某高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

邱維萱

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)區(qū)域的不斷發(fā)展，人們對(duì)于有限區(qū)域的建筑空間的需求日益旺盛。建筑給水系統(tǒng)是高層的核心功能組成，在此以深業(yè)南京濱江項(xiàng)目為研究對(duì)象，具體分析建筑給水系統(tǒng)中的各特征要素，主要包括分區(qū)供水、市政管道供水以及供水設(shè)備三大部分。通過各設(shè)計(jì)問題分析與解決，為后同類型項(xiàng)目建設(shè)與分析提供實(shí)踐性較強(qiáng)的案例分析。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;供水過程;分區(qū);設(shè)計(jì)分析

中圖分類號(hào)： TU892文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）19-0032-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.013

0 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)城市有限的區(qū)域內(nèi)的建筑要求也越來越高。高層建筑是未來發(fā)展的重要方向。高層建筑可以有效地增加有限空間內(nèi)的建筑面積，為人們的生產(chǎn)生活提供便利，但同時(shí)因?yàn)槠渥陨淼母叨鹊叵拗?，也往往?huì)導(dǎo)致相對(duì)應(yīng)的配套設(shè)施建設(shè)難度更大。在此之中的建筑給水系統(tǒng)是整個(gè)高層建設(shè)的重要組成部分，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的好壞會(huì)直接影響到整體系統(tǒng)運(yùn)行的有效性。在此以深業(yè)南京濱江項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)為研究實(shí)例，開展高層建筑給水系統(tǒng)的分析要素，針對(duì)具體項(xiàng)目中的建筑給水的分區(qū)給水與市政管道供水兩方面展開分析，建筑給水中的分區(qū)給水需要根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目特征展開分區(qū)數(shù)量、形式以及供水方式等進(jìn)行分析;市政管道供水中的問題分析以及供水系統(tǒng)分析等。通過具體項(xiàng)目分析，為后相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)開展提供研究基礎(chǔ)。

1 項(xiàng)目概況

深業(yè)南京濱江項(xiàng)目是一個(gè)綜合性的高層建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目的綜合建筑總面積84759m2，整個(gè)的濱江高層建筑高度為99.4米。整個(gè)的高層建筑包含以下幾大部分，分別為地上部分3棟樓，2棟酒店式辦公，1棟商業(yè)樓，地下二層的綜合性民用高層建筑。因?yàn)樵擁?xiàng)目相對(duì)于其他項(xiàng)目有更為復(fù)雜的業(yè)態(tài)，所以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑物給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與比較，其給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)在項(xiàng)目建設(shè)中更具代表性。

項(xiàng)目建設(shè)中針對(duì)各區(qū)域部分的功能和特征的業(yè)態(tài)不同，所以在后期的設(shè)計(jì)與管理也會(huì)有較大的差異性，在此采用2套獨(dú)立的供水系統(tǒng)，只共用地下室的水箱酒店布置在最上面8層，采用地下室水箱-工頻泵組-高區(qū)避難層水箱-變頻泵組供水方式。酒店對(duì)用水的使用時(shí)間相對(duì)分散，不同時(shí)間對(duì)水量的需求也會(huì)不一樣，所以用變頻泵組供水既可以保證需求量大的時(shí)候有足夠的水量，也可以在水量需求低的事實(shí)的情況下實(shí)現(xiàn)低功率運(yùn)行，在此基礎(chǔ)下最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

2 建筑給水節(jié)能設(shè)計(jì)

高層建筑的給水節(jié)能設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑布建的核心部分，其實(shí)踐的好壞不僅會(huì)為居民用水提供較為有效地長(zhǎng)期的節(jié)能設(shè)計(jì)，更可以為水資源的高效率利用提供實(shí)踐基礎(chǔ)，在此以具體項(xiàng)目建設(shè)中的節(jié)能用水展開分析，開展從分區(qū)供水與市政管道供水兩方面要素分析，其具體內(nèi)容如下所示。

