設(shè)計超高層建筑給水論文
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1超高層建筑的特點
對給排水設(shè)計而言，超高層建筑具有高度高，業(yè)態(tài)多樣復(fù)雜，人員密集，火災(zāi)危險性大，疏散及火災(zāi)撲救困難，建設(shè)周期長、難度大，生活及消防給水系統(tǒng)豎向分區(qū)多，設(shè)備運行及管道系統(tǒng)承壓要求高以及各系統(tǒng)管理維護(hù)難度大等特點。超高層建筑的給排水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑高度、用途、衛(wèi)生安全、使用要求、材料設(shè)備性能、維護(hù)管理、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等因素確定。
2生活給水系統(tǒng)
《民用建筑設(shè)計通則》（GB50352-2005）第3.1.2條對超高層建筑的定義做了明確規(guī)定：“建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑?！睂ι罱o水系統(tǒng)而言，100m的建筑高度并非劃分系統(tǒng)的一個界限。高度接近100m的高層建筑與高度150m以內(nèi)的超高層建筑在給排水系統(tǒng)設(shè)計上是類似的。而100m左右的超高層與200m或以上的超高層在給排水設(shè)計上則可能有很大不同?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計防火規(guī)范》（GB50045-952005年版）第1.0.5條規(guī)定：“當(dāng)高層建筑的建筑高度超過250m時，建筑設(shè)計采取的特殊防火措施，應(yīng)提交國家消防主管部門組織專題研究論證。超高層建筑可能是功能單一的住宅樓、辦公樓，也可能是含有多種功能的帶裙房的綜合建筑群。根據(jù)不同的場所，我國的生活用水大致分為居民用水、行政事業(yè)用水、經(jīng)營服務(wù)用水、特種行業(yè)用水等。設(shè)計應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧块T按不同的用水分類制定的收費標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置不同的給水系統(tǒng)，同時確定各個給水系統(tǒng)的供水方式。《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003（2009年版）（以下簡稱“建規(guī)）第3.3.6條：“建筑高度超過100m的建筑，宜采用垂直串聯(lián)供水方式”。對不同功能或多功能組合的超高層建筑，應(yīng)視具體情況具體分析，選擇最合理的供水方式。建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)按不同性質(zhì)的用水區(qū)域分別設(shè)置。例一：某公寓樓共61層，8層及以下為汽車庫及商業(yè)用途的裙房，建筑高度209m。生活給水分區(qū)如下：1區(qū)為－3～2層，由市政給水管網(wǎng)供水；2區(qū)為3～13層，由地下二層生活水箱+2區(qū)變頻泵供水；3區(qū)為9～14層，由地下二層生活水箱+3區(qū)變頻泵供水；4區(qū)為15～22層，由設(shè)在29層的中間水箱供水；5區(qū)為23～38層，由設(shè)在29層的中間水箱+5區(qū)變頻泵供水；6區(qū)為39～51層，由設(shè)在29層的中間水箱+6區(qū)變頻泵供水；7區(qū)為52～61層，由設(shè)在29層的中間水箱+7區(qū)變頻泵供水。“建規(guī)”第3.3.4條規(guī)定：“衛(wèi)生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”；“建規(guī)”第3.3.5A條規(guī)定：“居住建筑入戶管給水壓力不應(yīng)大于0.35MPa”。