摘要：本文主要简述了超高层建筑的给排水设计标准，通过案例分析了高层与超高层建筑的给排水优化设计。
关键词：超高层建筑；给排水；优化设计
人们物质生活水平在不断提高的同时，城市用地紧张的问题也日渐突出，使得高层与超高层建筑的施工建设均得到较大程度的发展。给排水系统是高层与超高层建筑的重要组成部分，给排水系统的设计和施工质量对建筑的整体建设质量和人们的日常生活办公具有直接影响，已经受到社会各界的广泛关注，因此，在对高层与超高层建筑给排水系统进行设计的过程中应对其中的常见问题加以注意，以确保设计方案的安全性和合理性。
一、工程概况
某工程地上56层，地下2层，其中底部4层为办公和商业裙房，5层至56层为塔搂，属一类超高层建筑综合楼，用途为办公，地下两层为配套设备用房和车库。在本建筑物旁市政道路敷设有市政给水、污水及雨水干管，可供本建筑接口，且市政给水管最不利供水压力为0.26MPa。
二、各层区给水安排设计
（1）水源。本建筑全部生活用水取自市政给水管网。从市政主管开两条DN200 的引入管接人本建筑。本建筑生活用水、消防用水分别设水表计量。消防水表后采用DN150 的给水管在本大楼室外形成环网。
（2）给水分区。选择合理的给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键，它直接关系到生活给水系统的使用效果和工程造价。根据建筑物各部分的使用功能及卫生器具对静水压的要求，采用串联并联结合方式供水。生活给水系统分为6个区。
（3）供水设备设置。地下2层水泵房内设食品级不锈钢生活储水箱两座及Ⅱ、Ⅲ区变频调速供水设备各一套。Ⅱ区变频调速供水设备同时为设置于地下二层的直饮水制备机房内的直饮水制取设备提供原水。Ⅲ区变频调速供水设备同时为设于29层水泵房内的生活转输水箱供水。生活水箱有效容积按需要二次加压生活日用水量的25％确定。29层水泵房内设食品级不锈钢生活转输水箱一座及Ⅳ、Ⅴ区变频调速供水设备各一套。Ⅳ区变频调速供水设备同时为设置于二十九层的直饮水制备机房内的直饮水制取设备提供原水。44层水泵房内设食品级不锈钢生活转输水箱一座及屋顶水箱进水泵一套。29层、44层避难层设置的中间转输水箱容积按转输流量的1min 取值。屋面水箱间设食品级不锈钢生活水箱一座，供45～56层生活用水，容积按44 层以上楼层最大时用水量Qh的50％确定。
三、超高层建筑的给排水优化设计
（一）给水系统设计
（1）给水方式的设计
针对建筑高度不超过100m 的高层建筑而言，其生活给水系统适合采用分区减压供水或垂直分区并联供水。
（2）减压方式
水点水压超压是超高层建筑设计中的常见问题，其不仅会影响用户用水，还会使洁具配件受到损坏。在给水设计中，可以采用以下几种措施：
设置减压阀。将减压阀设在分区处以下各用户支管上，其优点是维修时对用户供水影响较小，缺点是减压阀设置的数量增多，增加了工程造价；将减压阀设在立管上，立管需设在易于维修处，仅需在立管分区处设一组减压阀，以满足各用水点的水量、水压要求，但在维修减压阀的过程中会使众多用户供水受到影响，且经住户水表连接到各用水点进户支管相对较长，需穿越厅、卧室等，影响二次装修，同时也增加了工程造价。
（二）排水系统设计
（1）生活排水系统
市政排水系统和室外排水系统一般采用雨、污分流制。①餐厅和厨房的污水应进行预处理，才能通到地下室的污水处理室进行处理，再排入市政污水管网；②主楼卫生间排水方式一般采用粪、污力管和专用通气管，为了改善排水条件，可在每个卫生间合理设置器具通气支管；③消防电梯机坑中的集水井容积应≥2m3，且排水泵流量应＞10L/s。
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（2）雨水系统的设计
①阳台雨水和屋面雨水的排除设计问题
一般情况建筑的屋面雨水排除设计是按照重现期位2~5年的标准，重要公共建筑的屋面雨水排除设计是按照重现期10年的标准，在遇到超过设计强度的暴雨时，屋面雨水会在雨水管中实现满流，进而成为压力流系统；而阳台雨水不会在雨水管内满流，即形成重力流系统，若将屋面雨水和阳台雨水设计为混合排除，会导致阳台反水的问题。但在实际生活中，在雨水管内部形成压力流的几率极低，因此，在对其进行设计的过程中只需要将拐弯后的雨水管放大一号即可。
