李素清 曾國(guó)安

摘 要：商務(wù)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(tǒng)的設(shè)計(jì)。并對(duì)設(shè)計(jì)中生活給水系統(tǒng)的選擇、消防給水系統(tǒng)的選擇、中間轉(zhuǎn)輸水箱的設(shè)計(jì)計(jì)算、給排水管材、閥門的選用、排水消能措施進(jìn)行了總結(jié)說明。

關(guān)鍵詞：商務(wù)公寓；系統(tǒng)選擇；轉(zhuǎn)輸水箱

中圖分類號(hào)：TU972.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-7394（2015）04-0005-05

1 工程概況

本項(xiàng)目位于南方沿海地區(qū)，是以商業(yè)、公寓、酒店為主的超高層綜合性建筑。項(xiàng)目于2008年開始設(shè)計(jì)，2013年底工程竣工。項(xiàng)目總建筑面積為51萬m2，由兩棟公寓、一棟五星級(jí)酒店、商業(yè)裙房和地下室組成。其中商務(wù)公寓塔樓A座81層，高300 m；商務(wù)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(yè)、酒店后勤區(qū)、停車場(chǎng)、設(shè)備用房、人防工程。1～2層為裙房商業(yè)，3層及以上為塔樓部分。本文主要闡述商務(wù)公寓的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 給水系統(tǒng)

給水水源為市政自來水，兩路進(jìn)水。最高日生活用水量1 600m3，地下四層設(shè)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(jié)合的給水方式。供水分為4個(gè)區(qū)，具體詳見圖1。

圖1 給水系統(tǒng)原理示意

3 消防系統(tǒng)

消防系統(tǒng)按一類超高層綜合樓設(shè)計(jì)。建筑物各層均設(shè)有室內(nèi)消火栓及濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。配電室、通訊機(jī)房等采用七氟丙烷氣體滅火。

商務(wù)公寓按照產(chǎn)權(quán)單獨(dú)設(shè)置消防水池及泵房。消防水池設(shè)置于地下4層，總?cè)莘e為560m3，其中包括3小時(shí)室內(nèi)消火栓消防用水量、1小時(shí)自動(dòng)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(shè)有中間消防轉(zhuǎn)輸水箱，容積均為85m3，公寓A、B屋頂分別設(shè)18m3消防水箱。

3.1 室外消防系統(tǒng)

室外消防水量30L/s，按規(guī)范整個(gè)地塊紅線范圍內(nèi)設(shè)置5個(gè)室外消火栓。

3.2 室內(nèi)消防系統(tǒng)

設(shè)計(jì)室內(nèi)消防水量為40L/s，充實(shí)水柱為13m。公寓A室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)垂直分為7個(gè)區(qū)，公寓B室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)垂直分為6個(gè)區(qū)，詳見圖2。公寓A30層、A60層、B30層消防中間轉(zhuǎn)輸水箱的容積為85m3（按下段消防初期水量18m3，上段15min轉(zhuǎn)輸容積67m3累加考慮）。

江蘇理工學(xué)院學(xué)報(bào)第21卷

第4期李素清 曾國(guó)安：某國(guó)際中心商務(wù)公寓給排水設(shè)計(jì)

圖2 消火栓系統(tǒng)原理示意

3.3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

設(shè)計(jì)自動(dòng)噴水滅火水量為34L/s，自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)垂直分區(qū)詳見圖3。

圖3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)原理示意

4 排水及雨水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)采用雨、污分流制，雨水和污水分兩個(gè)系統(tǒng)排出。污、廢分別設(shè)立管排水，污水排放量約為1 395m3 /d。糞便、盥洗等生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政污水管網(wǎng)。塔樓屋面雨采用重力排水系統(tǒng)。雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期采用10年并按50年設(shè)溢流設(shè)施；室外雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期采用3年，道路設(shè)雨水口；屋面和室外雨水收集后經(jīng)室外雨水管網(wǎng)排至市政雨水管網(wǎng)。

5 設(shè)計(jì)總結(jié)

