上海威派格智慧水务股份有限公司 上海 201800
摘要：随着社会的发展，超高层建筑规模日益宏大。确保超高层的安全性及可靠性，是每一方参与者都应重点关注的要素。做为给排水设计者，应充分考虑设计的合理性。本文以某超高层建筑为例，阐述了给排水系统的设计要点，并研究了设计前置工作、各系统的比选及对施工指导的相关问题。
关键词：超高层建筑；给排水
1、工程概况
本工程为酒店、办公一体的综合体建筑，地下2层，为停车库及各业态设备用房，地上35层，其中1F主要为酒店及办公的首层大堂、2F为酒店部门管理及行政用房，3F~21F为办公业态，22F~35F为星级酒店业态（其中22F为酒店设备用房层，23F为酒店空中大堂，酒店为源宿品牌），建筑高度150.30m，总建筑面积约7.2万㎡。
2、本工程给排水系统设计
2.1生活给水系统
该项目生活水源为市政自来水，由市政引入两路DN200供水管，供本工程消防、生活用水。引入管进红线处设总水表计量。市政水压0.30Mpa。
酒店及办公有不同的运营要求，在设计中将两种业态进行分割。办公区域3F~11F为办公1区，12F~21F为办公2区。酒店分为5个独立的供水区域，B2F~2F的设备房、停车库等为酒店1区，由市政水直供；B2F~2F的后勤用房（厨房、员工餐厅、员工更衣室等）为酒店2区，供给净化后的水；22F~24F为酒店3区，主要为酒店公共配套区（酒店大堂泳池、健身房等）；25F~29F为酒店4区，主要为酒店客房；30F~35F为酒店5区，主要为酒店客房。以上除市政直供水外，各区域用水均设相应净水工艺，其中酒店采取了“砂滤+炭滤+精滤”的三级过滤工艺，办公区域设水箱自洁器消毒。
2.2生活热水系统
办公区域的热水需求较为简单，仅涉及各层卫生间的洗手盆用水，采用小厨宝进行局部热水供应。
源宿酒店的热水需求较高，需满足用水的稳定性及可靠性。酒店区域采用集中热水供应，换热设备采用板换+储热罐的方式，每个分区设两个预热罐及储热罐，储热罐备用量应满足75%设计用水量。主热源由锅炉提供，回收机组冷凝热做为预热源。
酒店区域热水竖向分区同冷水系统，且冷热同源，不采用支管减压阀。所有分区热水采用上供下回的支管循环系统，以保证星级酒店10s内有热水供应的需求。酒店客房区域热水循环系统安装集中式电子式恒温混水阀，数字式恒温混水阀连接至BAS系统监察。
2.3污废水系统
办公区域采用污废合流的排水方式。酒店采用厨卫分流、污废分流方式，均设置专用通气立管，酒店客房区域大便器设置器具通气，酒店公共区域设置环形通气。酒店配套餐饮区域废水需经一体化隔油设备处理后，再行排放。
2.4雨水系统
由于本项目为超高层建筑，不便于设置溢流口，在设计中，为保证建筑的安全可靠性，屋面雨水重现期按照100年进行考虑，采用87型雨水斗。
2.5消防系统
消防水采用临时高压系统，地下一层设置812m³的消防水池（其中包括冷却塔补水的200m³容量），22F设置60m³消防转输水箱，屋顶设100m³消防水箱间；办公区域消火栓系统分为两个区，B2F~12F为办公低区，13F~21F为办公高区；酒店区域室内消火栓也分为2个区，B2F~2F为酒店低区，22F~35F为酒店高区，消火栓系统成环布置。喷淋系统分区同消火栓系统。
2.6其他系统
本项目还涉及到泳池系统、气体灭火系统等的设计，由于此类系统专业设计性强，在设计阶段仅出具满足招标深度的图纸，对一些关键的指标参数做界定及表达，如泳池采用逆流式循环系统、气体灭火采用FM200无管网式，以后期厂家深化为准。
3、超高层给排水建筑设计
3.1设计前置准备
设计前除必要的现场勘查、市政条件征询、充分了解业主方需求及定位外，还应理清设计的主线。前期的构思及准备工作极其重要，构思主要在于关注如下几点：
（1）充分研究建筑业态，形成物业划分表。这将直接影响到给排水及消防水系统的分区、设备数量及选型等等，以致影响设计进度。
（2）充分理解各标准、规范及当地政策。如本工程，星级酒店部分，还涉及到酒店专用的集团标准，部分高于国家标准，或者尚有一些冲突条款，应做好前置的与业主及酒管方的沟通工作。
4、超高层给排水建筑设计
4.1生活冷热水系统
（1）给水系统的核心设计在于压力分区及设备选型。在设计前的准备阶段确实应当理清业态分布，有基本的原则划分，同时再基于设计规范的相关条款，如《建筑给水排水设计标准 GB50015-2019》的相关条款“当生活给水系统分区供水时，各分区的静水压力不宜大于0.45MPa；当设有集中热水系统时，分区静水压力不宜大于0.55MPa”进行分区设计。选择变频泵时，结合流量及扬程的计算，合理配置主辅泵的搭配，以满足不同情况的用水应对。
