胡婷
深圳市建筑设计研究总院有限公司 518000
摘要：文章以某超高层办公项目为例，从超高层建筑给水系统设计、排水系统、消防系统设计方面探讨了超高层建筑给排水设计中的技术要点，并提出了超高层给排水设计中的注意问题，以供给排水设计人员参考。
关键词：超高层建筑；给水系统；排水系统；消防系统
1 建筑给水系统设计
1.1 优选给水方式
超高层常见的供水方式有如下几种：分区无水箱并联供水方式；分区有水箱并联给水方式（屋顶设水箱）；分区串联供水方式（只设置转输水箱，变频供水）；分区串联供水方式（设置高位水箱，定频给水）。据《建筑给水排水设计标准》（GB50015—2019）第3.4.6条规定：建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式。对于建筑高度超100m的建筑，并联供水存在输水管道承压过大，存在不安全隐患，目前超高层的给水系统基本上可以从可靠安全的角度，采用重力供水与加压相给合的方式，该供水方式特点是给水管材及接口承压小，安全性较高，重力供水与变频供水相接合，用水可靠性高，能耗小；缺点是设备较为分散，自动控制要求比较高，维护不便，上区供水受下区限制，中间避难层设置的水泵运行过程中发出的振动和噪音对上下层有影响，占用建筑上层设备房面积。该项目建筑高度348m，结合工程的实际情况考虑系统设置的合理性，该工程从水箱的设置位置、安全、效率等几个角度去考虑的不同的给水系统进行比选。
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通过三种供水系统特点的说明分析得出：
方案二供水分区相对合理，机房设置相对均匀，转输水箱间隔100M左右，水箱和泵组等设备配置较合理，对建筑避难层平面影响不大。同时初投资与长期运行能耗相对合理。采用重力二级减压，虽供水安全和可靠性略下降，但可通过减压阀的产品标准，采用减压阀一用一备以及超压报警等措施，进而提升该系统的供水安全可靠性。经过方案对比分析，方案二供水系统配置相对合理，成本较低，后期运行稳定，维护不复杂，同时结合了重力供水和变频供水系统两者的优势，同时可选用高品质的减压阀，进而整个系统的用水可靠性，稳定性。
2 建筑排水系统设计
超高层办公采用污、废分流制，其它区域采用污、废合流制，地上采用重力流排水方式，地下采用压力流排水方式；生活污水经化粪池处理后排入室外污水排水系统；厨房、餐厅含油废水经隔油池处理后排入室外污水排水系统。雨水排水系统设计时，考虑裙房屋面因受塔楼侧立面影响，受水面积偏大，裙房为大型商业，对净高有一定的要求，而重力流排水悬吊管影响净高且管径大，优先采用虹吸排水系统；塔楼屋面高度较高，虹吸排水系统在设计工况下的屋面雨水势能无法消耗完，余压较大，可导致超标雨水进入系统，使最大负压超出设计值，损害系统，故塔楼屋面排选用重力排水系统。在溢流口设置时，塔楼因外立面为幕墙围护，溢流口设置较难实现，屋面雨水设计重现期为50年一遇。
3 建筑消防系统设计
超高层建筑特别是超过250m的超限高层建筑，因疏散和扑救困难、火灾造成的损失大等因素，消防给水系统的安全可靠性是作为超高层消防设计的首要设计原则。根据对几个250m以上的超高层消防给水系统进行对标研究，结果显示：目前超限高层建筑的主要供水形式均为常高压+局部临时高压系统，超高层建筑采用屋顶高位水池并且高位消防水池储存全部室内消防水量的供水方式，可充分利用自身重力满足高层建筑在任何时候的消防给水流量及压力，在发生火灾时无需高层消防水泵，提高了消防给水系统的可靠性，该供水方式已在250M以上的超高层建筑中得到广泛的应用，同时根据2018年新颁布的《建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）》第十四条的相关规定：高位消防水池、地上（地下）消防水池的有效容积应分别满足火灾延续时间的全部消防用水量，故超250m的超限高层的消防给水系统均需采用常高压重力供水方式，局部临时高压给水方式的系统。
本项目消防给水系统先从安全性可靠性的原则设计，再从能耗、维护、投资等几个角度去考虑不同的消防给水系统进行比选，如下表所示：
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项目从系统安全可靠性的角度，同时考虑对建筑的影响、用电负荷、管理维护等多个方面因素，采用方案一做为本项目的消防给水系统，方案一是几个方案是安全可靠性最高，泵组功率适中，并且泵房集中便于维护管理，相较于其它几个方案主要缺点是占地面积较大，并且对在避难层进行管线转换时，对管线进出核心筒的压力较大。方案三200KW消防泵采用星三角降压启动，不一定能满足电动机启动的压降要求，故建议采用功率较低的消防水泵。
在进行超高层给排水设计时，不仅要考虑设计的安全、节能、节水要求，更要对一些细节问题进行提前分析及把控。严格按照设计规范和要求，结合工程实际情况进行系统分析，以提高建筑给排水设计质量，满足人们的使用需求。
4 超高层给排水设计需要注意的问题
4.1给排水参数计算
在超高层建筑给排水设计阶段中，时常出现设计参数计算错误问题，或是所设定参数不合理，对建筑给排水的运行质量与可靠性造成影响。因此，在制定给排水方案时，设计人员必须严格遵循设计规范，套入特定计算公式，准确计算各项设计参数的最优值。
4.2 合理布管
为提高用水品质，设计过程中尽可能合理布管，室内管道尽可能设在干燥区域，避免穿越潮湿区，加强明露管的防护措施。
4.3 节能节水
先进合理的节水节能措施，改善能耗问题；先进合理的环保措施和可再生能源的利用，减少对环境的影响。
4.4 安全、可靠、经济
合理的供水方式及给水系统的竖向分区，避免给水设备、管道配件等超压，保证供水系统的安全性、可靠性和经济性
4.5 施工问题
根据《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）》（公消〔2018〕57号）的相关要求，超250m的楼栋消防系统需要采用常高压给水系统，故高位消防水池应设置在屋顶，因高空施工对安全措施要求较高，高空深厚混凝土水箱施工对施工技术如模板系统及混凝土浇筑质量控制措施要求高，施工周期较长等问题，在前期方案阶段需要综合比较消防系统高位水池的容积及设置位置，达到最优方案，减少高空施工的难度。
4.6 结束语
在进行超高层给排水设计时，不仅要考虑设计的安全、节能、节水要求，更要对一些细节问题进行提前分析及把控。严格按照设计规范和要求，结合工程实际情况进行系统分析，以提高建筑给排水设计质量，满足人们的使用需求。