建筑節(jié)水節(jié)能設(shè)計(jì)可通過多種方式來實(shí)現(xiàn)，在該項(xiàng)目建設(shè)中包括有：分區(qū)設(shè)計(jì)、變頻泵組供水、水泵選擇等，以下就以此三種供水方式進(jìn)行分析。

2.1 分區(qū)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1.1 分區(qū)數(shù)量確定

分區(qū)供水中的分區(qū)數(shù)量確定從理論上需根據(jù)整個(gè)建筑的功能化屬性而計(jì)算，在工程實(shí)踐中所建立的分區(qū)數(shù)量越多，其系統(tǒng)化的運(yùn)行過程中對(duì)于能源能量的節(jié)約量就越多。但在工程實(shí)踐中也經(jīng)常會(huì)因?yàn)榉謪^(qū)數(shù)量設(shè)置過多，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程所造建的機(jī)房占地面積也隨之增大，同時(shí)過程中的相關(guān)管道鋪設(shè)、設(shè)備安裝等一次性的投資也會(huì)隨之增加，而在項(xiàng)目中往往會(huì)因?yàn)樵O(shè)備、管道的日常維護(hù)管理費(fèi)用多等缺點(diǎn)，而在實(shí)際的工程施工過程中往往會(huì)無可操作性規(guī)范使得整個(gè)過程的科學(xué)性得以大打折扣。在工程安裝中應(yīng)按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-2003，2009年版，）中的3.3.5條規(guī)定而及時(shí)有效地確定整個(gè)工程合理的分區(qū)數(shù)量。在實(shí)踐工程中根據(jù)該項(xiàng)目的建筑高度屬于在100m以下的高層建筑，故而在其分區(qū)數(shù)量宜控制在2～3個(gè)區(qū)，而不宜超過4個(gè)區(qū)。針對(duì)該項(xiàng)目建筑特征，在分區(qū)數(shù)量上分為地下室及裙樓1樓供水為一分區(qū)。裙樓的商業(yè)樓2樓為二分區(qū)，酒店供水為三分區(qū)。

2.1.2 分區(qū)形式選擇

在分區(qū)形式選擇方面根據(jù)建筑功能屬性不同而具有分區(qū)用水不同的水源選擇與用水差異。對(duì)于分區(qū)形式的選擇不同，其用水可分為生活用水與消防用水，在此又可將生活用水分為冷水用水與酒店熱水兩個(gè)方面。分區(qū)選擇的設(shè)計(jì)建設(shè)包含的內(nèi)容雖然較為多元，但其均是以建筑物自身的定位為核心的。在分區(qū)系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中包含有室內(nèi)給水系統(tǒng)、室外排水系統(tǒng)、室外雨水系統(tǒng)、室內(nèi)生活給水系統(tǒng)、生活熱水供應(yīng)以及室內(nèi)生活排水等諸多內(nèi)容，繼而在各子系統(tǒng)的具體布局中仍然會(huì)有較大性的建設(shè)差異。

根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)地下室及裙樓1樓設(shè)計(jì)由市政管道直接供水。裙樓的商業(yè)樓2樓及以上采用水箱儲(chǔ)水-變頻泵組供水的方式?？紤]到商業(yè)用水量對(duì)穩(wěn)定性的要求，1F由市政供水的干管，旁通裙樓商業(yè)的水泵供水管，并用倒流防止器來隔斷，以避免回流污染。

其次酒店式公寓的供水采用地下室水箱-工頻泵組-低區(qū)避難層水箱-變頻泵組供水方式。低區(qū)避難層水箱又分三個(gè)分區(qū)，最下一個(gè)分區(qū)由水箱重力供水，直接用重力水箱供水，利用高差產(chǎn)生的壓力，更加節(jié)能，沒有更多的設(shè)備，系統(tǒng)也更加穩(wěn)定。最高一個(gè)分區(qū)由變頻泵組直接供水，中間的分區(qū)由變頻泵組出水后經(jīng)減壓閥減壓后供水。此系統(tǒng)只采用一組變頻泵組，2個(gè)系統(tǒng)共用一組變頻泵組，節(jié)省了項(xiàng)目的造價(jià)。

