談超高層建筑物給排水設計要點

張建亮

(山西一建集團有限公司，山西太原030012)

在高層建筑中，給排水設計主要分為生活給排水系統(tǒng)和消防用水系統(tǒng)，由于兩個部分的功能存在明顯區(qū)別，因此在實際的設計工作中需要區(qū)別對待。從超高層建筑的自身特點來講，在給排水系統(tǒng)的設計中，需要根據(jù)建筑特點以及用水需求進行給排水系統(tǒng)的分區(qū)設計，最終再將其統(tǒng)一為一個整體，實現(xiàn)完整的給排水系統(tǒng)設計。

1 生活給排水系統(tǒng)設計

建筑物內(nèi)部生活給水系統(tǒng)應該滿足豎向分區(qū)的基本原則。在建筑高度超過100m之后，最好利用垂直串聯(lián)的供水方式進行供水。對于實現(xiàn)功能分區(qū)的高層建筑而言，應該結合其實際情況選擇合理的供水方式。例如，一個超高層建筑，其屬于住宅樓，總層數(shù)達到了42層，高度為126m，層高為3m。其生活給水分區(qū)按照功能不同，具體劃分如下:負二層到地上二層劃為1區(qū)，由市政管網(wǎng)直接進行供水。三層到十二層劃為2區(qū)，有設置在2區(qū)的變頻泵組進行供水。十三層到二十二層劃為3區(qū)，二十三層到三十二層劃為4區(qū)，三十三層到四十二層劃為5區(qū)，這幾個用水分區(qū)均由對應的供水泵組進行供水。根據(jù)該超高層建筑的實際給水系統(tǒng)分區(qū)不難看出:(1)該高層建筑主要使用變頻供水的方式，能夠最大程度貼合建筑的實際用水需求，不僅可以保證供水質(zhì)量，還可以減少供水能耗。其次，在各個分區(qū)使用的變頻供水泵組，其低谷流量和高峰流量之間的差值越小，水泵在高效區(qū)段運行的時間也就越長，能夠最大程度實現(xiàn)節(jié)能。(2)在住宅項目中，供水水泵所服務的用戶越多，流量值就更加穩(wěn)定均勻。再次，供水水泵能夠實現(xiàn)的供水樓層和受水器具的承壓能力具有直接的關系，依據(jù)相關規(guī)定:“衛(wèi)生器具最大承壓不得超過0.6 MPa?！卑凑战o水分區(qū)的計算公式n=(0.6－p)/h計算最大的供水層數(shù)(3)該樓層沒有設置設備層，因此無法實現(xiàn)串聯(lián)給水。

2 消防系統(tǒng)設計要點

就消火栓系統(tǒng)而言，大部分超高層建筑的消火栓系統(tǒng)都是通過臨時高壓給水系統(tǒng)進行供水，依照相關規(guī)定，消火栓栓口應該保持1.0MPa以下的靜水壓力，在栓口靜水壓力超過1MPa之后，就需要進行分區(qū)。進行分區(qū)可以使用減壓閥、水泵或是減壓水箱進行。直接采用水泵進行分區(qū)，就是在不同的消防系統(tǒng)區(qū)域設置獨立的消防泵，然后將各個區(qū)域的消防泵并聯(lián)起來，構成完整的并聯(lián)系統(tǒng)。就自動噴水滅火系統(tǒng)而言，在建筑物高度超過100m之后都應該設置自動化的滅火系統(tǒng)，同時配水管道應該保持1.2MPa以下的工作壓力。在設計噴水滅火系統(tǒng)時，需要按照報警閥所覆蓋的樓層進行分區(qū)，并且盡可能使消火栓系統(tǒng)、生活給水系統(tǒng)和分區(qū)相配合，以免出現(xiàn)橫管太過分散的情況。不僅如此，對噴頭數(shù)量也應該進行適當控制，對濕式系統(tǒng)最好確保單個報警閥所控制的噴頭數(shù)量在800個以下，而對干式系統(tǒng)最好確保單個報警閥所控制的噴頭數(shù)量在500個以下。此外，還需噴頭最低位置和最高位置之間的高差進行控制，使其保持在50m以內(nèi)。

3 管材選型和減壓措施

3.1 管材選型

在管材方面，首先應該對給排水管道的壓力要求予以全面考量。比如，在給水壓力超過1.0 MPa時，就應該選擇強度足夠高的金屬管。強度高的金屬管主要有不銹鋼管、無縫鋼管以及厚壁鍍鋅鋼管等，在實際的給排水設計時應該從適用性、經(jīng)濟性等方面作出綜合考量。其次應該對衛(wèi)生情況進行考慮，尤其是生活給水系統(tǒng)更是應該確保管材的衛(wèi)生，比如可以使用涂塑鋼管、襯塑鋼管等。在連接管道的方式上，溝槽、法蘭和焊接等形式能夠超出管材自身的抗壓強度，所以應該優(yōu)先考慮高壓管道連接方式。最后，對于排水管道而言，可供選用的管材很多，像HDPE排水管、PVC－U排水管等，都是比較常用的。在閥門方面，需要根據(jù)工作壓力和實驗壓力確定合適的閥門型號以及材質(zhì)。若是給排水系統(tǒng)沒有設置泄流裝置，還需要加強對水錘效應的考慮。此外，在水泵接合器方面，依照“高規(guī)”的具體要求，合理設置水泵接合器。

3.2 減壓措施

在給水系統(tǒng)方面，減壓措施主要包含了減壓閥、安全閥、減壓孔板以及節(jié)流管等。減壓閥在給水系統(tǒng)分區(qū)中使用較多，一般分為可調(diào)式和比例式?？烧{(diào)式的減壓閥能夠在0.7MPa范圍內(nèi)實現(xiàn)壓力的有效調(diào)節(jié)，但應該確保調(diào)整前后的壓力差不超過0.4 MPa，在環(huán)境較為安靜的場所不應該超過0.3MPa。泄壓閥和安全閥一般可以用在給水系統(tǒng)壓力最大的區(qū)域，如減壓閥組件處、水泵出口等地方。減壓孔板能夠通過減壓作用實現(xiàn)限流，一般在管網(wǎng)末端設置。在排水系統(tǒng)方面，為了避免水流對排水管沖擊造成損壞，需要設置一定的消能措施。一般情況下，可以通過管道偏置、乙字彎等手段消除水流沖擊力，此外還可以使用螺旋消音排水管或蘇維托系統(tǒng)，也能實現(xiàn)消能。在立管的轉折處設置支護支架，也可以減弱水流對管道形成的沖擊，能夠起到預防管道損壞的作用。

4 結語

在超高層建筑的給排水系統(tǒng)設計中，應該從生活給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等方面加強設計，對其中容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)加強控制，最大程度確保給排水系統(tǒng)設計的質(zhì)量。不僅如此，還應該在管材選用和減壓措施這兩個方面進行控制，確保給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)都能夠滿足壓力要求，不至于出現(xiàn)安全問題，危及給排水系統(tǒng)的整體功能。

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［2］黃伯平，李曉慧.超高層商業(yè)綜合體給排水設計要點［J］.建筑設計管理，2015，(3):86 －89.

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