給排水工程設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)控制與探討

【摘要】建筑高度的增加不僅給給排水工作帶來了諸多困難，同時也給消防工作帶來不便，完善發(fā)展超高層建筑給排水系統(tǒng)功能已成為超高層建筑的關(guān)注重點(diǎn)。本文通過研究當(dāng)前建筑給排水設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及存在的問題，展開具體的論述，對于做好超高層建筑的供水排水設(shè)計(jì)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】建筑；給排水設(shè)計(jì)；要點(diǎn)控制

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速健康發(fā)展，建筑業(yè)和建筑技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。高層和超高層建筑的發(fā)展既解決了城市人口擁擠造成的居住及工作環(huán)境問題，同時還極好的緩解了緊張的城市用地壓力，所以說超高層建筑的普及是順應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的大勢所趨。但是隨著建筑高度的增加，也出現(xiàn)了一些問題，尤其是給建筑給排水設(shè)計(jì)帶來了諸多困難。另一方面，超高層建筑越來越多，而相關(guān)的給排水方面的規(guī)范條文相對滯后，為了適應(yīng)超高層建筑的給排水設(shè)計(jì)要求，加強(qiáng)對超高層建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)控制與研究則尤為重要。本文就目前建筑給排水設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容出發(fā)，重點(diǎn)論述超高層建筑在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要點(diǎn)控制，及應(yīng)該注意的問題，為提高超高層建筑給排水方面的功能提供幫助，確保辦公、生活用水、消防用水的充足等，具有非常重要的意義。

2 建筑給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)控制與研究

目前我國經(jīng)濟(jì)水平和建筑技術(shù)的發(fā)展，以及城市人口擁擠等帶來的問題日益顯著，使得建筑逐步向高層、超高層方向發(fā)展，超高層建筑已日益成為衡量城市發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

1972年美國召開的國際建筑會議上明確指出超高層建筑是指樓層數(shù)在40層以上或者建筑高度大于100m的高層建筑。在《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中要求，除去面積小于5.0平方米的衛(wèi)生間、廚房和不宜用水撲救的部位外，均應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。現(xiàn)階段超高層建筑給排水設(shè)計(jì)中需要注意的關(guān)鍵在于供水方式的選擇，中間轉(zhuǎn)輸水箱的計(jì)算，以及消防給水和排水系統(tǒng)。

2.1 選擇合適恰當(dāng)?shù)墓┧绞?/p>

超高層建筑一般選擇變頻供水和重力供水相結(jié)合的供水方式，每隔15層會設(shè)置一個避難層兼設(shè)備層，并設(shè)置中間轉(zhuǎn)輸水箱。通常每30層還可設(shè)計(jì)一個大區(qū)，在每一大區(qū)進(jìn)行分區(qū)設(shè)置，概括為兩種方法，其一是將每個大區(qū)分為4個小區(qū)，在其中均設(shè)置一臺變頻泵，向上供水；第二種就是將大區(qū)分成兩個小區(qū)，然后設(shè)置變頻泵，向上15層供水，同時利用重力向下15層供水。第一個大區(qū)一般設(shè)置在地下室，不用向下供水，中間轉(zhuǎn)輸水箱即高位重力水箱，可以保證每個用水水壓在正常的壓力范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)輸水箱通過控制水位來實(shí)現(xiàn)供水，而變頻泵是使用壓力自動控制功能實(shí)現(xiàn)供水的。中間轉(zhuǎn)輸水箱僅設(shè)置在大區(qū)內(nèi)，這就有效的降低了占地面積。30層的建筑管材設(shè)備承壓在1.5～2.0Mpa之間，現(xiàn)階段采用的設(shè)備和技術(shù)都可滿足此承壓要求。對于一些供水壓力要求較高的酒店、賓館等，為避免出現(xiàn)供水忽冷忽熱的現(xiàn)象，一般在屋頂設(shè)置供水箱借助重力供水較為合理，而造成的二次污染問題則由物業(yè)管理來解決。因酒店、賓館等用水變化較大，如采用變頻供水，則會造成能源無法充分利用，因此，一般情況下超高層的酒店、賓館建筑可采用屋頂水箱重力供水方式。

目前給水設(shè)計(jì)中為了避免設(shè)置高位水池帶來的二次污染，常采用變頻調(diào)速供水設(shè)備給生活給水系統(tǒng)加壓，這也是為了在此環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在選擇變頻設(shè)備時，要注意主泵的的流量不宜過大。生活給水系統(tǒng)的豎分區(qū)要劃分合理，這也是實(shí)現(xiàn)變頻設(shè)備節(jié)能的重要原因，如分區(qū)內(nèi)層數(shù)較多，變頻設(shè)備的設(shè)計(jì)流量加大，在用水量較小的情況下，水泵的負(fù)荷將會增加，還會因?yàn)榉謪^(qū)內(nèi)系統(tǒng)壓力過高，耗能也相應(yīng)增加。

