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超高层建筑给水排水设计

摘要:超高层建筑工程项目的出现,为给排水系统施工技术带来了一定的挑战。结合具体工程实例,对超高层建筑给排水系统技术要点进行分析,以保证给水排水管道的安全使用。鉴于此,本文根据笔者多年从事建筑设计的工作经验,简单的对超高层综合楼给水排水系统设计作出以下探讨。

关键词:超高层建筑;给水排水设计;安全;设计

引言

超高层建筑是我国城市现代化建设的集中表现形式之一,也是建筑行业施工技术进步的具体体现。通常情况下,超高层建筑由地下车库、人防工程、商业区、办公区、住宅区以及酒店等多种功能组成,建筑高度超过100m,并在40层以上。超高层建筑的高度超限,给水排水系统纵向有别于普通的高层建筑,所以要求设计人员熟悉各个系统的优缺点,并针对不同的建筑,采用相对科学的设计方案。

1生活给水系统

1.1市政直接供水系统

《城镇给水排水技术规范》(GB50788-1012)规定,城镇给水系统应满足用户用水的水压要求,且建筑给水系统应充分利用市政给水压力。因此,应根据建设单位提供的当地市政自来水24h水压报告的最低供水压力确定市政供水楼层,必要时可考虑建筑裙房建筑功能,以利于系统的简化。比如某超高层项目,裙房1~3层为商业区域,塔楼4~16层为酒店,17层以上为办公区域,市政供水压力扣除水表、倒流防止器及沿程水头损失后,能供至4层。也可预防将来城市发展后,用水量增加可能导致市政供水压力下降,市政供水可以至供至3层。

1.2二次供水

二次供水一般有两种方法,即为变频加压供水以及重力供水。超高层建筑由于竖向高于普通的高层建筑,其二次供水系统要综合各种因素考虑,包括建筑供水设备的性能、供水管材的承压情况,还应考虑到系统合理、供水安全可靠以及节能。因而,超高层建筑的二次供水系统往往采用变频加压与高位生活水箱重力供水相结合的供水方式。例如,100m以下的楼层采用变频供水系统,100m以上的楼层采用地下设备房工频泵+塔楼避难层或设备层的高位水箱供水。下一级的高位水箱作为上一级系统的转输水箱和下一级系统的供水水箱。这样划分系统的好处是,充分利用变频供水系统的楼层,同时,保证这部分系统的承压不至过高。工频泵加高位水箱供水系统只需干管采用高承压的管材,其他管材为普通压力的管材,节省工程造价,同时保证系统的安全可靠。为了防止二次污染,可在储水箱内设消毒器。

1.3噪声控制水泵的运行

一般会产生极大的噪声,超高层建筑要想做好噪声控制,一般采用两种方式。首先,将水泵的启动频率降低,这就需要做好传输水箱的容积设计。通常情况下,会采取最高上限的容积设计,使得水泵的运行噪声得到有效的控制。其次,将传统的工频泵传输水泵转变为管中泵,这种传输水泵可以直接放到传输水箱内,使得传输水箱的运行噪声得到控制。但是这种传输泵会对传输水箱产生一定的污染,因此,设计时要考虑消毒设备,保证用水水质,并能够在使用的过程中,定期对传输水箱进行清洗。

1.4室外给水系统

在超高层建筑中,室外绿化给水系统设计同样十分重要。在国家提出生态建设的背景下,超高层建筑室外绿化给水系统通常会采用绿色环保的雨水回收使用系统。在降雨的过程中,地表雨水的水质已经受到了极大的污染,不符合雨水回收利用标准,因此,多会对屋面雨水进行回收利用。当然屋面雨水也不能保障其水质百分之百干净、优良,因此,会采用生物处理方法及沉沙处理方法,对其水质进行处理,最后达到室外绿化给水的要求。

2消防给水系统

超高层建筑中的消防给水系统设计同样十分重要。由于超高层建筑的特殊性,其一旦发生严重的火灾,消防工作的难度非常的大,因此消防给水系统的科学化建立就显得极为关键。通常情况下,超高层建筑在构建消防给水系统时,会通过市政给水建设,引用两条及两条以上的给水管,在建筑工程项目中的场地内部形成一个系统的给水环网[1],保障其室外消防用水量。超高层综合楼的室内消防给水系统的建立一般有采用三种方式,分为并联、串联以及重力给水。

2.1并联消防给水系统

在超高层建筑中设置一套消防水泵称之为并联消防给水系统。这种消防给水系统在超高层建筑的高低区需要设置减压阀组,从而实现不同分区的消防供水。结合《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)对系统分区压力的要求,当系统工作压力不大于2.4MPa且能满足消防车的供水高度时可以采用并联消防给水系统。并联消防给水系统设备集中设置于底层,节省避难层面积,同时减少噪声的影响,但是水泵的扬程和管道的承压能力较高。

2.2串联消防给水系统

串联消防给水系统是指在超高层建筑的不同分区中,设置独立的消防水泵,利用上下级的控制水泵措施,使得水泵向超高层建筑的管网供水。当系统工作压力不大于2.4MPa时,宜采用串联消防给水系统。这种消防给水系统较为复杂,工作程序较多,但是其供水压力低,可以保障管网的安全,降低发电机组的压力,使得超高层建筑对设备的投资成本降低。

2.3重力供水系统

重力供水系统是指将消防水池设置在超高层综合楼的楼顶,可以有效避免因为火灾发生造成机械故障、延迟消防救援时间的发生。这种消防给水系统的安全性最高,但是其对超高层综合楼的荷载要求随之增高。因此,这种方式一般适用于250m以上的超高层建筑。

3污水系统

污水系统是超高层建筑不可避免的排水系统。超高层建筑在排出污水的过程中,从高处往地下降落时会对超高层建筑的污水排水管道造成极大的影响。因此,超高层建筑在设计污水排水系统时,要重视污水排水管道的质量,选择一些承压性能佳的金属管道材料,并且要控制管道线路的建设质量,增加一些减缓冲击压力的设备装置,降低超高层建筑底下层数污水排水管的管内流速,减缓污水冲击对管道造成的压力。

4雨水系统

雨水系统设计的安全性对超高层建筑的影响极大。一旦发生大面积的降雨时,而超高层建筑的雨水排水系统的设计考虑得不充分,就很容易造成雨水堆积、渗漏等现象,对超高层建筑的负面影响极大。因此,要重视雨水排水系统的设计,必须采用高质量、耐腐蚀的排水管材。通常情况下,雨水排水系统采用重力设计方法,这种方法虽然加速了雨水的排水流量,但是一旦出现特大降雨天气,降雨量远远超过雨水排水系统的设计排水能力,雨水排水管道的压力就会增大、破裂。因此,要调查当地的降水情况,选择高质量、耐腐蚀的金属管材,从而提高雨水系统的设计质量。

5结论

社会各行业领域对超高层建筑给水排水系统设计的要求不断提高,因此,应积极对超高层生活给水系统、消防给水系统以及污水系统、雨水系统的设计进行分析,总结具有针对性的设计要点,从而提高超高层建筑的给水排水系统的设计质量。

参考文献:

[1]邵林广,陈娟娟,游相军.超高层综合楼中联新华府给排水及消防设计[J].工程建设与设计,2012(6):109-114.

作者:梁宇干 单位:厦门华旸建筑工程设计有限公司

 

  发布时间:2017/8/14 8:45:21  阅读人次