據(jù)此，給水壓力大于0.45MPa的裙樓衛(wèi)生間給水管，給水壓力大于0.35MPa的塔樓入戶管均設(shè)減壓閥減壓供水。本案所選供水方式主要考慮以下幾點：⑴3～7區(qū)系統(tǒng)均為垂直串聯(lián)供水方式；設(shè)在29層的中間水箱既作為4區(qū)的供水調(diào)節(jié)水箱，又作為5～7區(qū)水泵的取水水箱，擔(dān)負(fù)了調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)輸雙重功能。⑵向3～7區(qū)供水的中間水箱和變頻泵則集中設(shè)置在28、29層，這樣，既便于集中管理，又節(jié)省供水設(shè)備占用的空間。⑶各給水分區(qū)的管道及設(shè)備運行工作壓力均小于1.6MPa，生活給水系統(tǒng)所選用的管材及設(shè)備的耐壓等級與100m以下的高層建筑沒有區(qū)別，供水可靠性高。例二：某住宅小區(qū)工程一期含4棟45層超高層純住宅樓，層高為3.4m（1#、2#樓）及3.5m（3#、4#樓），建筑高度157m（1#、2#樓）及163m（3#、4#樓）。豎向設(shè)四個給水分區(qū)：1區(qū)負(fù)責(zé)地下二層及地上一層，2區(qū)負(fù)責(zé)二～十八層，3區(qū)負(fù)責(zé)十九～三十三層，4區(qū)負(fù)責(zé)三十四～四十五層。1區(qū)由市政管網(wǎng)經(jīng)基地環(huán)狀管供水；2～4區(qū)由生活水箱+變頻供水設(shè)備聯(lián)合供水。2～4每個給水分區(qū)設(shè)一組變頻供水設(shè)備。各給水分區(qū)配水點水壓如超出0.35MPa，則設(shè)減壓閥減壓供水。選擇此種供水方式是考慮了以下因素：⑴變頻供水較屋頂水箱的供水方式衛(wèi)生條件好。⑵變頻供水設(shè)備設(shè)在地下二層，對住戶影響小。⑶供水泵組所負(fù)擔(dān)的住宅層數(shù)受給水器具的承壓能力的限制?！敖ㄒ?guī)”第3.3.4條規(guī)定：“衛(wèi)生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”。⑷由于本工程無設(shè)備層，因此不具備串聯(lián)給水方式實施條件。事實上超高層住宅項目，考慮設(shè)備層需占用一定建筑空間以及設(shè)備運行產(chǎn)生的噪音及震動對住戶的影響，一般都不設(shè)。如何在沒有設(shè)備層的超高層建筑中采用串聯(lián)給水方式是一個尚待研究的課題。
3消防給水系統(tǒng)
3.1室內(nèi)消火栓系統(tǒng)
對于不設(shè)設(shè)備層或避難層的超高層建筑而言，基于《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年)（以下簡稱“高規(guī)”）第7.4.6.5條“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于1.00MPa，當(dāng)大于1.00MPa時，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)”的規(guī)定，其消火栓系統(tǒng)大多采用臨時高壓給水系統(tǒng)的供水方式。超高層建筑消火栓系統(tǒng)，一般采用水泵、減壓水箱及減壓閥進(jìn)行分區(qū)。用水泵分區(qū)是指每個分區(qū)分別設(shè)置消防泵，即并聯(lián)系統(tǒng)。出于經(jīng)濟(jì)及減壓閥產(chǎn)品功能質(zhì)量不斷提高的因素考慮，減壓閥用于消火栓系統(tǒng)分區(qū)越來越廣泛。民用專用消防泵的揚程一般都不大于2.0MPa。以61層的公寓樓為例，消火栓系統(tǒng)分區(qū)：-2～8層為1區(qū)，9～31層為2區(qū)，32～45層為3區(qū)，46～61層為4區(qū)。1區(qū)和2區(qū)分別由設(shè)在18層和38層的消防減壓水箱供水；3區(qū)由屋頂消防水箱供水；4區(qū)由屋頂?shù)南浪?