張小麗

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，商業(yè)中心土地價(jià)格的不斷高漲，為了土地利用率的提高，越來(lái)越多的超高層建筑拔地而起，由于超高層建筑建筑高度比較高，使用人數(shù)較多，因此對(duì)工程設(shè)計(jì)人員提出了許多的新問(wèn)題和挑戰(zhàn)，下面就本人的實(shí)際工程探討一下超高層建筑的給水設(shè)計(jì)。

1 工程概況

超高層建筑是指建筑高度大于100 m的民用建筑。超高層民用建筑按其功能分為超高層公共建筑和超高層居住建筑，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中采用不同的給水形式。GB 50045-95高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范2005版6.1.3條中規(guī)定;建筑高度大于100 m的公共建筑要設(shè)避難層，超高層的避難層一般均作為機(jī)電專業(yè)的設(shè)備層。本文涉及的工程為超高層公共建筑。

中鐵三局科技研發(fā)中心，位于太原市?？偨ㄖ娣e為48 470.85 m2。建筑高度為129.95 m。地下2層，地上32層，地下1層局部為設(shè)備用房，其余為復(fù)式汽車庫(kù);地上層為大辦公室;4層為職工餐廳，5層、18層為避難層。該建筑為一類超高層建筑，耐火等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

2 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程建筑高度超過(guò)100 m，如仍采用并聯(lián)給水方式，其管網(wǎng)承壓過(guò)大，存在安全隱患，故本工程采用串聯(lián)分區(qū)供水的方式，即在避難層設(shè)生活轉(zhuǎn)輸水箱和轉(zhuǎn)輸水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)串聯(lián)分區(qū)供水。

本建筑的供水水源為城市自來(lái)水，水壓約0.40 MPa。在本樓的地下2層設(shè)置生活水箱和生活轉(zhuǎn)輸水泵，在18層避難層設(shè)置生活轉(zhuǎn)輸水箱和生活加壓泵供各分區(qū)生活用水。生活給水系統(tǒng)的水質(zhì)應(yīng)符合GB 5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。

生活給水系統(tǒng)重力供水部分采用上行下給枝狀供水管網(wǎng)，加壓供水部分采用下行上給枝狀供水管網(wǎng)，根據(jù)建設(shè)單位要求引入管設(shè)總水表計(jì)量，辦公樓每層均設(shè)置水表計(jì)量。該工程采用串聯(lián)分區(qū)供水，給水系統(tǒng)豎向分為六個(gè)區(qū)，分別為市政1區(qū)、重力1區(qū)、重力2區(qū)、加壓1區(qū)、加壓2區(qū)、加壓3區(qū)六個(gè)區(qū)。－2層～4層為市政1區(qū)，由城市管網(wǎng)直接供水，充分利用市政壓力。地上10層～14層為重力1區(qū)，由18層避難層轉(zhuǎn)輸水箱重力供給;5層～9層為重力2區(qū)，由18層避難層轉(zhuǎn)輸水箱重力減壓供給，減壓閥組設(shè)于10層管井內(nèi);15層～20層為加壓1區(qū)，由18層避難層轉(zhuǎn)輸水箱和加壓1區(qū)恒壓變頻調(diào)速供水設(shè)備供水;21層～26層為加壓2區(qū)，由18層避難層轉(zhuǎn)輸水箱和加壓2區(qū)恒壓變頻調(diào)速供水設(shè)備供水;27層～32層為加壓3區(qū)，由18層避難層轉(zhuǎn)輸水箱和加壓3區(qū)恒壓變頻調(diào)速供水設(shè)備供水。

地下2層設(shè)置生活水箱和生活轉(zhuǎn)輸水泵，生活轉(zhuǎn)輸水泵采用變頻泵組轉(zhuǎn)輸水量來(lái)補(bǔ)充避難層轉(zhuǎn)輸水箱水量的不足，按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》3.7.3生活水箱的有效容積按建筑物最高日用水量的25%計(jì)算:辦公樓每層120人，每人每班40 L/d，使用時(shí)間:8 h，小時(shí)變化系數(shù):1.5，最高日生活用水量為144 m3/d，最大時(shí)生活用水量為27 m3/h。生活水箱有效容積v=120×28×40×25%=33.6 m3。按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》3.8.3 中當(dāng)建筑物采用高位水箱調(diào)節(jié)給水系統(tǒng)時(shí)，生活轉(zhuǎn)輸水泵的最大出水量不應(yīng)小于最大小時(shí)出水量。轉(zhuǎn)輸水泵的流量:120×28×40×1.5/8=7.08 L/s。在18層避難層設(shè)轉(zhuǎn)輸水箱，設(shè)轉(zhuǎn)輸水箱的作用在于:1)調(diào)節(jié)初級(jí)泵與次級(jí)泵之間的流量差，防止初級(jí)泵的頻繁啟動(dòng);2)阻止次級(jí)泵停泵時(shí)，管網(wǎng)壓力回傳。按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》3.7.5.1條中由水泵聯(lián)動(dòng)提升進(jìn)水的水箱(即轉(zhuǎn)輸水箱)生活用水調(diào)節(jié)容積，不宜小于最大用水時(shí)水量的50%，且3.7.8中生活用水轉(zhuǎn)輸水箱的調(diào)節(jié)容積取轉(zhuǎn)輸水泵5 min～10 min的流量。在本工程設(shè)計(jì)中，因建筑物避難層面積有限，不僅要設(shè)生活轉(zhuǎn)輸水箱而且要設(shè)消防轉(zhuǎn)輸水箱，故轉(zhuǎn)輸水箱的容積應(yīng)按重力供水區(qū)(即地上5層～14層)最大小時(shí)水量的50%和5 min～10 min的加壓區(qū)水泵(15層～32層)設(shè)計(jì)流量之和且不小于半小時(shí)最大小時(shí)用水量。因本工程三個(gè)加壓區(qū)的水泵流量均為3.34 L/s，故生活轉(zhuǎn)輸水箱容積 V=10×120×40×0.5/8+3.34×10×60×3=3+6=12 m3。

