摘要：本文以某高層建筑為例，結(jié)合工程實際從給水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等幾方面分析了該高層建筑的給排水設(shè)計要點(diǎn)，探討了在高層建筑給排水設(shè)計中的一些要點(diǎn)問題。
　　關(guān)鍵詞：高層建筑，給排水，設(shè)計要點(diǎn)，給水系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，排水系統(tǒng)
　　
　　高層建筑具有層數(shù)多、高度大、功能廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，這給高層建筑給排水系統(tǒng)提出了更高的要求。如高層建筑給水排水設(shè)備使用人數(shù)多，水量大，一旦發(fā)生停水或排水管道堵塞事故，影響范圍大；豎向分區(qū)多；動力設(shè)備多；火災(zāi)隱患大；高層建筑的排水量大，管道長，管道中壓力波動大。這使得高層建筑給排水設(shè)計無論是在技術(shù)廣度還是設(shè)計深度上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般的建筑給排水。本文針對高層建筑給排水的特點(diǎn)，結(jié)合具體工程實例，分析了高層建筑給排水的設(shè)計要點(diǎn)。
　　
　　1.工程概況
　　該高層建筑是一座集商業(yè)、寫字樓于一體的綜合性商務(wù)大廈。每層總面積為609.6m，地面以上高度72.66米，地面21層，地下室2層。其中負(fù)一層有車庫（戰(zhàn)時掩蔽工事）；負(fù)二層為設(shè)備用房，包括水泵房、水池、冷凍機(jī)房等；地面首層到四層為商場；五層以上為辦公樓。
　　根據(jù)建筑的性質(zhì)、用途及興建單位的要求，室內(nèi)設(shè)有完善的給水排水衛(wèi)生設(shè)備，要求給水安全可靠，設(shè)獨(dú)立的消火栓系統(tǒng)及自動噴水系統(tǒng)。每個消火栓箱內(nèi)設(shè)電鈕，消防時直接啟動消防泵。生活用水泵要求自動啟動。管道全部暗裝敷設(shè)。
　　
　　2.給水系統(tǒng)
　　2.1.給水水源
　　本建筑以該建筑物南面的城市給水管網(wǎng)作為水源，其給水干管管徑為DN3OO，管頂埋深為地面以下1.0m，常年可提供的工作水壓為260kPa。從給水干管取水，由DN200給水管引入到大樓地下水池。
　　2.2給水方式選擇
　　市政外網(wǎng)可提供的常年資用水頭為0.26Mpa，遠(yuǎn)不能滿足建筑內(nèi)部用水要求，故考慮二次加壓。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，室內(nèi)給水系統(tǒng)擬采用分區(qū)減壓給水方式，由水泵統(tǒng)一加壓，下區(qū)供水利用減壓閥減壓，水泵的轉(zhuǎn)速隨著用水量的變化而自動調(diào)節(jié)，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。該方式具有供水可靠;設(shè)備及管材較少，投資省；設(shè)備布置集中，便于維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)。
　　2.3給水系統(tǒng)分區(qū)
　　本建筑共21層，所選用衛(wèi)生器具給水配件處的最大靜水壓力為300一350KPa。為了充分利用市政水壓，地下2層~４層采用市政壓力直供水，5層以上采用兩套變頻設(shè)備供水。5層~15層采用低區(qū)變頻設(shè)備供水；其中5層~10層經(jīng)可調(diào)式減壓閥減壓后供水。16層~21層采用高區(qū)變頻設(shè)備供水；其中16層~18層同樣經(jīng)可調(diào)式減壓閥減壓后供水。
　　所謂的變頻供水設(shè)備即為變頻調(diào)速水泵，是一種將單片機(jī)技術(shù)變頻技術(shù)和水泵機(jī)組相結(jié)合，通過變頻器電源改變頻率和電壓，以控制交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實現(xiàn)水壓與流量可調(diào)的給水設(shè)備。由于變頻泵的水壓和流量可調(diào)，可取消高位水箱。該方式的主要優(yōu)點(diǎn)：一是節(jié)能。在保持設(shè)定壓力的前提下，根據(jù)用水量的變化情況隨時調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，運(yùn)行，即可延長設(shè)備使用壽命，又能保證運(yùn)行的可靠性；三是調(diào)速全自動化，使用方便;四是結(jié)構(gòu)緊湊，占地省，安裝方便，便于集中管理等。變頻調(diào)速水泵的缺點(diǎn):一是變頻器價格貴，整機(jī)費(fèi)用比其他給水設(shè)備昂貴；二是變頻器對工作環(huán)境條件(包括溫度濕度灰塵等)要求較高；三是變頻器易受外界電池干擾，影響機(jī)組正常運(yùn)行。