固定消防水泵供水。屋頂2座342m3消防水箱由29層的中間水箱+7區(qū)變頻泵供水；18層和38層的消防減壓水箱由屋頂消防水箱供水。1、2、3區(qū)均屬常高壓給水系統(tǒng)，4區(qū)屬臨時高壓給水系統(tǒng)。這樣分區(qū)的優(yōu)點在于：火災(zāi)發(fā)生時，1、2、3區(qū)由屋頂消防水箱直接或通過減壓水箱供水，不需啟動水泵，對控制系統(tǒng)要求不高；此外，消火栓泵揚程不至于過大，管道及設(shè)備的耐壓等級也不會過高。它的不利因素是，需設(shè)中間設(shè)備層，設(shè)備分散，管理不便，設(shè)備運行產(chǎn)生的震動及噪音可能讓生活和工作在建筑里的人感覺不適。以45層住宅樓為例，消火栓系統(tǒng)分區(qū)：地下層及1～19層為低區(qū)，由低區(qū)消火栓泵供水；20～45層為高區(qū)，由高區(qū)消火栓泵供水。其中高區(qū)的20～35層經(jīng)減壓閥減壓供水。這樣分區(qū)的優(yōu)點在于管路和控制系統(tǒng)簡單，所占管井較少，不需要占用設(shè)備層，但對減壓閥的質(zhì)量要求較高，減壓閥需備用；此外，由于高區(qū)系統(tǒng)的幾何高差接近170m（自地下二層底板面計），下部管道及設(shè)備的工作壓力超過2.00MPa，對管材及設(shè)備的承壓要求高，影響系統(tǒng)的可靠性。本案的消火栓系統(tǒng)均為臨時高壓給水系統(tǒng)供水方式。
3.2自動噴水滅火系統(tǒng)
“高規(guī)”第7.6.1條規(guī)定，建筑高度超過100m的建筑均應(yīng)設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)?！皣娨?guī)”第6.2.3.1條規(guī)定：“濕式系統(tǒng)及預(yù)作用系統(tǒng)一個報警閥組所控制的噴頭數(shù)不宜超過800個，干式報警閥組所控制的噴頭數(shù)不宜超過500個”，第6.2.4條規(guī)定：“每個報警閥組供水的最高與最低位置的噴頭高差不大于50m”。自動噴水滅火系統(tǒng)的給水分區(qū)，除應(yīng)考慮各系統(tǒng)配水管道工作壓力符合《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50084-2001(2005年版)(以下簡稱“噴規(guī)”）第8.0.1條規(guī)定的“配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa”外，還要考慮在滿足噴頭需要工作壓力的前提下，配水管入口的工作壓力又不宜超過0.40MPa，以及每個報警閥所負(fù)擔(dān)的樓層，并考慮使分區(qū)與生活給水系統(tǒng)及消火栓給水系統(tǒng)相適應(yīng)，以避免橫管過于分散。對于超高層建筑，按上述條件所確定的豎向分區(qū)最少也需要3個。由于報警閥的工作壓力一般都不大于1.60MPa，且每個報警閥后都需要單獨的立管，這就會在設(shè)計上給管路的排列及報警閥的設(shè)置帶來限制。在無設(shè)備層的超高層居住建筑中應(yīng)考慮報警閥的位置。以61層的公寓樓為例，自動噴水滅火系統(tǒng)分區(qū)如下：-3～8層為1區(qū)，9～21層為2區(qū)，22～41層為3區(qū)，42～61層為4區(qū)。由1區(qū)和2區(qū)分別由設(shè)在18層和38層的消防減壓水箱供水；3區(qū)由屋頂消防水箱供水；4區(qū)由屋頂?shù)南浪?固定消防水泵供水。18層和38層的消防減壓水箱及屋頂消防水箱，與消火栓系統(tǒng)合用。這樣分區(qū)的優(yōu)點在于：火災(zāi)發(fā)生時，1、2、3區(qū)由屋頂消防水箱直接或通過減壓水箱供水，不須啟動水泵，控制系統(tǒng)簡單。在以上4個分區(qū)系統(tǒng)中，對工作壓力大于1.20MPa的配水管道及工作壓力超過0.40MPa的配水管，采用用減壓閥減壓。以45層住宅樓為例，自動噴水滅火系統(tǒng)分區(qū)如下：-2～10層為1區(qū)，11～22層為2區(qū)，23～34層為3區(qū)，35～45層為4區(qū)。1、2區(qū)及3、4區(qū)分別合用一組固定式消防水泵，1、3區(qū)系統(tǒng)經(jīng)水泵加壓供水并經(jīng)減壓閥減壓后供水。在大于0.40MPa的各區(qū)配水管入口均設(shè)減壓孔板減壓。這樣分區(qū)的主要優(yōu)點是，不需要在上部樓層中設(shè)設(shè)備層；缺點是3、4區(qū)系統(tǒng)對管道及設(shè)備的承壓要求高，影響系統(tǒng)的可靠性。
