摘要：本文以某高層建筑為例，結合工程實際從給水系統、消防系統、排水系統等幾方面分析了該高層建筑的給排水設計要點，探討了在高層建筑給排水設計中的一些要點問題。
　　關鍵詞：高層建筑，給排水，設計要點，給水系統，消防系統，排水系統
　　
　　高層建筑具有層數多、高度大、功能廣、結構復雜等特點，這給高層建筑給排水系統提出了更高的要求。如高層建筑給水排水設備使用人數多，水量大，一旦發生停水或排水管道堵塞事故，影響范圍大；豎向分區多；動力設備多；火災隱患大；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計無論是在技術廣度還是設計深度上都遠遠超過一般的建筑給排水。本文針對高層建筑給排水的特點，結合具體工程實例，分析了高層建筑給排水的設計要點。
　　
　　1.工程概況
　　該高層建筑是一座集商業、寫字樓于一體的綜合性商務大廈。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。其中負一層有車庫（戰時掩蔽工事）；負二層為設備用房，包括水泵房、水池、冷凍機房等；地面首層到四層為商場；五層以上為辦公樓。
　　根據建筑的性質、用途及興建單位的要求，室內設有完善的給水排水衛生設備，要求給水安全可靠，設獨立的消火栓系統及自動噴水系統。每個消火栓箱內設電鈕，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。
　　
　　2.給水系統
　　2.1.給水水源
　　本建筑以該建筑物南面的城市給水管網作為水源，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
　　市政外網可提供的常年資用水頭為0.26Mpa，遠不能滿足建筑內部用水要求，故考慮二次加壓。經技術經濟比較，室內給水系統擬采用分區減壓給水方式，由水泵統一加壓，下區供水利用減壓閥減壓，水泵的轉速隨著用水量的變化而自動調節，運轉靈活。該方式具有供水可靠;設備及管材較少，投資省；設備布置集中，便于維護管理等優點。
　　2.3給水系統分區
　　本建筑共21層，所選用衛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備供水。5層~15層采用低區變頻設備供水；其中5層~10層經可調式減壓閥減壓后供水。16層~21層采用高區變頻設備供水；其中16層~18層同樣經可調式減壓閥減壓后供水。
　　所謂的變頻供水設備即為變頻調速水泵，是一種將單片機技術變頻技術和水泵機組相結合，通過變頻器電源改變頻率和電壓，以控制交流電動機的轉速，進而實現水壓與流量可調的給水設備。由于變頻泵的水壓和流量可調，可取消高位水箱。該方式的主要優點：一是節能。在保持設定壓力的前提下，根據用水量的變化情況隨時調整電機的轉速，運行，即可延長設備使用壽命，又能保證運行的可靠性；三是調速全自動化，使用方便;四是結構緊湊，占地省，安裝方便，便于集中管理等。變頻調速水泵的缺點:一是變頻器價格貴，整機費用比其他給水設備昂貴；二是變頻器對工作環境條件(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，影響機組正常運行。
　　如圖1所示，設建筑物高度為，由室外管網供水的建筑高度為；最大小時用水量為(計算結果見表1)，底部幾層由室外管網直接供水的水量為。
　　
　　圖1給水分區系統圖
　　2.4生活用水量計算
　　根據建筑設計資料、建筑性質和衛生設備完善程度，依據《公共建筑設計單位數、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》表，查得相應用水量標準。計算結果見下表：
　　
　　表1生活用水量計算表

　　
　　3.消防系統
　　該高層建筑消防系統設有消火栓系統、自動噴水系統、氣體自動滅火系統及手提式滅火器。用水量標準；室內消火栓為40L/s，使用時間3h；室外消防用水量為30L/s，使用時間3h；自動噴淋系統為30L/s，使用時間為1h。
　　3.1消火栓系統
　　建設物內消火栓一般包括：消火栓箱、消火栓、水龍帶、水槍。
　　室外消火栓系統為低壓制，消防用水由街道上的消火栓提供。室內消防水池和室外消防水池合用。
