超高層建筑給排水設計探討

文/余鴻 六安市自來水公司 安徽六安 237000

《民用建筑設計通則》（GB50352-2005）第2.1.2條明確規定了高層建筑的定義：高度超過100米的建筑物是非常高的建筑物，內部供水的高度一般也是100米，沒有絕對的系統分離標準。高度約為100米高層建筑的設計必須注意供水和排水處理。

1、超高層建筑中給排水設計體系

1.1 超高層建筑中生活的給水體系

由于高層建筑的高度與其他建筑物無法比較，因此高層建設的供水設施會比其他的建設地增加很多。因為供水設施安裝的嚴重性，所以對供水和排水系統有關的機械設備要求相對較高，同時對建筑設計的需求也在增加。在高層建筑物中因為高壓供水的壓力不夠，高度不符合壓力要求，造成管道質量必須提高，當然也不節能，所以高層建筑必須分區分壓供水。因此，我們常用無負壓疊壓供水方式，在疊壓自來水本身壓力的情況下，能根據用戶用水量的變化來調節水泵轉速，使水泵始終在高效區，節能節電效果顯著。這可以說是滿足高層用戶正常用水，最好的節能高效方式。

1.2 超高層建筑中雨水體系

降雨是高層建筑排水系統中非常重要的一部分，雨水解決方案可能是高層建筑最重要的排水問題。與其他家庭或工業用水不同，雨水是無法控制的，由于無法控制意外降水，這對建筑中雨水排出系統是非常有害的。對于非常高的建筑物，應該考慮如何充分利用雨水解決供水問題，項目設計也應該包含明確的排水和衛生供水系統規則。在這方面，排水方法的安全和排水設計的有效是相對清楚和具體的。在規則中，大型公共建筑屋頂上的排水施工會考慮如何再利用。在10年內，雨水收集工程的總能力應該是保證屋頂供水設施使用壽命超過50年。當然，雨水量不是高層建筑唯一要考慮的問題，由于雨水的收集度較高，所以這個問題是與建筑供、排水效率直接相關的最重要因素之一。

2、工程實例

2.1 項目概況

六安恒大小區綜合樓建筑高度40層，這類建筑的主要用途是商場、酒店、住宅、餐廳和各類辦公。用地總面積7,100.5平方米，總建筑面積77,839平方米。該建筑的地面面積為59 601平方米，地下建筑區面積為17388平方米，主要地區高116.70米，地面有37樓，地下有3樓。

廢水處理和排水系統項目主要是在屋頂，其中包括了中型供水系統、滅火系統（包括智能主動噴水滅火系統）、空調冷卻水系統等。

2.2 給水設計

觀察有關建筑物的經濟和技術指標，并根據以下數值計算數量：

（1）居住人數為700人，標準用水量為168升/人，水的使用時間為24小時，變異系數為2.5。

（2）商業和客戶人員，正常用水量2l/m2大堂面積＊天，活動面積5000m2，用水時間12小時，時間變異系數1.5。

（3）員工人數1200人，用水量16.67升/人，用水時間10小時，變異系數1.5.

（4）會議參加人數為300人，水消費量為每人2升，用水量為4小時，變異系數為1.5。

（5）參加人數為800人，標準用水量為38升/人，用水量為12小時，變化率為1.5。

（6）飲用水塔，1.5%可循環使用，水循環1000噸/小時，用水10小時。

（7）無法預測總用水量的10%作為指導。

總耗水量：452.0噸/天，最大耗水量：47.1噸/小時。

該項目的主供水為市政DN300球墨管進入地下泵房，小區鋪設DN200環狀管網布置消火栓。依據建筑住宅各部分的使用功能及衛生器具對靜水壓的要求，本工程決定選擇串聯并聯相結合的方式進行供水。該項目的供水系統分為五個區，從地下到地面五層是市政水直供；六至十二層為低壓；十三至十九層為中壓1；二十至二十六層為中壓2；二十七至三十三層為高壓；三十四至四十層為超高壓。泵房供水系統應充分利用市政供水管網壓力。泵組內各泵并行運行、增壓擴流時，不僅應考慮控制單臺泵的高效運行狀態，同時還要考慮并網后泵組的高效狀態。系統設計時應充分考慮泵、電機以及變頻器等設備的運行參數相互匹配，保證其運行均處于各自的高效工作運行區域內并能保持穩定工作。采用氬弧焊方式連接管道，高區供水管道選擇加厚的不銹鋼管。高區供水設備可選擇進口水泵，并對水泵的相關技術參數指標進行準確計算。將水力控制閥和水錘消除器應用于分區壓力超過60米的供水設備，而對于分區壓力超過100米的供水設備，則要求安裝泄壓閥。

2.3 排水設計

基于重力傳遞原理，在超高層建筑排水系統中產生的重力勢能會破壞排水管系統，并對較高或低樓層的水封形成產生影響。解決措施：為降低水流下降速度，從頂層起每間隔6層安裝一套消能裝置，避免由于水流的沖擊對管道系統形成的破壞。通過正常的水力計算，確保排水立管維持在等速水膜流。將具有柔性接口機制的排水鑄鐵管和管件應用于室內排水管以及通氣管，壓力排水管選擇焊接鋼管，地下室管道鋪設采用明管，其余均為暗裝管道。將來自室內的廢水直接排放到外面，排水系統首先是將水經過排水箱得到凈化，然后流入城市污水處理系統，具體是廢水收集經過地板上的化糞池，然后送到外部排水管道進行凈化，然后排入城市污水。排水系統分為三個區域分別是地下為第一區、第一層至第四層形成第二區域、五層或更多層是第三區域，每個區域分別組裝并在重力影響下從室外空間排出污水。經過排水箱清洗后，流入相鄰的排水管（廚房排水系統用油分離處理），排水管設計采用柔性離心排水管和加強不銹鋼夾。該管道具有高阻力和良好的降噪性能，界面彎曲和抗沖擊都很強，具有高效的優點。

結語：

非常高的建筑用水和排水系統設計是一個非常重要的問題，其設計要求嚴格，絕不可馬虎。同時，隨著人們的知識水平越來越高，已經有很多人開始關注這一部分，因為這些問題都關系到建居住者的日常生活。從工程角度來看，該設計需要大量的規定和標準，如果不努力為人們提供更好、更安全的生活條件，那么就會導致企業發展受阻，所以必須保證人們對供水和排水設施的滿意。