　　如圖1所示，設(shè)建筑物高度為，由室外管網(wǎng)供水的建筑高度為；最大小時用水量為(計算結(jié)果見表1)，底部幾層由室外管網(wǎng)直接供水的水量為。
　　
　　圖1給水分區(qū)系統(tǒng)圖
　　2.4生活用水量計算
　　根據(jù)建筑設(shè)計資料、建筑性質(zhì)和衛(wèi)生設(shè)備完善程度，依據(jù)《公共建筑設(shè)計單位數(shù)、生活用水定額的估算》表和《集體宿舍、旅館和公共建筑生活用水額度及小時變化系數(shù)》表，查得相應(yīng)用水量標(biāo)準(zhǔn)。計算結(jié)果見下表：
　　
　　表1生活用水量計算表

　　
　　3.消防系統(tǒng)
　　該高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)有消火栓系統(tǒng)、自動噴水系統(tǒng)、氣體自動滅火系統(tǒng)及手提式滅火器。用水量標(biāo)準(zhǔn)；室內(nèi)消火栓為40L/s，使用時間3h；室外消防用水量為30L/s，使用時間3h；自動噴淋系統(tǒng)為30L/s，使用時間為1h。
　　3.1消火栓系統(tǒng)
　　建設(shè)物內(nèi)消火栓一般包括：消火栓箱、消火栓、水龍帶、水槍。
　　室外消火栓系統(tǒng)為低壓制，消防用水由街道上的消火栓提供。室內(nèi)消防水池和室外消防水池合用。
　　室內(nèi)消火栓系統(tǒng)為臨時高壓制。系統(tǒng)由蓄水池一消防水泵一屋頂水箱一氣壓罐聯(lián)合加壓供水。豎向分成兩區(qū)；地下2層~地上10層為低區(qū)，11~21層為高區(qū)。管網(wǎng)豎向成環(huán)狀。每區(qū)管網(wǎng)分別設(shè)置3組水泵結(jié)合器。高區(qū)設(shè)高位水箱1個，貯存不少于18m的消防用水量。系統(tǒng)分別設(shè)消火栓泵各2臺(其中1臺備用)。消防水泵可由消火栓處開啟泵按扭直接啟動同時向消防中心報警，水泵現(xiàn)場及消防中心均可控制起泵。消火栓處設(shè)有消防卷盤。泵停止工作時，備用泵自動投入工作。消火栓布置范圍包括全部各樓層、消防電梯前室和屋頂檢驗用。消火栓間距不超過30m。消火栓供水流量40L/s，該棟建筑發(fā)生火災(zāi)時能保證同時供應(yīng)8股水柱，并能保證任何部位發(fā)生火災(zāi)時，同層都有每股流量不少于5L/s、充實水柱不少于10m的兩股水柱同時到達(dá)。火災(zāi)初期10mni消防用水量由屋頂水箱供應(yīng)。10min后消防用水量由地下室消防泵供應(yīng)。消火栓箱內(nèi)均設(shè)有遠(yuǎn)距離啟動消火栓的按鈕，以便在使用消火栓滅火的同時啟動消防泵。低區(qū)消火栓系統(tǒng)不增壓，高壓消火栓系統(tǒng)局部增加。于屋頂水箱間設(shè)氣壓給水罐1臺和增壓泵2臺(l臺備用)，氣壓給水罐的調(diào)節(jié)容積為300L，增壓泵按一股消火栓水槍出水量考慮，罐內(nèi)壓力變壓通過壓力繼電器自動控制水泵的停啟。消火栓啟動后，增壓泵自動停止工作。
　　3.2自動噴水滅火系統(tǒng)
　　本建筑的商場、庫房、走道、辦公室、地下車庫等處均設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)按中危險Ⅰ級設(shè)計。同消火栓系統(tǒng)一樣豎向分為兩個區(qū):地下2層~地上4層為下區(qū)，地上5層~頂層為上區(qū)，均采用濕式滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)3組濕式報警閥，報警閥后管網(wǎng)為枝狀網(wǎng)，每層每個防火分區(qū)均設(shè)水流指示器。每區(qū)管網(wǎng)均接水泵結(jié)合器2組。高低區(qū)分別設(shè)自動噴水加壓泵各2臺，互為備用；氣壓罐1個；增壓泵2臺，互為備用；系統(tǒng)由離心泵一貯水池一自動噴灑泵一屋頂水箱一氣壓罐聯(lián)合加壓供水。自動噴灑噴頭均采用閉式玻璃球噴頭。除廚房的燒烤、蒸煮等部位93℃級噴頭外，其余均采用68℃級噴頭;地下車庫采用直立型噴頭，其余均采用吊頂式噴頭。噴頭的布置范圍包括庫房、商場、寫字間，公共部分的走廊。每個噴頭的保護(hù)面積不大于12.5m。各層均設(shè)末端試壓裝置，廢水排入廢水管道。火災(zāi)初10min消防用水量由屋頂水箱供應(yīng)，10min后消防用水由濕式報警閥延
　　
　　3.3氣體自動滅火系統(tǒng)