5.1 生活給水系統(tǒng)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(shè)于此，因此，用水量較大，為減少避難層水箱容積，同時(shí)，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(duì)較小，故仍采用水箱給水。重力供水與變頻供水的節(jié)能性在學(xué)術(shù)界存在較大的分歧，目前為止沒有國(guó)家性的法規(guī)及權(quán)威資料表明哪種供水方式更利于節(jié)能。本項(xiàng)目為高檔商務(wù)公寓，對(duì)壓力的穩(wěn)定性要求較高，為避免變頻加壓供水出現(xiàn)的壓力不穩(wěn)，本項(xiàng)目采用水箱重力供水。屋頂水箱設(shè)為2個(gè)，可定期清洗，并對(duì)水箱出水加設(shè)紫外線以避免水箱二次污染；另外，公寓用水特點(diǎn)是用水變化較大時(shí)，變化系數(shù)為2.5，如采用變頻水泵給水很難與實(shí)際用水曲線吻合，水泵不能保證高效運(yùn)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(tǒng)的選擇

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

重力式常高壓系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于無論平時(shí)還是在火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)一直處于壓力狀態(tài)，無須火災(zāi)時(shí)再啟動(dòng)水泵，對(duì)整個(gè)消防系統(tǒng)來說是有利的。但在建筑物的頂部的設(shè)備層需要儲(chǔ)存全部的消防用水同時(shí)中間設(shè)備層設(shè)減壓水箱，這要看結(jié)構(gòu)從荷載的角度出發(fā)是否有條件在屋頂設(shè)置儲(chǔ)存全部消防用水的消防水箱[3]。東南大學(xué)劉焱將MATLAB優(yōu)化 工具箱應(yīng)用于消防給水系統(tǒng)AHP模型求解，得出了較為準(zhǔn)確的結(jié)果，建筑高度大于150m的超高層，則水泵直接串聯(lián)的供水方式最為經(jīng)濟(jì)可行，水箱串聯(lián)方式略為次之，減壓閥式不夠安全，應(yīng)盡量避免使用[4]。結(jié)合實(shí)際情況，本工程采取了臨時(shí)高壓水泵供水、中間避難層設(shè)置轉(zhuǎn)輸水箱的方案。

5.3 中間轉(zhuǎn)輸水箱的設(shè)計(jì)計(jì)算

超高層中間轉(zhuǎn)輸水箱的設(shè)計(jì)含消防轉(zhuǎn)輸水箱及生活轉(zhuǎn)輸水箱的設(shè)計(jì)。消防中間轉(zhuǎn)輸水箱按《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》給水排水（2009年）7.4.2.2.c中規(guī)定：“采用水泵轉(zhuǎn)輸串聯(lián)時(shí)，中間轉(zhuǎn)輸水箱同時(shí)起著上區(qū)轉(zhuǎn)輸水泵的吸水池及本區(qū)消防給水屋頂水箱的作用，其儲(chǔ)水有效容積，按15～30min的消防設(shè)計(jì)水量經(jīng)計(jì)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(dòng)噴淋取30L/s，則中間轉(zhuǎn)輸水量容積V=（40+30）×（10+5）×60=63 000L，其中10min為本區(qū)屋頂消防水箱的水量，5min為上區(qū)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(duì)于生活轉(zhuǎn)輸水箱的容積最小應(yīng)為30min低區(qū)供水最大小時(shí)用水量（下區(qū)采用變頻供水的除外）加10min上區(qū)轉(zhuǎn)輸泵的流量之和。本項(xiàng)目考慮到安全性，生活轉(zhuǎn)輸水箱的容積按60min低區(qū)供水最大小時(shí)用水量（下區(qū)采用變頻供水的除外）加20min上區(qū)轉(zhuǎn)輸泵的流量之和計(jì)算。

5.4 給排水管材、閥門的選用及給水系統(tǒng)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(qū)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(duì)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(yīng)供水壓力相匹配。給水系統(tǒng)的閥門，尤其是系統(tǒng)下部的閥門，其公稱壓力等級(jí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)工作壓力、試驗(yàn)壓力來確定。如果系統(tǒng)未設(shè)安全泄流裝置，則還應(yīng)當(dāng)考慮水錘的因素。

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

5.5 本設(shè)計(jì)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(cè)墻建筑面積大，裙房雨水未能回收利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁長(zhǎng)標(biāo)，張昭杰，翟瑞華.超高層建筑設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的思考[J].給水排水，2009，35（9）：90-93.

[2]王學(xué)良，李洋.超限高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)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(shè)計(jì)[C].第二屆亞洲節(jié)水會(huì)議暨第二屆中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑給水排水研究分會(huì)第一次會(huì)員大會(huì)暨學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2012.

[4]劉焱，賀墨梅.超高層建筑消防給水系統(tǒng)的優(yōu)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(zé)任編輯 張志釗