2.1.3 供水方式選擇

供水方式的選擇主要可以分為市政供水完善的市政管網(wǎng)與市政供水不完善的市政管網(wǎng)兩種供水方式，對(duì)于地下室及裙樓1樓的市政供水設(shè)施較為完善的供水方式，供水能力往往可有效地得到市政管網(wǎng)供水保證，在此過程中可優(yōu)先實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備，其核心的供水原理是可以直接從市政供水管中吸水加壓向高區(qū)給水系統(tǒng)供水。通過這樣給水系統(tǒng)的供水過程就最大限度地利用了市政自來水管網(wǎng)壓力，降低供水設(shè)備能耗。

再者是對(duì)裙樓的商業(yè)樓2樓及以上市政供水設(shè)施的供水能力有限或不完善的市政管網(wǎng)，在實(shí)際生活中諸多城市的供水部門發(fā)文明令禁止使用管網(wǎng)疊壓（無負(fù)壓）供水設(shè)備直接從市政管網(wǎng)吸水，但在實(shí)際應(yīng)用過程中往往應(yīng)根據(jù)建筑所在地市政供水設(shè)施的具體情況而做出具體調(diào)整，如市政供水管管徑較大，水壓相對(duì)較高，而建筑進(jìn)水管管徑相對(duì)較小等，在通過當(dāng)?shù)毓┧块T論證后，有條件地采用管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備直接從市政供水管中吸水加壓向高區(qū)給水系統(tǒng)供水。在供水方式上基于商業(yè)用于與酒店公寓對(duì)用水的迫切性不同。在此項(xiàng)目中，商業(yè)1F由市政供水的干管，旁通裙樓商業(yè)的水泵供水管，以及酒店式公寓的供水采用泵組進(jìn)行供水。

2.2 項(xiàng)目市政管道供水分析

市政管道供水主要是對(duì)于高層建筑中的室外給水系統(tǒng)與室內(nèi)生活系統(tǒng)兩大部分而言，其水源供應(yīng)的穩(wěn)定與合理化設(shè)計(jì)會(huì)嚴(yán)重地影響到相關(guān)建筑物用水的穩(wěn)定性。

在市政供水過程中往往存在供水不穩(wěn)定的現(xiàn)象，其主要體現(xiàn)在因高層的結(jié)構(gòu)問題而導(dǎo)致相關(guān)功能化區(qū)域的用水需求較難滿足，在實(shí)踐的市政管道供水過程中需要根據(jù)相關(guān)樓層的用水需求與特征而需具體的用水供應(yīng)設(shè)計(jì)與分析，其需要根據(jù)各功能化區(qū)域的建設(shè)區(qū)域而有著明顯的差別，在室內(nèi)的生活供水中主要包含的是商業(yè)辦公用水、公寓用水及酒店用水等。在此項(xiàng)目中地下室以及商業(yè)樓1F及裙樓1F因其位置相對(duì)較低，并且距離食道管道相對(duì)較近進(jìn)而采取市政管道供水，不僅可保證供水的穩(wěn)定，且更具有經(jīng)濟(jì)性。

2.3 水箱儲(chǔ)水-變頻泵組供水設(shè)計(jì)

2.3.1 現(xiàn)狀及問題

高層建筑內(nèi)部的用水供應(yīng)主要是根據(jù)其區(qū)域化的功能特征而設(shè)定的，在設(shè)計(jì)中也要考慮相關(guān)功能區(qū)域的人流與用水時(shí)長(zhǎng)而詳細(xì)展開。在此之中所采用的主要供水方式為供水采用地下室水箱-工頻泵組-低區(qū)避難層水箱-變頻泵組供水方式。低區(qū)避難層水箱又分三個(gè)分區(qū)，最下一個(gè)分區(qū)由水箱重力供水，直接用重力水箱供水，利用高差產(chǎn)生的壓力，更加節(jié)能，沒有更多的設(shè)備，系統(tǒng)也更加穩(wěn)定。最高一個(gè)分區(qū)由變頻泵組直接供水，中間的分區(qū)由變頻泵組出水后經(jīng)減壓閥減壓后供水。此系統(tǒng)只采用一組變頻泵組，2個(gè)系統(tǒng)共用一組變頻泵組，節(jié)省了項(xiàng)目的造價(jià)。在此需要根據(jù)各區(qū)域化的用水特點(diǎn)展開具體分析與分析。