2.2 計(jì)算準(zhǔn)確的中間轉(zhuǎn)輸水箱的容量

超高層建筑中通常采用中間轉(zhuǎn)輸水箱來進(jìn)行供水，它包括消防轉(zhuǎn)輸水箱和生活轉(zhuǎn)輸水箱。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水》（2009）中規(guī)定，消防中間轉(zhuǎn)輸水箱容積計(jì)算，當(dāng)使用串聯(lián)水泵轉(zhuǎn)輸時，中間轉(zhuǎn)輸水箱既是上區(qū)輸水泵的吸水池，也是本區(qū)消防給水的屋頂水箱，儲水容積按照15-30min的消防設(shè)計(jì)水量來計(jì)算的話，不宜小于60立方米。假如超高層建筑消火栓用水量為60L/s，自動噴水用水量為50L/s，那么中間轉(zhuǎn)輸水箱的容積=（60+50）×10×60+（60+50）×5×60=99000L，其中10min的水量為屋頂水箱水量，5min為上區(qū)輸水泵的吸水池水量，如果存在其它用水，消防系統(tǒng)則把有可能在火災(zāi)時啟動的消防系統(tǒng)的水量疊加，得到的結(jié)果就是中間轉(zhuǎn)輸水箱的容積。

《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（2010）中對生活給水系統(tǒng)水量是這樣規(guī)定的，中間轉(zhuǎn)輸水箱的轉(zhuǎn)輸調(diào)節(jié)容積宜取5-10min轉(zhuǎn)輸水泵的流量。生活給水系統(tǒng)中中間轉(zhuǎn)輸水箱也有兩個作用，第一是作為中間轉(zhuǎn)輸水箱上區(qū)加壓水泵的吸水井，為上區(qū)水泵提供3-5min的用量；第二是為下區(qū)傳輸泵調(diào)節(jié)容積。第二個作用滿足了初級水泵啟動次數(shù)不大于六次每小時調(diào)節(jié)水量的要求。比如當(dāng)采用變頻供水系統(tǒng)時，上區(qū)水泵流量為6L/ s，轉(zhuǎn)輸水泵的流量為6L/s，那么中間轉(zhuǎn)輸水箱的容積就是6×5×60+6×10×60=5400L。當(dāng)采用重力供水系統(tǒng)時，中間轉(zhuǎn)輸水箱也是有兩個作用，一是作為上區(qū)水泵的吸水井；二是要有一定的調(diào)節(jié)容積來存儲本區(qū)用水，這一部分的容積按照重力供水區(qū)最大用水量的50%計(jì)算。最后將吸水井的容量和調(diào)節(jié)容積相加就是整個重力供水系統(tǒng)的中間轉(zhuǎn)輸水箱的容積。

2.3 設(shè)計(jì)可靠的消防給水系統(tǒng)

提高消防給水系統(tǒng)的可靠性是高層及超高層建筑火災(zāi)自救的關(guān)鍵，因此對于超高層建筑在條件許可的情況下最好每個獨(dú)立分區(qū)都設(shè)置加壓設(shè)備，同時減少減壓閥，以增加系統(tǒng)的可靠性。《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中明確規(guī)定消防給水在一定的條件下設(shè)置水泵接合器，并且要設(shè)置于消防水車供水壓力范圍內(nèi)的分區(qū)中。在采用串聯(lián)模式的給水方式下，上區(qū)由下區(qū)水箱抽水供給，就在下區(qū)設(shè)置水泵接合器供全樓使用。但是與此相矛盾的是，在《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確給出，當(dāng)水泵接合器的供水能力無法滿足最不利點(diǎn)處作用面積的流量和壓力要求時，當(dāng)采用增壓措施，并且消防局依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定消防車供水能力接近極限的部位設(shè)置接力設(shè)施。所以說超高層建筑消防給水設(shè)計(jì)中是否設(shè)置水泵接合器存在疑問，并沒有一個可靠的答案。從消防安全方面來講，噴淋系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置水泵接合器，在室內(nèi)水泵出現(xiàn)問題或者室內(nèi)消防用水不足的情況下，水泵接合器可從外部取水輸送至給水系統(tǒng)中。為了解決高區(qū)水泵接合器的設(shè)置問題，可備用柴油泵來應(yīng)對特殊時期。

2.4 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是水氣混合的問題，考慮到排水對管材的損害以及水氣混合對衛(wèi)生器具水封穩(wěn)定的破壞，在排水設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格按照以下進(jìn)行設(shè)計(jì)：第一，嚴(yán)格的水力計(jì)算，限定最大流量值；第二，為降低水流對管材的損害，每隔一段距離就要設(shè)置耗能裝置；第三，為保證空氣流通設(shè)置專用通氣管，保持排水管路里外壓力一致。

3 結(jié)束語

超高層建筑的特殊性決定了給排水設(shè)計(jì)的難度，在設(shè)計(jì)過程中要全面考慮各種因素。本文基于實(shí)踐總結(jié)，從給水方式的選擇、轉(zhuǎn)輸水箱的計(jì)算以及消防給水和排水設(shè)計(jì)等要點(diǎn)控制進(jìn)行了詳細(xì)的研究，在一定程度上為超高層建筑的給排水設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和幫助，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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