②设计侧排雨水斗应注意的问题
雨水斗前的积水深度对于雨水斗排水量的负荷程度具有决定性作用，相关规范中的雨水斗标准深为50mm，因此，为了避免屋面出现积水现象，应将雨水斗设计在屋面的较低位置处。侧排水雨水斗是一种广泛应用的雨水斗，对于其实际的排水能力未具有准确数据，因此，设计雨水斗的过程中，应根据屋面排水的实际情况，适当增加雨水斗的数量。
（三）消防给水设计
（1）系统设置。本楼建筑高度H=240.65m，H>100m，属一类超高层建筑。本设计按一类超高层综合楼消防要求配置消防设施。具体设置部位为：全楼设置消火栓系统、自动喷淋系统和建筑灭火器，变配电房设置气体灭火系统，发电机房设置水喷雾灭火系统，三层以上通高的中庭设置标准型大空间智能灭火装置。
（2）消火栓系统。①消火栓用水量。该工程为一类超高层建筑，其室内消火栓用水量40L/s，室外消火栓用水量30L/s，火灾延续时间3h。则一次火灾室内消火栓用水量为432m3，室外消火栓用水量为324m3。②消火栓系统设计。本工程室内消火栓给水系统为临时高压系统，分为上下两个大区加压供水。下区为地下2～25 层加压供水系统，由设于地下2层水泵房内的消火栓给水加压泵供水；上区为26 至屋顶机房层加压供水系统，由设于29 层水泵房内的消火栓给水加压泵与地下二层水泵房内的消火栓给水加压泵垂直串联供水。③消火栓系统设备。本工程消火栓系统设备主要包括：地下2 层：卧式恒压切线消防泵两台（一用一备）；29层：卧式恒压切线消防泵两台（一用一备）、消防水箱保证下区消火栓系统初期灭火用水；屋面水箱层：屋顶消防水箱及气体顶压式自动消防给水设备DTJO.5/10-6 型一套。提供上区火灾初期灭火用水及维持上区消火栓给水系统管网平时压力。
（3）自动喷水灭火系统。①自喷系统用水量。商业、地下车库属中（Ⅱ）危险级，自喷水量按中（Ⅱ）危险级，喷水强度8L/min•m2，作用面积160m2，流量27.73L/s，火灾延续时间lh；办公楼属中（I）危险级，自喷水量按中（I）危险级，喷水强度6L/min•m2，作用面积160m2，持续喷水时间1h，流量20.8L/s，火灾延续时间lh；办公大堂高度超过12m，设置标准型大空间智能灭火装置，每个喷头设计流量为5L/s，设计同时开启喷头数量为9个，q=45L/s，火灾延续时间为1h。综上，本工程自喷水量取最大值，即标准型大空间智能灭火装置和喷淋同时工作时，火灾持续时间1.0h，故地下室消防水池内储存自喷水量270m3。②自动喷水灭火系统设计。本工程自喷给水系统为临时高压系统，分为上下两个大区加压供水。下区为地下2～25 层加压供水系统，由设于地下2 层水泵房内的自喷给水加压泵供水；上区为26 层至屋顶机房层加压供水系统，由设于29 层水泵房内的自喷给水加压泵与地下2 层水泵房内的自喷给水加压泵垂直串联供水。③自喷系统设备选型。本工程喷淋系统设备主要包括：地下二层卧式恒压切线消防泵两台，一用一备；地下2 层主动喷水灭火系统给水泵；卧式恒压切线消防泵两台，一用一备；29 层：卧式恒压切线消防泵两台，一用一备，消防水箱提供下区喷淋系统初期灭火用水；屋面水箱层：屋顶消防水箱、增压设备。提供上区自动喷水灭火系统初期灭火用水。
（4）水喷雾灭火系统。本大楼地下1层柴油发电机房及其油箱间需设置水喷雾灭火系统。柴油的闪点为60~110℃。柴油发电机及其油箱的喷雾强度取20L/min•m2。设计流量为36.5L/s，0.5h 灭火时间。
总结
相对低层民用建筑而言，超高层建筑对给排水各系统设计的安全性可靠性要求更高，设计者可通过设计和施工中遇到的问题，不断总结和完善设计技术，达到设计安全、合理、经济的目的。
参考文献：
[1]超高层建筑给排水设计若干问题探究_李剑平
[2]超高层建筑给排水设计_曹平
[3]超高层建筑给排水设计_陈佳铭
[4]关于高层与超高层建筑的给排水优化设计_柴华
论文作者:李巍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/28
标签：消火栓论文; 雨水论文; 系统论文; 高层建筑论文; 屋面论文; 给排水论文; 水箱论文; 《基层建设》2017年第28期论文;