4污廢水系統(tǒng)
“建規(guī)”第4.4.11條：表4.4.11注：排水層數(shù)在15層以上時，排水能力宜乘以0.9；“建規(guī)”第4.6.2條：建筑標(biāo)準(zhǔn)要求高的公共建筑、10層及10層以上高層建筑應(yīng)設(shè)置通氣立管，或設(shè)置特殊配件單立管排水系統(tǒng)?；诟纳婆潘畻l件，提高排水能力方面考慮，應(yīng)采用雙立管排水系統(tǒng)，或采用設(shè)置特殊配件的單立管排水系統(tǒng)，對標(biāo)準(zhǔn)高的或環(huán)境要求安靜的建筑及部位，宜設(shè)置環(huán)形通氣管或器具通氣管。
5屋面雨水系統(tǒng)
建規(guī)”第4.5.5條：重要公共建筑屋面雨水排水設(shè)計重現(xiàn)期不宜小于10年；“建規(guī)”4.9.9條：重要公共建筑、高層建筑的屋面雨水排水工程與溢流設(shè)施的總排水能力不應(yīng)小于50年重現(xiàn)期的雨水量。設(shè)計重現(xiàn)期：雨水系統(tǒng)如果設(shè)計不當(dāng)，會留下安全隱患。因此，超高層建筑屋面雨水設(shè)計重現(xiàn)期的取值應(yīng)慎重。屋面溢流設(shè)施：基于安全及美觀要求考慮，超高層建筑不宜設(shè)置溢流口。如屋面雨水的設(shè)計重現(xiàn)期取50年，則屋面無需設(shè)置溢流設(shè)施。雨篷：雨篷是建筑專業(yè)的門面，雨篷面積雖然不大，但其所截留的雨水還包括上方側(cè)墻的面積，雖然側(cè)墻面積按一半計算，但仍遠(yuǎn)大于雨篷自身的面積，也可能大于屋面的面積。因此，雨篷的雨水排水量可能比屋面的排水量大。雨篷如果設(shè)置過多的雨水斗及立管，會受到建筑專業(yè)的諸多限制，而雨篷下方往往是人員的出入口，安全性十分重要，因此，在設(shè)計時一定要妥善處理。首先要做到安全可靠，其次考慮美觀因素。雨水立管排出管：室內(nèi)雨水立管排出管管徑宜放大1～2號，第一個檢查井宜選用消能井，以防止由于排出管壓力過高引起噴濺事故。
6中間轉(zhuǎn)輸水箱
6.1生活中間轉(zhuǎn)輸水箱容積計算
《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施給水排水》(2009年)（以下簡稱“技術(shù)措施”）要求，生活給水系統(tǒng)采用串聯(lián)供水方式時，如中間轉(zhuǎn)輸水箱除供本區(qū)用水外，還供上區(qū)提升泵抽水用時，該水箱的有效容積為本區(qū)最大小時用水量的50%加上上區(qū)提升泵3~5min設(shè)計流量。若為中途轉(zhuǎn)輸專用時，“建規(guī)”第3.7.8條規(guī)定，生活用水中途轉(zhuǎn)輸水箱的轉(zhuǎn)輸調(diào)節(jié)容積宜取轉(zhuǎn)輸水泵5～10min的流量。
6.2消防中間轉(zhuǎn)輸水箱
