摘要：本文结合笔者多年的工作实践经验及实例，介绍了联投中心给排水及消防系统设计概况，并就超高层建筑给水系统设计及消防给水方式，以及商业预留等设计体会进行总结。
关键词：生活串联分区供水；消防串联供水；雨水收集；配件；管道连接
1、工程概况
本项目规划总用地面积约33153.18平方米，规划总建筑面积约为：地上建筑面积为201443.37平方米，地下45542.36平方米，主要由1栋42层的超高层带商业的办公主楼A（建筑高度188.9米，设有2个避难层），1栋24层的高层办公主楼B（建筑高度99.6米），4栋4层商业楼CDEF以及集中地下车库组成。其主要功能为甲级写字楼以及餐饮，大型商业等。
本项目室内给排水系统及消防系统主要包括室内给水系统、雨污废水排放系统、雨水收集系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、大空间智能灭火系统，水喷雾系统及灭火器配置。
2、给水系统
2.1水源
采用市政给水管网作为基地水源，水压约为0.35Mpa，从成都路、岷江路进水，由两条市政给水管网分别引入两条DN300mm市政给水管。
2.2系统设计
2.2.1生活用水储水量
办公主楼A、办公主楼B分别设储水池（食品级不锈钢材质）于地下二层生活水泵房。生活用水总储水量为不低于最高日用水量的35%。其中地下二层储水池储水量为不小于最高日用水量的25%，高位生活水箱储水量不小于最大小时用水量的50%。
2.2.2给水流程
生活用水系统采用分区供水。室内给水系统竖向分区如下：
（1）办公主楼A：
属于超高层建筑，地下二层~六层：市政给水管网直接供水。七~十层：地下水泵房设生活水泵，由地下储水池提升至第一避难层中间转输水箱后直接供水。十一层~二十五层：地下水泵房设生活水泵，由第一避难层转输水箱提升至第二避难层中间转输水箱后直接供水或经减压阀供水。二十六层~三十九层：由第二避难层转输水箱提升至屋顶生活水箱后直接供水或经减压阀供水。四十层~四十二层：由屋顶变频加压设备直接供水。
（2）办公主楼B：
100米以下高层建筑，地下二层~六层：市政给水管网直接供水。七层~二十一层：地下水泵房设生活水泵，由地下储水池提升至屋顶后直接供水或经减压阀供水。二十二层~二十四层：由屋顶变频加压设备直接供水。
（3）地下车库及商业楼CDEF
由市政给水管网直接供水。
（4）所有生活水箱均采取消毒措施，采用外置式水箱自洁消毒器。生活用水经消毒后供应至各层。
3、生活排水系统
3.1排水体制
采用雨水、污水分流制
3.2生活排水量
每日排水量按生活用水量90%计算，需扣除绿化浇灌用水。
3.3生活排水方案
本项目2栋塔楼（办公主楼A，办公主楼B）的生活排水分为污水和废水两个系统，商业CDEF和地下车库为污废水合流系统。所有室内污废水直接排入室外检查井，再排入化粪池然后市政污水管网。地下室卫生间的污废水排入地下室集水井，再经潜污泵提升，排入室外检查井；潜污泵采用大通道、无堵塞泵，并设自动搅拌装置。停车库废水经隔油处理后再经潜污泵提升，排入室外检查井。
3.4污废水局部处理
厨房废水经隔油设施处理，设2套隔油设施，位置在地下二层。
4、雨水排水系统
4.1屋面雨水
本工程屋面雨水采用虹吸雨水排水系统，办公主楼A、办公主楼B采用地区50年暴雨重现期设计；商业楼CDEF采用10年暴雨重现期设计、计算系统排水能力。虹吸系统屋面总汇水面积为13447平方米。
4.2室外场地雨水
室外场地雨水重现期为10年，降雨强度q=534L/（S*hm 2），径流系数取0.9.，总汇水面积为33153m 2，设计流量约为1593L/S.