（2）供水方案的比选。做为超高层建筑，供水会有很多种形式，如案例的150m高的超高层建筑，若采用生活泵房集中设置于地下室机房的方式来实现供水全覆盖，管道受压等级大，管路长且能耗消耗严重，故势必存在设置中间转输水箱的必要。该项目在设备层（避难层）22F设置了“中间转输水箱+变频供水”的方式，同时对比了设置“屋面水箱+重力供水”的优缺点，最终由于多次转输的污染问题及屋面限高因素（屋面水箱间等面积超过1/4将计入建筑高度），敲定了“中间转输水箱+变频供水”的方案。
（3）热水供水保证性。星级酒店中标准中界定了热水出水时间的相关条款，同时引入了回收热量进行预热的相关要求。在设计中，除对设备选型进行较为严格的计算外，尚需关注热水管的同程布置及冷热水同源的问题，这将很多程度上影响到供热使用的稳定性。目前主流的星级酒店中，仍大多采用支管循环系统，以保证出热水时间。
4.2排水系统
（1）根据业态及品质合理确定排水形式。污废水系统设计中，常常结合定位的高低确定选用污废分流或合流形式。如本项目，星级酒店有较高的品质要求，故在污废水分流的基础上，更是针对客房大便器设置了器具通气，酒店公区设置了环形通气，而办公定位相对较低，则采用了污废合流，一定程度上节省造价。
（2）餐饮废水的特殊处理。超高层建筑中可能存在大量的餐饮业态，除常规的厨卫废水分流外，尚应关注清洁排水等卫生问题，故引入了一体化隔油设备。然而，隔油设备的市场价在几万到几十万不等，属于排水工程设计中相对造价较高的部分，故应严格计算，认真选型，尤其涉及到隔油器间与厨房同层的情况，应前置向建筑提资要求将隔油器间做降板处理，以切实保证餐饮废水为重力流入隔油器中，以起到起真正的清洁处理作用。
（3）雨水设计的谨慎性。由于超高层建筑的特殊性，往往不再具备设置溢流口的条件，故对整个屋面雨水系统，通常按照百年一遇的暴雨重现期进行设计，以谨慎应对不确定性，保证安全。
4.3消防系统
（1）考虑消防水系统的布置形式。因超高层建筑的消防救援较一般建筑困难，在设计消防水系统时，应经充分的系统布置比选、严格的计算后再行配置相应的设备。通常在临时高压系统及常高压系统中做相应比选。如案例的150m超高层项目，可将约600m³容量的消防水池搬至屋顶层，切实减少消防水泵的数量，且可靠性高，在不少超高层项目中均有应用；而临时高压系统则对设备反应灵敏性及连锁启动的可靠性要求更高，需多设置消防泵及转输水箱等，安全性略低于常高压系统，但应用亦非常多（尤其在一般建筑）。本项目由于结构及限高的相关考虑最终选择了临时高压系统。消防设计应安全可靠，经过充分的比选，得出最合适项目特点的系统形式。
（2）消防系统的分区。超高层消防设计中集中点仍在于消火栓系统及喷淋系统，合理的分区对于物业管理及系统的可靠性、管道承压能力都有较大的保证性，除物业划分的需求，通常按照《消防给水及消火栓系统技术规范 GB50974-2014》中关于静压、动压及管道受压能力的相关条款论述进行合理的分区。
5、设计前置中对施工的要求
设计成果肩负着对现场施工实施的指导作用，所以设计质量的好坏很大程度上将直接影响着施工质量的好坏，应保证设计系统的安全性、合规性、可靠性及经济性。给排水的设计，除图面中系统图、平面图的正确表示外，尚需关注设计说明书写的严谨及清晰。说明中管材及附件的选型、设备表中主设备的参数均应加以关注。
针对超高层建筑，管材的选取应着重考究，尤其排水管材的选择，更应加以关注。如较高定位的项目，污废水管道通常会采用铸铁管，但为了防止连接管段的松开或裂开，多采用可靠性较高的A型连接或B型连接，而不再选用W型连接；雨水管道中的水流有转换为压力流的可能，故针对超高层（如案例项目150m），通常采用1.6MPa工程等级甚至以上的金属管，以保证安全。
6、结束语
超高层建筑的给排水设计工作，除大系统的清晰设计外，仍有很多细节需要关注。针对超高层建筑，应首先将系统的安全可靠放在设计的首要地位，并以此为大前提做好细部处理，以促进建筑业的发展。
参考文献：
[1]程磊.超高层建筑给排水设计探讨.建筑技术开发.2019年2月第46卷第3期
[2]全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水.中国计划出版社.2009年版
[3]超高层建筑给排水设计的研究.中国住宅设施.2020年3月版
[4]李建平.超高层建筑给排水若干问题探究.居业.2016年1月版