2.3.2 解決方案

商業(yè)及辦公的用水分析，在此地下室儲(chǔ)水50%商業(yè)日儲(chǔ)水量35噸，和25%辦公日用水量60噸加上5噸空調(diào)水量，共儲(chǔ)水100噸;一組變頻泵供商業(yè)2樓層至3樓層用水。B3樓層至1樓層商業(yè)用水平時(shí)由市政供水，另做一路旁通連接變頻泵出水，提供市政停水時(shí)供水。另一組加壓水泵供水至24樓層供水水箱，水箱儲(chǔ)1小時(shí)辦公用水量以及裙樓屋面的冷卻塔補(bǔ)水5噸，16噸。20樓層至27樓層由變頻泵加壓供水;4樓層至19樓層水箱重力供水;超壓樓層由減壓閥減壓后供水。以下為系統(tǒng)地下室及地樓的供水示意圖。

公寓的用水分析，地下室儲(chǔ)水25%日用水量150噸;通過14樓層轉(zhuǎn)輸水箱25噸送水至屋頂供水水箱;35樓層至37樓層由變頻泵加壓供水;9樓層至34樓層由屋頂水箱重力供水;4樓層至8樓層由14樓層水箱重力供水;超壓樓層由減壓閥減壓后供水。公寓高樓層水箱供水示意圖如圖2所示。

酒店的用水分析，地下室儲(chǔ)水100%日用水量140噸;水泵供水至24樓層供水水箱，水箱儲(chǔ)1小時(shí)儲(chǔ)水量10噸加5噸空調(diào)補(bǔ)水量，共計(jì)15噸。酒店客房區(qū)域由變頻泵加壓供水。酒店裙樓由24樓層水箱重力供水。因?yàn)檗k公部分和酒店部分業(yè)態(tài)不同，后期的物業(yè)管理也會(huì)不同，所以采用2套獨(dú)立的供水系統(tǒng)，只共用地下室的水箱酒店布置在最上面8層，采用地下室水箱-工頻泵組-高區(qū)避難層水箱-變頻泵組供水方式。酒店對(duì)用水的使用時(shí)間相對(duì)分散，不同時(shí)間對(duì)水量的需求也會(huì)不一樣，所以用變頻泵組供水既可以保證需求量大的時(shí)候有足夠的水量，也可以在水量需求低的要求。

在給水管材和管件的設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意生活給水管（立管、橫干管和支管）采用薄壁不銹鋼管，卡壓式連接。生活水箱全部采用符合食品級(jí)衛(wèi)生要求的裝配式不銹鋼板水箱。生活給水的計(jì)量及控制：途和收費(fèi)需求設(shè)置用水計(jì)量裝置。市政自來水引入總管分設(shè)總計(jì)量水表。室內(nèi)餐飲廚房、鍋爐房、空調(diào)冷卻塔、水景、中水貯水箱等供補(bǔ)水管上設(shè)置水表。水表均為能耗監(jiān)控用遠(yuǎn)傳水表。

3 結(jié)論

通過具體的深業(yè)南京濱江項(xiàng)目為研究對(duì)象開展相關(guān)供水建設(shè)過程中的多要蘇分析，對(duì)各特征化建筑中的用水需求進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)，并對(duì)過程中常見的問題展開分析與處理，為后其同類型問題分析與處理提供實(shí)踐性較強(qiáng)的案例分析與借鑒性案例。

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