4.3雨水排放方案
办公主楼A，办公主楼B屋面雨水采用内排水方案，雨水收集后经室外检查井排放至周围市政雨水管网。商业楼CDEF屋面雨水收集后，经雨水管输送至雨水机房处理后回收利用，用于绿化及道路浇洒。
5、雨水收集
商业楼CDEF雨水及场地雨水收集后，对初期雨水作弃流处理，后期清洁雨水收集至地下蓄水池，过滤及消毒之后用于室外绿化浇灌。系统流程：雨水收集—预处理系统—雨水蓄水池—泵提升—压力滤池—清水池（消毒）—绿化用水，道路浇洒。雨水回用系统就地收集利用，满足绿化，浇洒用水，节约资源、节能，投资少，见效快，符合高效低耗的要求。雨水机房面积150m 2，位于地下二层，雨水蓄水池按120m 3 考虑。雨水处理装置按10m3 /h处理能力考虑。
6、消防系统
本项目同一时间火灾次数为1次，采用1组消防泵房服务整个区域。
6.1消防用水量
6.2消防水池
消防水池取分2格，总容积680m3。另在各塔楼的顶层分别设置1个容积为18m3 独立使用的高位消防水箱，以供高消防分区火灾初期消防用水及系统稳压。为防止管网压力过大，办公主楼A的第二避难层设中间水箱，容积为80m 3。
6.3室外消火栓系统
地上式室外消火栓沿消防车通道设置，间距不大于120m。基地内共设7套DN150室外地上式消火栓。室外消火栓供水系统在基地内行成环网，直接由市政管网供水。
6.4室内消火栓系统
采用临时高压系统，串联给水方式，办公主楼A，办公主楼B屋顶分别设屋顶消防水箱，贮存18m3 的消防用水量，办公主楼A的第二避难层设中间转输水箱，容积为80m3。低区室内消防用水由消防泵组加压供给，高区室内消防用水由低区消防泵组+中间消防水箱（80m3）+消防转输泵串联加压供给，消防泵设在地下车库消防水泵房内，按水泵的供应范围分为高低两区，同时为保证系统静压不超过1.0Mpa，高低区利用可调式减压阀再做如下分区：低区分为：商业楼CEDF，地下车库，办公主楼A，办公主楼B的1~9层为低1区；办公主楼A的10~22层为低2区；办公主楼B的10~24层为低2区；高区分为：办公主楼A的23~31层的为高1区；办公楼A的32~42层为高2区；办公主楼A消火栓系统每根立管流量最小流量为15L/S，消火栓充实水柱不小于13米。办公主楼B消火栓系统每根立管流量最小流量为15L/S，消火栓充实水柱不小于10米。消火栓系统栓口动压超过50mH2O的部分，采用减压稳压消火栓。地下二层消防泵房设有低区消火栓泵2台，高区消火栓泵2台；低区喷淋泵2台，高区喷淋泵2台，分别供低区，高区消火栓系统用水。办公主楼A在第二层避难层设消火栓转输泵2台，与水泵房高区消火栓泵同步运行（联动）。办公主楼A，办公主楼B各设一套稳压设备。
7、自动喷淋系统
7.1设置部位
除下列房间机场所外，所有楼层设置自动喷水灭火系统：
（1）不宜用水扑救的电器房间。
（2）已设置气体灭火系统的房间如电信机房、计算机房等。
（3）封闭楼梯间，小于5m2 的卫生间，小于3m2 的电缆竖井及管道
竖井。
7.2设计参数
办公，商业喷淋系统按中危险等级Ⅰ级，地下车库按中危险Ⅱ级设计。办公大堂按非仓库类高大净空场所考虑，喷淋设计水量为35L/s。
7.3喷淋水泵
消防泵房内设低区喷淋水泵二台，一用一备，高区喷淋水泵二台，一用一备，分别供低区，高区消火栓系统用水。办公主楼A在第二避难层设喷淋转输泵2台，与水泵房高区消火栓泵串联运行（联动）。办公主楼A，办公主楼B屋顶各设一套稳压设备。
7.4系统分区
喷淋系统分区：办公主楼A，办公主楼B，商业楼CDEF以及地下车库按水泵的供应范围分为高低两区，低区包括商业楼CDEF以及地下车库以及办公主楼A的较低楼层（22层以下），办公主楼B的所有楼层（24层以下）；办公主楼A的较高楼层（23层以上）为高区。
8、水喷雾系统
按规范要求，发电机房设置水喷雾系统。设计喷雾强度为20L/min.m2，延续时间0.5h，喷头最小工作压力＞0.35Mpa。设计流量为30L/S。水喷雾系统采用独立的消防泵组，一用一备。水喷雾系统在雨淋阀前管道应设置过滤器。
9、大空间智能灭火系统
9.1设置部位