“技術(shù)措施”規(guī)定，當(dāng)采用水泵轉(zhuǎn)輸串聯(lián)時，中間轉(zhuǎn)輸水箱同時起著上區(qū)輸水泵的吸水池和本區(qū)屋頂消防水箱的作用，其儲水有效容積按15~30min消防水量計算，并不宜小于60m3。計算舉例：消火栓用水量40L/s，自動噴水用水量30L/s，則中間轉(zhuǎn)輸水箱的容積=(40+30)1060+(40+30)560=63000(L)，其中10min水量為本區(qū)屋頂消防水箱的水量，5min為上區(qū)水泵吸水池的水量。如還有其他水消防系統(tǒng)，則應(yīng)將火災(zāi)發(fā)生時時同時啟動的消防系統(tǒng)的水量疊加計算，作為中間轉(zhuǎn)輸水箱容積。上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》規(guī)定：當(dāng)建筑高度大于120m時，消防給水豎向分區(qū)宜采用多臺消防泵直接串聯(lián)或設(shè)中間水箱轉(zhuǎn)輸?shù)拇?lián)消防泵給水系統(tǒng)。采用中間水箱轉(zhuǎn)輸?shù)拇?lián)消防泵給水系統(tǒng)，其消防轉(zhuǎn)輸泵應(yīng)獨立設(shè)置，且不應(yīng)少于2臺；室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)的消防轉(zhuǎn)輸泵應(yīng)分別設(shè)置，但備用泵可以兼用；消防轉(zhuǎn)輸泵的供電應(yīng)符合消防泵的供電要求。。轉(zhuǎn)輸給水管不應(yīng)小于2條。上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》規(guī)定：各區(qū)重力消防水箱的數(shù)量不應(yīng)少于2個，且每個水箱的有效容積不應(yīng)小于100m3。
7給排水系統(tǒng)噪聲控制
各類建筑物或場所的允許噪聲級，在《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》（GB50118-2010）中有詳細(xì)的規(guī)定。由于超高層建筑多為高級寫字樓及高標(biāo)準(zhǔn)的旅店和住宅，因此，其對允許噪聲級的要求更高。超高層建筑給排水系統(tǒng)主要包括生活、消防的給水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、水景等。這些系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲來源主要有：水泵機(jī)械性等綜合噪聲、管道及器具噪聲、水錘噪聲及氣蝕噪聲。超高層建筑給排水系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲控制，在設(shè)計上，應(yīng)做到科學(xué)合理布局，措施到位，注重細(xì)節(jié)。以下是降低或減少建筑給排水系統(tǒng)噪聲的主要措施。
7.1水泵房：
①泵房選址應(yīng)盡量遠(yuǎn)離要求環(huán)境安靜的場所。
②選擇低噪音、低轉(zhuǎn)速的水泵；每臺水泵均設(shè)置獨立的基礎(chǔ)，水泵與基礎(chǔ)連接采用彈簧隔振器。
③水泵進(jìn)出水管設(shè)可曲繞接頭，可隔絕泵組通過管道傳遞震動轉(zhuǎn)速。
④管道采用彈性支吊架；管道穿樓板、墻處用柔性材料填充孔洞與管道間空隙，可有效降低固體傳聲。
⑤泵房內(nèi)墻體及天花采取隔音吸音處理。
⑥采用隔音效果好的門、窗，消除聲音傳播的途徑。
7.2管道及器具：
①流速過快會引起金屬管道震動產(chǎn)生噪聲，尤其是管道轉(zhuǎn)彎處因彎曲震動產(chǎn)生的噪聲非常明顯，故在管道轉(zhuǎn)彎處設(shè)置有效的固定支架和減震支架是十分重要的，同時適當(dāng)放大管道管徑，以控制管道流速不致過大。
②排水管采用隔聲效果好的柔性接口鑄鐵排水管，并采用雙立管排水系統(tǒng)，在有條件的情況下，設(shè)置環(huán)形通氣管或器具通氣管，這樣可穩(wěn)定排水管內(nèi)氣壓，從而改善排水條件，降低排水噪聲。排水立管不宜布置在與臥室或要求安靜的房間相鄰的內(nèi)墻。
③器具及閥門宜采用節(jié)水消音型產(chǎn)品，不宜采用快速啟閉的閥門、水嘴。
④高揚程水泵宜采用緩閉式消音止回閥、水錘消除器或安全泄壓閥，防止停泵產(chǎn)生水錘和噪聲。
⑤較大口徑的水箱水力液位控制閥，其隨水箱水位升降，時而開啟向水箱注水，時而關(guān)閉。在向水箱放水時，如壓力、流速過大，會產(chǎn)生較大的噪聲，設(shè)計可采取降水壓、減流速的措施，并對水箱進(jìn)水管牢固固定，必要時水箱進(jìn)水管采用淹沒出流進(jìn)水。