　　按2007年公安部的《關(guān)于貫徹公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)消防監(jiān)督有關(guān)問題的通知》中規(guī)定，高層民用建筑中火災(zāi)危險性大、發(fā)生火災(zāi)后對生產(chǎn)和生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響的配電室等屬于“特殊重要設(shè)備室”，應(yīng)設(shè)氣體滅火系統(tǒng)。本工程由于配電房較為分散，而且各房間的容積都沒有超過《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》內(nèi)的面積和容積的規(guī)定，故此采用預(yù)制式七氟丙烷自動滅火柜，該裝置為無管道系統(tǒng)，系統(tǒng)相對簡單，也不用另外設(shè)氣體瓶罐間。
　　3.4手提滅火器配置
　　負(fù)一層車庫是B類火災(zāi)，屬于中危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為55B；最大保護(hù)面積為1m/B。選用MF/ABC4，最大保護(hù)距離為12m。負(fù)二層設(shè)備房、消防控制室、電梯機(jī)房、屋頂風(fēng)機(jī)房是E類火災(zāi)；地面上樓層商場、辦公室是A類火災(zāi)。以上都屬于中危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為2A；最大保護(hù)面積為75m2/A。選用MF/ABC3，
　　最大保護(hù)距離為20m。
　　
　　4.排水系統(tǒng)
　　4.1.排水條件
　　(l)城市排水管網(wǎng)為污、廢、雨水分流制排水系統(tǒng)。建筑物南面有城市污水管道和雨水管道，其管徑為DN400，管頂距地面下2.0m，坡度。
　　(2)室內(nèi)糞便污水和洗滌廢水采用分流制排放，糞便污水經(jīng)化糞池處理后和洗滌廢水一起排入市政污水管道。
　　(3)廚房、餐廳、酒樓和員工食堂的污水經(jīng)隔油池后，再和客房污水匯合，由SYS壓力式生物處理裝置處理后排入市政污水管道。
　　(4)汽車廢水排到集水坑收集，經(jīng)氣浮池處理后，再排入市政污水管道。
　　(5)泵房、消防專用電梯井等均設(shè)集水坑收集，用泵抽升后排入市政污水管
　　道。
　　(6)汽車坡道處設(shè)集水坑收集污水，再用泵抽升后排入市政污水管道。
　　(7)雨水經(jīng)專用雨水立管排入首層雨水井，再排入市政雨水管道。
　　4.2排水系統(tǒng)分區(qū)
　　排水系統(tǒng)分為兩區(qū)，高區(qū)(5~21層)的生活污水、廢水分別在夾層中匯總，通過2根(污水、廢水立管各1根)專用排水立管排入室外檢查井，污水通過檢查井將生活污水送至化糞池。低區(qū)為:1一4層。負(fù)二層的排水匯集到集水坑，然后用泵抽到氣浮池處理后排入城市下水道。負(fù)一層的車庫積水匯集到負(fù)二層的集水坑。由于本建筑層數(shù)較多，為了使排水管道的氣壓波動盡量穩(wěn)定，防止管道水封破壞，高區(qū)設(shè)立專門通氣管。低區(qū)污水管道設(shè)通氣管通到室外。
　　
　　5.小結(jié)
　　(1)為使給水系統(tǒng)豎向分區(qū)的水壓分布均勻，給水系統(tǒng)分二個區(qū)，把水壓控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，避免部分樓層的超壓現(xiàn)象，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行和使用。
　　(2)采用變頻水泵直接供水的新方法，提高了供水安全度、減少了二次污染、不占用中間樓層面積，減少了管道等其他的配套投資建設(shè)成本，節(jié)省了大量的資金。
　　(3)在消防給水系統(tǒng)中，消火栓系統(tǒng)按高低分區(qū)在地下車庫各自形成環(huán)狀，保證了系統(tǒng)供水的安全性。自動噴淋系統(tǒng)根據(jù)噴頭數(shù)量和功能豎向分區(qū)，采用不同的報警閥控制，提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　(4)消火栓系統(tǒng)的設(shè)計必須嚴(yán)格按照規(guī)范的要求，滿足水
　　量，水壓的要求，定期對消防系統(tǒng)進(jìn)行檢驗，確保高層建筑的
　　安全。
　　高層建筑給排水設(shè)計是理論和實踐結(jié)合非常緊密的專業(yè)。不僅要滿足設(shè)計規(guī)范，而且要求設(shè)計者在滿足甲方的要求同時還要符合當(dāng)?shù)芈毮懿块T設(shè)計規(guī)定；更要對用戶的需求充分了解，真正做到以人為本，滿足使用者的需要。通過不斷總結(jié)和完善設(shè)計技術(shù)，達(dá)到設(shè)計安全、合理、經(jīng)濟(jì)的目的。
　　
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