　　室內消火栓系統為臨時高壓制。系統由蓄水池一消防水泵一屋頂水箱一氣壓罐聯合加壓供水。豎向分成兩區；地下2層~地上10層為低區，11~21層為高區。管網豎向成環狀。每區管網分別設置3組水泵結合器。高區設高位水箱1個，貯存不少于18m的消防用水量。系統分別設消火栓泵各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，水泵現場及消防中心均可控制起泵。消火栓處設有消防卷盤。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，該棟建筑發生火災時能保證同時供應8股水柱，并能保證任何部位發生火災時，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。火災初期10mni消防用水量由屋頂水箱供應。10min后消防用水量由地下室消防泵供應。消火栓箱內均設有遠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。低區消火栓系統不增壓，高壓消火栓系統局部增加。于屋頂水箱間設氣壓給水罐1臺和增壓泵2臺(l臺備用)，氣壓給水罐的調節容積為300L，增壓泵按一股消火栓水槍出水量考慮，罐內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
　　本建筑的商場、庫房、走道、辦公室、地下車庫等處均設置自動噴水滅火系統，自動噴水滅火系統按中危險Ⅰ級設計。同消火栓系統一樣豎向分為兩個區:地下2層~地上4層為下區，地上5層~頂層為上區，均采用濕式滅火系統。系統設3組濕式報警閥，報警閥后管網為枝狀網，每層每個防火分區均設水流指示器。每區管網均接水泵結合器2組。高低區分別設自動噴水加壓泵各2臺，互為備用；氣壓罐1個；增壓泵2臺，互為備用；系統由離心泵一貯水池一自動噴灑泵一屋頂水箱一氣壓罐聯合加壓供水。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。每個噴頭的保護面積不大于12.5m。各層均設末端試壓裝置，廢水排入廢水管道。火災初10min消防用水量由屋頂水箱供應，10min后消防用水由濕式報警閥延
　　
　　3.3氣體自動滅火系統
　　按2007年公安部的《關于貫徹公共安全行業標準加強消防監督有關問題的通知》中規定，高層民用建筑中火災危險性大、發生火災后對生產和生活產生嚴重影響的配電室等屬于“特殊重要設備室”，應設氣體滅火系統。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《氣體滅火系統設計規范》內的面積和容積的規定，故此采用預制式七氟丙烷自動滅火柜，該裝置為無管道系統，系統相對簡單，也不用另外設氣體瓶罐間。
　　3.4手提滅火器配置
　　負一層車庫是B類火災，屬于中危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為55B；最大保護面積為1m/B。選用MF/ABC4，最大保護距離為12m。負二層設備房、消防控制室、電梯機房、屋頂風機房是E類火災；地面上樓層商場、辦公室是A類火災。以上都屬于中危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為2A；最大保護面積為75m2/A。選用MF/ABC3，
　　最大保護距離為20m。
　　
　　4.排水系統
　　4.1.排水條件
　　(l)城市排水管網為污、廢、雨水分流制排水系統。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)室內糞便污水和洗滌廢水采用分流制排放，糞便污水經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排水系統分區
　　排水系統分為兩區，高區(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。低區為:1一4層。負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。負一層的車庫積水匯集到負二層的集水坑。由于本建筑層數較多，為了使排水管道的氣壓波動盡量穩定，防止管道水封破壞，高區設立專門通氣管。低區污水管道設通氣管通到室外。
　　
　　5.小結
　　(1)為使給水系統豎向分區的水壓分布均勻，給水系統分二個區，把水壓控制在設定的范圍內，避免部分樓層的超壓現象，保證系統的正常運行和使用。
　　(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成本，節省了大量的資金。
　　(3)在消防給水系統中，消火栓系統按高低分區在地下車庫各自形成環狀，保證了系統供水的安全性。自動噴淋系統根據噴頭數量和功能豎向分區，采用不同的報警閥控制，提高了系統的可靠性。
　　(4)消火栓系統的設計必須嚴格按照規范的要求，滿足水
　　量，水壓的要求，定期對消防系統進行檢驗，確保高層建筑的
　　安全。
　　高層建筑給排水設計是理論和實踐結合非常緊密的專業。不僅要滿足設計規范，而且要求設計者在滿足甲方的要求同時還要符合當地職能部門設計規定；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。通過不斷總結和完善設計技術，達到設計安全、合理、經濟的目的。
　　
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