7.3氣蝕噪聲的控制
管網(wǎng)中的液體與氣體，在一定壓力和溫度作用下形成氣蝕。氣蝕會對管道和設(shè)備造成水力沖擊，從而產(chǎn)生噪聲甚至損壞管道和設(shè)備。由于氣體積聚在管道或設(shè)備中的相對高點及管網(wǎng)末端，故應(yīng)在這些部位設(shè)置自動排氣閥，水泵進(jìn)水管異徑管采用偏心異徑管，以避免氣蝕發(fā)生。此外，可調(diào)式減壓閥的前后壓差過大時，也會發(fā)生氣蝕，并產(chǎn)生噪聲，損壞閥件?！敖ㄒ?guī)”規(guī)定，可調(diào)式減壓閥的閥前與閥后的最大壓差不宜大于0.40MPa，要求安靜的場所不應(yīng)大于0.30MPa。對于超高層建筑，無論是可調(diào)式還是比例式減壓閥，其前后壓差均應(yīng)按不大于0.30MPa設(shè)計。
8管材及設(shè)備選擇
因超高層建筑管路系統(tǒng)所承受壓力及運行可靠性要求較高，要求的建筑使用壽命更長，故對管材及設(shè)備的選擇要求更高。設(shè)計人員如果不重視，可能留下事故隱患。
8.1管材
①給水管給水管應(yīng)優(yōu)先使用具有足夠強(qiáng)度的金屬管，如厚壁鍍鋅鋼管、無縫鋼管、不銹鋼管、銅管等，還可選用襯塑或涂塑金屬管。塑料管因其強(qiáng)度不如金屬管，且線性膨脹系數(shù)比金屬的大很多，熱脹冷縮使其在軸向方向上的變形量大。此外，其接口的耐壓強(qiáng)度一般要比管材自身的強(qiáng)度低，因此，不建議使用塑料管，尤其在高壓管道系統(tǒng)中應(yīng)避免使用。管材的連接方式：焊接、法蘭、溝槽等連接方式可以達(dá)到或超過管材本身的抗壓強(qiáng)度，是高壓管道連接優(yōu)先考慮的方式。螺紋連接一般用于口徑100以下較小的管道，其承壓能力略低。
②排水管超高層建筑的排水管有多種選擇。使用較多的有機(jī)制鑄鐵排水管及HDPE排水管等。PVC-U排水管因其本身強(qiáng)度稍差，如接口為粘接劑粘接，則易脫落，不建議采用?！督ㄖo水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50242-2002第5.3.1條規(guī)定：管道在做灌水試驗時，灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。因此，在選用雨水系統(tǒng)管材時應(yīng)考慮雨水管道由于建筑高度引起的靜壓力。雨水立管一般選擇鍍鋅鋼管、承壓HDPE管，有條件或者明裝時可選用不銹鋼采用承壓管。承壓比較高的部分采用無縫鋼管。
8.2給水設(shè)備
超高層建筑，給水系統(tǒng)如采用水泵分區(qū)的并聯(lián)供水方式，上部給水系統(tǒng)的給水設(shè)備工作壓力，通常都大于1.60MPa，而國內(nèi)廠家生產(chǎn)的給水設(shè)備工作壓力一般都不超過1.60MPa，因此，應(yīng)在設(shè)計階段確定若干家合適的設(shè)備廠家，供業(yè)主選擇。如果系統(tǒng)沒有設(shè)安全泄流裝置，應(yīng)采取防水錘措施。工作壓力大于1.60MPa的給水設(shè)備，其對產(chǎn)品品質(zhì)，如設(shè)備材質(zhì)及生產(chǎn)工藝，要比常壓給水設(shè)備要求更高。對此，應(yīng)引起設(shè)計者的重視。
8.3閥門
超高層建筑給水系統(tǒng)采用的閥門，其材質(zhì)，閥芯宜用全銅或不銹鋼，閥體宜用球墨鑄鐵、全銅、不銹鋼或鑄鋼，確保產(chǎn)品具有更高的可靠性。需要設(shè)計人員注意的是，有些種類的閥門，不是你想要的壓力等級，廠家都能提供的。以上述某住宅小區(qū)為例，自動噴水滅火系統(tǒng)的3區(qū)和4區(qū)的濕式報警閥原設(shè)計設(shè)在地下室，報警閥設(shè)計公稱壓力2.10MPa。在施工階段，施工單位反映，2.10MPa或更高壓力等級的濕式報警閥在市場上買不到。經(jīng)了解，市場上只有公稱壓力1.20MPa及1.60MPa的產(chǎn)品，更高壓力等級的產(chǎn)品市場上無貨，也沒有一家廠家愿意接受定制。最終只得變更設(shè)計，將3區(qū)、4區(qū)的報警閥分別改設(shè)在23層和36層管井內(nèi)，濕式報警閥改為采用1.20MPa壓力等級的。
