑的建筑标准高，给排水设备使用人数多，水量大，一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大。须采用有效的技术措施，保证供水安全可靠，排水畅通。 （五）管道易产生震动和噪音

超高层建筑动力设备多，管线长，易产生震动和噪音，须采取相应的技术措施加以改进。 二、超高层建筑给排水系统设计 （一）生活给水系统设计

1、供水方式选择 超高层建筑设计中，给水方式的选择关系到整个给水系统的安全性、可靠性、工程投资、运行费用、维护管理及使用效果，因此给水方式的选择是至关重要的。现行给水设计通常采用以下3种方式：第一种方式是由市政管网直接供给，第二种方式采用水池水泵房屋面水箱用水点的流程供水，第三种方式采用水池变频供水设备用水点方式供水。 采用第一种供水方式系统简单、投资省、安装维护便利，可充分利用市政给水管网水压，节约能源，但由于内部无贮备水量，当外网停水时，将使内部断水，因此供水可靠性差。采用第二种供水方式，因水池、水箱贮备有一定水量，当停水停电时，可延时供水，因此供水可靠，水压稳定，但不能利用市政管网水压，能源消耗较大，安装维护麻烦，投资较大，有水泵振动、噪声干扰，且易产生供水的二次污染，另外由于增加了屋面水箱，相应地增大了结构荷载。采用第三种供水方式，由于水池贮有一定水量，因此供水可靠，设备布置集中，便于维护管理，同时由于变频供水设备可根据用户实际用水情况，通过调节水泵转速或运行台数以调节水量，因此能源消耗较少，但是水泵型号较多，选型技术要求高，水泵控制调节麻烦，且投资额较大。

综上所述，以上三种供水方式各有利弊，不能一概而论，应结合设计项目的实际情况，经综合考虑，选出最适合的供水方式。

减压措施

超高层建筑的室内给水系统相对于一般建筑是处于高压状态，不稳定因素较多。为防止意外事故的发生以及检修的需要，系统应当有减压稳压组件及相关技术措施。 给水系统上的防超压措施主要有减压阀、减压稳压消火栓、安全阀、泄压阀、减压孔板及节流管等。

给水系统经常用减压阀进行分区。用来分区的减压阀有比例式和可调式的。可调式减压阀的压力调整范围一般不大于0.7MPa。对生活给水系统而言，可调式减压阀的阀前与阀后压力差不宜大于0.4MPa，要求环境安静的场所不应大于0.3MPa。一个给水分区内有可能存在超压的管段，也可以通过可调式减压阀来减去过剩压力。管径大于DN50的管段一般采用先导式可调减压阀，小于等于DN50的管段一般采用直接式可调减压阀。消防给水系统与生活给水系统一样，也常用减压阀进行分区。不同点在于消防给水系统减压阀要求成组设置, 即设置备用（单个报警阀例外）。 生活给水系统上的减压阀可成组设置, 即备用设置, 也可不设备用。当不设备用减压阀时,要保证减压阀失效时管道的压力不超过卫生器具的最大可承受压力。消火栓给水系统常常在超压管网上采用减压稳压消火栓。

安全阀及泄压阀一般用于系统压力最大处，如水泵出口、减压阀组附近等，闭式热水系统的压力容器也用到安全阀。超高层建筑的水泵接合器应安装安全阀。减压孔板及节流管可起到减压限流作用。一般用于管网末端减压，如水龙头。由于对流量有影响，配水管上较少采用。消火栓给水系统中, 减压孔板及节流管一般设于消火栓口或水流指示器前。在自动喷水灭火系统中，减压孔板孔径不应小于管道直径的30％，且不小于200mm。 （二）排水系统设计 1、排水管的承压

重力排水管是非满管流，重力雨水管是满管流，但两者均不是压力流系统。因此在考虑排水管的承压问题时，不能完全按排水立管的高度确定管材的压力等级。当排水管管径为DNl50、立管高度100m时，如果压强达到0.1MPa，即使管道内有堵塞物，也会被如此大的压力冲走，很难停留，所以我们认为排水管管材选用0.1MPa的压力等级是安全的。在实际的项目中，超高层建筑主楼屋面的特点是面积不大但高度很高，为了更安全可靠，重力雨水管往往采用了压力等级更高的金属管材。 2、单立管排水

一般特殊的单立管排水系统适用于以下情况：排水立管设计流量大于普通单立管排水系统排水立管的最大排水能力；住宅、宾馆和卫生间较小的公共建筑；卫生间或管道井面积比较小的建筑；要求降低排水水流噪声和改善排水水力工况的场所。而超限高层建筑的客房层通常都能上下对齐，但建筑面积有限，又要满足五星级房间面积的要求，客房的管井面积会比较紧张，可选择特殊单立管排水系统。特殊单立管排水系统与普通排水系统相比，可节省专用通气立管，有良好的排水和通气能力，可减少排水水流下落时因冲击、紊流而引起的噪声。但是在立管汇合时，需要采用特殊配件的接头，接头的尺寸会较大。 3、雨水系统及空调冷凝水系统

高层住宅楼的屋面雨水及阳台雨水通常单独设置立管排放，空调冷凝水及空调机隔板雨水也由专门管道收集后一起排放。一些户型专门为空调机设计凸窗，将空调放置在凸窗下，而空调机的隔板即为下一层的凸窗，在这情况下，设计时考虑空调机隔板的雨水排放孔设在侧面，即从侧面接一管子接入立管，使得空调机隔板的雨水顺利排放而不会流至楼下。 （三）消防系统设计 1、消火栓系统

超高层建筑的消火栓系统在绝大多数情况下只能采取临时高压给水系统的供水方式，一般采用水泵、减压阀或减压水箱进行分区。以42层住宅楼为例，消火栓系统分区如下：1～20层为低区,由地下室的消火栓泵减压供水；21～42层为高区，由消火栓泵直接供水。这样分区的优点在于管路和控制系统简单，所占管井较少，不需要占用设备层，但对减压阀的质量要求较高，减压阀需备用。

自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统对于扑灭建筑火灾的重要性和有效性，已经得到了广泛的认可。根据规范要求，建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。 结语

超高层建筑是一个城市发展水平的体现，也是一个城市的地标性建筑，超高层建筑的给排水设计应根据其区别于其他建筑的最显著特点——高度来进行，并做到综合考虑各方面影响因素，统筹兼顾，合理安排系统及后期养护管理，使其发挥最大的性能优势。 参考文献 [1]建筑给水排水设计规范GB50015-2003(2009年版）[S].中国建筑工业出版社，2009. [2]自动喷水灭火系统设计规范GB500084-2001（2005年版）[S].中国建筑工业出版社，2005. [3]王生光，江雷.超高层建筑给排水设计[J].浙江建筑，2010.11