办公主楼A大堂属于非仓库类高大净空场所，净空高度大于12米，采用大空间智能灭火系统。
9.2设计参数
喷淋设计水量为10L/s。大空间智能系统水源由消防水源供给。系统设计流量按中庭内所有喷头同时喷水计算，同时动作喷水为2个。设计流量Q=10L/s。火灾延续时间按60分钟计算。
9.3系统供水
系统中设有水流指示器与信号阀。管网末端最不利点处设置模拟末端试水装置。每个喷头前设有一组电磁阀。大空间智能型主动喷水灭火系统独立设置供水主泵，一用一备。
10、建筑灭火器
室内根据现行《建筑灭火器配置设计规范》，配置一定数量的ABC（磷酸铵盐）干粉手提式灭火器。建筑灭火器的灭火等级：办公主楼A，办公主B，按A类火灾严重危险等级确定；地下车库按B类火灾中危险等级确定，其他区域按A类火灾中危险等级确定。
11、气体灭火系统
电信机房，高压配电室，变配电室设置七氟丙烷灭火装置。系统设计参数：设计浓度8%，气体喷放时间小于8s。
12、设计体会
12.1超高层建筑给水系统设计
办公主楼A为超高层建筑，建筑高度接近190米，宜采用垂直串联给水方式。在第一、第二避难层设置转输水箱，实现串联分区给水。各区水箱除满足本区用水需要，还需满足供上区转输泵所需水量。本工程给水系统提高了供水的安全可靠性，降低各分区工作压力，并充分利用各级生活水箱的高度，同时控制要求较为简单，能耗较小。为尽可能减小避难层生活泵房面积，转输水箱容积设计应尽量避免转输水泵频繁启动，同时又保证使用要求。因此水箱容积宜按下区最大小时用水量的50%和3~5min上区提升泵设计流量之和计算。
12.2商业的预留及日后管理
商业部分的招商一般在设计施工之后，后期招商结果经常与原设计功能出入较大，因此要求在设计中应充分预留上下水条件，尤其是餐饮部分，管径应适当加大。建议中餐厅处预留DN50给水管，DN150排水管，简餐、咖啡馆、休闲水吧处预留DN25给水管，DN100排水管即可。给水系统的设计需考虑以后办公主楼A，办公主楼B，商业楼CDEF可能独立运作，以便将来易于管理。因此，给水系统分为3组独立系统：办公楼A，办公楼B，商业。
12.3配件
市政水压达到0.35Mpa，地下室生活水箱给水进口处浮球阀容易受冲击磨损，考虑在浮球阀前设置减压阀稳定阀前压力，减少浮球阀的损坏。排水方面，为了消除污废水管的势能，更有效保护水封，在避难层处设置乙字弯管消能措施。
12.4超高层建筑消防给水方式
办公主楼A采用了消防水泵，转输水箱串联分区的给水方式。在地下室设消防水池和转输泵，中间避难层设转输水箱和高区消防主泵，高区消防泵从转输水箱取水加压供水，同时并联动地下室转输泵向转输水箱供水。该供水方式优点是：每个区供水压力均不高，可采用常规水泵，管道，及阀门，系统较安全，消防水泵功率较小。缺点是转输水箱容积较大，占用设备层较多空间，管路复杂，控制繁琐。但由于串联系统可到达并联水泵所达不到的高度，因此在高度为180米~250米的设置设备层的超高层建筑消防给水设计中较为常用。
12.5超高层建筑的管材及连接
给排水管道连接处往往是使用中的薄弱环节，尤其本项目包括超高层建筑，管道压力较大，应特别注意管材的选用及连接方式。给水系统加压干管采用了涂塑钢管等。连接方式选用法兰、沟槽等，可以达到或超过管材本身的抗压强度，是高压管道连接优先考虑的方式。螺纹连接一般用于DN100以下较小的管道，其承压能力略小。塑料管热熔连接点是整个管道系统的薄弱环节，在高压管道系统中应避免使用。设计中，超高层建筑水平晃动相对于普通高层建筑而言要大一些，普通的排水铸铁管会受此影响经常出现承口开裂问题，所以需要采用承插式柔性抗震接口的排水管。它具有接口可曲挠、抗震、快速施工等特点，其柔性接口在径向震动、轴向震动、轴向拔出和角向位移时水密性良好。考虑到超高层及高层雨水下落时的冲击力，办公主楼A，B的E雨水管材选用不锈钢管，氩电联焊。
论文作者:原清
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/15
标签：主楼论文; 系统论文; 消火栓论文; 雨水论文; 水泵论文; 水箱论文; 管网论文; 《建筑学研究前沿》2018年第14期论文;