某國際中心商務公寓給排水設計

李素清 曾國安

摘 要：商務公寓由兩棟塔樓組成，一棟81層，高300m；一棟75層，高265m。本文介紹了給水、消防、排水及雨水系統的設計。并對設計中生活給水系統的選擇、消防給水系統的選擇、中間轉輸水箱的設計計算、給排水管材、閥門的選用、排水消能措施進行了總結說明。

關鍵詞：商務公寓；系統選擇；轉輸水箱

中圖分類號：TU972.8文獻標識碼：A文章編號：2095-7394（2015）04-0005-05

1 工程概況

本項目位于南方沿海地區，是以商業、公寓、酒店為主的超高層綜合性建筑。項目于2008年開始設計，2013年底工程竣工。項目總建筑面積為51萬m2，由兩棟公寓、一棟五星級酒店、商業裙房和地下室組成。其中商務公寓塔樓A座81層，高300 m；商務公寓塔樓B座75層，高265 m。酒店塔樓24層，高99 m。地下共4層，包括商業、酒店后勤區、停車場、設備用房、人防工程。1～2層為裙房商業，3層及以上為塔樓部分。本文主要闡述商務公寓的給排水系統設計。

2 給水系統

給水水源為市政自來水，兩路進水。最高日生活用水量1 600m3，地下四層設350 m3生活水池。

本工程生活給水采用市壓供水、水泵屋頂水箱供水與變頻供水相結合的給水方式。供水分為4個區，具體詳見圖1。

圖1 給水系統原理示意

3 消防系統

消防系統按一類超高層綜合樓設計。建筑物各層均設有室內消火栓及濕式自動噴水滅火系統。配電室、通訊機房等采用七氟丙烷氣體滅火。

商務公寓按照產權單獨設置消防水池及泵房。消防水池設置于地下4層，總容積為560m3，其中包括3小時室內消火栓消防用水量、1小時自動噴水滅火用水量（不貯存室外消防用水量，室外消防用水量由市政水直接供給）。公寓A30層、A60層、B30層分別設有中間消防轉輸水箱，容積均為85m3，公寓A、B屋頂分別設18m3消防水箱。

3.1 室外消防系統

室外消防水量30L/s，按規范整個地塊紅線范圍內設置5個室外消火栓。

3.2 室內消防系統

設計室內消防水量為40L/s，充實水柱為13m。公寓A室內消火栓給水系統垂直分為7個區，公寓B室內消火栓給水系統垂直分為6個區，詳見圖2。公寓A30層、A60層、B30層消防中間轉輸水箱的容積為85m3（按下段消防初期水量18m3，上段15min轉輸容積67m3累加考慮）。

江蘇理工學院學報第21卷

第4期李素清 曾國安：某國際中心商務公寓給排水設計

圖2 消火栓系統原理示意

3.3 自動噴水滅火系統

設計自動噴水滅火水量為34L/s，自動噴水滅火給水系統垂直分區詳見圖3。

圖3 自動噴水滅火系統原理示意

4 排水及雨水系統

排水系統采用雨、污分流制，雨水和污水分兩個系統排出。污、廢分別設立管排水，污水排放量約為1 395m3 /d。糞便、盥洗等生活污水經化糞池處理后排入市政污水管網。塔樓屋面雨采用重力排水系統。雨水設計重現期采用10年并按50年設溢流設施；室外雨水設計重現期采用3年，道路設雨水口；屋面和室外雨水收集后經室外雨水管網排至市政雨水管網。

5 設計總結

5.1 生活給水系統的選擇

超高層建筑裙樓部分一般面積較大，餐飲及大樓配套部分均設于此，因此，用水量較大，為減少避難層水箱容積，同時，為避免生活水箱的二次污染，建議采用變頻給水。本工程由于裙樓1～2層采用變頻給水，3層用水量相對較小，故仍采用水箱給水。重力供水與變頻供水的節能性在學術界存在較大的分歧，目前為止沒有國家性的法規及權威資料表明哪種供水方式更利于節能。本項目為高檔商務公寓，對壓力的穩定性要求較高，為避免變頻加壓供水出現的壓力不穩，本項目采用水箱重力供水。屋頂水箱設為2個，可定期清洗，并對水箱出水加設紫外線以避免水箱二次污染；另外，公寓用水特點是用水變化較大時，變化系數為2.5，如采用變頻水泵給水很難與實際用水曲線吻合，水泵不能保證高效運行。因此，住宅的超高層建筑一般采用重力水箱供水。水箱供水的意義還在于可以不間斷供水。

5.2 消防給水系統的選擇

消防給水系統按照壓力通常分為常高壓制和臨時高壓制，結合我國目前已建和在建的超高層建筑來看，各種方式均有應用（見表1）。[2]