根據(jù)《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)程》生活轉(zhuǎn)輸水箱均采用不銹鋼水箱，水箱必須定期清洗消毒，每半年不得少于一次。水箱采用紫外線消毒儀進(jìn)行消毒。除了轉(zhuǎn)輸水箱重力供水的樓層外，其余樓層被分為三個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)均設(shè)一套恒壓變頻調(diào)速供水設(shè)備，以滿足本區(qū)的水量和水壓的要求，所設(shè)泵組的流量應(yīng)按所供區(qū)域的設(shè)計(jì)秒流量選泵，泵組在額定轉(zhuǎn)速的工作點(diǎn)應(yīng)位于水泵高效區(qū)的末端。轉(zhuǎn)輸供水泵由轉(zhuǎn)輸水箱水位控制啟停，各水箱設(shè)2個(gè)水位控制，低水位時(shí)起泵、高水位時(shí)停泵。低位水箱超低水位時(shí)，轉(zhuǎn)輸水泵停止運(yùn)行并報(bào)警。因本工程避難層要求暖專業(yè)提供采暖，故不考慮給水設(shè)備的防凍問(wèn)題。

因超高層建筑高、立面多玻璃幕墻，建筑的立面清潔維護(hù)是一個(gè)很大的問(wèn)題，因此大部分超高層建筑均設(shè)置擦窗機(jī)，擦窗機(jī)一般設(shè)于屋頂結(jié)構(gòu)凹槽內(nèi)，有專用軌道，擦窗機(jī)沿軌道運(yùn)作，因此要在屋頂為擦窗機(jī)預(yù)留用水點(diǎn)。

超高層建筑供水系統(tǒng)的水質(zhì)在輸送過(guò)程中普遍存在水質(zhì)下降現(xiàn)象，必須嚴(yán)格采用水質(zhì)保持技術(shù):1)盡量減少系統(tǒng)的開(kāi)口，少用開(kāi)式水箱;2)中間水箱不宜過(guò)大，盡量減少水在水箱中的停留時(shí)間(在滿足“規(guī)范”最低要求);3)加強(qiáng)消毒措施，每級(jí)水箱均采用紫外線消毒儀和自潔消毒器;4)采用優(yōu)質(zhì)管材。

由此設(shè)計(jì)超高層給水系統(tǒng)接力供水既要控制管道系統(tǒng)中的靜水壓力，又要盡量減少豎向分區(qū)數(shù)量，減少立管、橫干管數(shù)量，降低管道布置的復(fù)雜性以及高位水箱重力供水和變頻加壓提升供水并用的方式并采用支管減壓閥。

3 結(jié)語(yǔ)

超高層建筑生活供水采用水箱水泵串聯(lián)接力供水方式，滿足壓力的樓層由轉(zhuǎn)輸水箱重力供水，重力供水不僅提高了供水的安全可靠性，降低了分區(qū)工作壓力，而且符合我國(guó)現(xiàn)在提倡的節(jié)能要求，使得生活水箱的高度充分得到利用，而且控制起來(lái)簡(jiǎn)單方便。不滿足壓力的樓層由設(shè)于避難層的恒壓變頻調(diào)速供水設(shè)備供水，減少管網(wǎng)的承壓，使供水更安全可靠。但應(yīng)做好避難層的防水措施。由于本人的理論水平及工作經(jīng)驗(yàn)有限，本文僅是針對(duì)該項(xiàng)目的一點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí)和涉及體會(huì)，如有不合理和不妥之處請(qǐng)各位專家和同仁批評(píng)指正。

［1］GB 50015-2003，建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB 50788-2012，城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)程［S］.

［3］CJJ 140-2010，二次供水工程技術(shù)規(guī)程［S］.

［4］王玉根.多層住宅建筑給排水設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及對(duì)策研究［J］.山西建筑，2013，39(21):129-130.