重力式常高壓系統的優勢在于無論平時還是在火災時，系統一直處于壓力狀態，無須火災時再啟動水泵，對整個消防系統來說是有利的。但在建筑物的頂部的設備層需要儲存全部的消防用水同時中間設備層設減壓水箱，這要看結構從荷載的角度出發是否有條件在屋頂設置儲存全部消防用水的消防水箱[3]。東南大學劉焱將MATLAB優化 工具箱應用于消防給水系統AHP模型求解，得出了較為準確的結果，建筑高度大于150m的超高層，則水泵直接串聯的供水方式最為經濟可行，水箱串聯方式略為次之，減壓閥式不夠安全，應盡量避免使用[4]。結合實際情況，本工程采取了臨時高壓水泵供水、中間避難層設置轉輸水箱的方案。

5.3 中間轉輸水箱的設計計算

超高層中間轉輸水箱的設計含消防轉輸水箱及生活轉輸水箱的設計。消防中間轉輸水箱按《全國民用建筑工程設計技術措施》給水排水（2009年）7.4.2.2.c中規定：“采用水泵轉輸串聯時，中間轉輸水箱同時起著上區轉輸水泵的吸水池及本區消防給水屋頂水箱的作用，其儲水有效容積，按15～30min的消防設計水量經計算確定，并不宜小于60m3”。一般超高層建筑消火栓水量取40L/s，自動噴淋取30L/s，則中間轉輸水量容積V=（40+30）×（10+5）×60=63 000L，其中10min為本區屋頂消防水箱的水量，5min為上區水泵吸水池的水量。為安全起見，本工程采用的是下部18m3消防水箱容積加上部15min消火栓泵流量。對于生活轉輸水箱的容積最小應為30min低區供水最大小時用水量（下區采用變頻供水的除外）加10min上區轉輸泵的流量之和。本項目考慮到安全性，生活轉輸水箱的容積按60min低區供水最大小時用水量（下區采用變頻供水的除外）加20min上區轉輸泵的流量之和計算。

5.4 給排水管材、閥門的選用及給水系統減壓閥失效后的安全措施、排水消能措施

本篇提到的管材主要是給排水主立管管材，其他各分區樓層管材同其他高層建筑無異。本工程為高檔公寓，給水主管采用銅管。對于工作壓力大于等于1.2MPa的消防鍍鋅管材采用厚壁，其他工作壓力小于1.2MPa消防管道采用普通鍍鋅鋼管；污水管主立管一般采用柔性抗震排水鑄鐵管；塔樓雨水主立管一般采用涂塑鋼管。

閥門的選用必須與其相應供水壓力相匹配。給水系統的閥門，尤其是系統下部的閥門，其公稱壓力等級應當根據系統工作壓力、試驗壓力來確定。如果系統未設安全泄流裝置，則還應當考慮水錘的因素。

由建筑高度引起的勢能如何消除，雨水和污水立管的消能在超高層建筑中應足夠重視，在工程上一般每隔一段距離設置乙字彎（如每個避難層設2個乙字彎）或隔一定樓層（約100m高左右）進行立管位置轉換，通過橫管來消除勢能，并在管道拐彎處加強固定。同時，污水主立管設專用通氣管也能釋放排水管系中的正壓及負壓危害，提高排水立管的排水能力。[3]

5.5 本設計的不足之處

（1）未能充分利用市政壓力，公寓裙樓1～2層均由變頻供水。

（2）本公寓為超高層建筑，側墻建筑面積大，裙房雨水未能回收利用。

參考文獻：

[1]袁長標，張昭杰，翟瑞華.超高層建筑設計中幾個問題的思考[J].給水排水，2009，35（9）：90-93.

[2]王學良，李洋.超限高層建筑消防給水系統設計特點探討[J].給水排水，2007，33（10）：97-100.

[3]周林森，席鵬鴿，吳宗俊，等.空中華西村給排水設計[C].第二屆亞洲節水會議暨第二屆中國建筑學會建筑給水排水研究分會第一次會員大會暨學術交流會論文集，2012.

[4]劉焱，賀墨梅.超高層建筑消防給水系統的優化[J].給水排水，2008，34（增刊）：95-98.

Plumbing System Design of the Residence Du Commerce in an International Center

LI Su-qing，ZENG Guo-an

（A+E Design Co.，Ltd，Shenzhen 518031，China）

Abstract：The Residence Du Commerce is composed of two towers，one 81 stories，300m high；another 75 stories，265m high.This paper introduces the design of the systems of this buildings cold water supply，firefighting，sewer and stormwater drainage.Also it summarizes the selections of systems of living water and firefighting water supply.The calculation of the intermediate transfer tanks，pipe and valve，the measure of energy dissipation of drainage system have been discussed in the design.

Key words：Residence Du Commerce；system selects；transfer tank

責任編輯 張志釗