8.4消防水泵接合器
室內(nèi)消火栓系統(tǒng)及自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)消防水泵接合器，消防給水系統(tǒng)豎向有分區(qū)的，在消防車供水壓力范圍內(nèi)，應(yīng)分別設(shè)消防水泵接合器。這是“高規(guī)”第7.4.5條的規(guī)定。其條文說明提出：只有采用串聯(lián)給水方式時，上區(qū)用水由下區(qū)水箱抽水供給，可僅在下區(qū)設(shè)水泵接合器，供全樓使用。無論是消火栓系統(tǒng)還是自動噴水滅火系統(tǒng)，“高規(guī)”均沒有要求在消防車供水范圍之外的消防分區(qū)設(shè)置消防水泵接合器。但“噴規(guī)”第10.4.2條規(guī)定：當(dāng)水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時，應(yīng)采取增壓措施。該規(guī)定無異于，對于自動噴水滅火系統(tǒng)，無論是否在消防車供水范圍的分區(qū)，都應(yīng)設(shè)置消防水泵接合器。對于并聯(lián)消防給水系統(tǒng)，地方消防部門可能會要求在消防車供水范圍之外的分區(qū)也設(shè)消防水泵接合器，并設(shè)接力設(shè)施。南寧華潤中心幸福里一期工程，當(dāng)?shù)叵啦块T就要求，消防車供水范圍之外的消火栓系統(tǒng)及自動噴水滅火系統(tǒng)的消防分區(qū)，也應(yīng)設(shè)置消防水泵接合器，在其后設(shè)消防接力泵。設(shè)計應(yīng)注意，由于市場上一般只能提供公稱壓力1.60MPa的消防水泵接合器，如果消防給水系統(tǒng)工作壓力大于1.60MPa，而又在消防車供水壓力范圍內(nèi)，則消防水泵接合器應(yīng)當(dāng)專門定制。
9系統(tǒng)減壓措施
9.1給水系統(tǒng)
給水系統(tǒng)上的減壓措施主要有減壓水箱、減壓閥、減壓孔板、節(jié)流管、減壓穩(wěn)壓消火栓、安全閥、泄壓閥等。后三種主要起防超壓的作用。因減壓水箱需占用一定空間，一般較少采用，故采用減壓閥分區(qū)的給水系統(tǒng)最多。減壓閥有比例式和可調(diào)式的?？烧{(diào)式減壓閥的壓力調(diào)整范圍一般不大于0.70MPa。對生活給水系統(tǒng)而言，管徑大于DN50的管段一般采用先導(dǎo)式可調(diào)減壓閥或比例式減壓閥，小于等于DN50的管段一般采用直接式可調(diào)減壓閥。消防給水系統(tǒng)宜采用比例式減壓閥，并設(shè)置備用閥組（單個報警閥除外）。生活給水系統(tǒng)減壓閥可不設(shè)備用閥組。如果不設(shè)備用減壓閥，應(yīng)保證減壓閥失效時管道的壓力不超過衛(wèi)生器具的最大可承受壓力。“建規(guī)”規(guī)定衛(wèi)生器具的最大可承受壓力不得大于0.60MPa。消火栓給水系統(tǒng)通常在動壓大于0.50MPa的部位采用減壓穩(wěn)壓消火栓。
9.2排水系統(tǒng)
在以往的實際工程中，有不少超高層乃至高層建筑在排水立管上設(shè)置了消能裝置，即由下至上，從第6層起，每6層安裝一組由配件或成品組成的消能裝置，以達(dá)到消除排水立管中所謂由水流形成的過高的勢能的作用。實際效果如何呢，我們先來分析一下排水立管中水流的流態(tài)情況。實驗表明：排水立管中水流的流態(tài)大致分為以下幾種：
①流量較小時，水流沿著管壁做螺旋運動，隨著水量的增加，螺旋運動被破壞，當(dāng)水量足夠覆蓋管壁時，螺旋流停止。水流附著管壁而作片狀下落的附壁流。
②當(dāng)流量繼續(xù)增加到足夠大時，由于空氣的阻力和管壁的摩擦作用而形成水的隔膜運動，水膜運動開始后便以加速度下降，下降到一定的距離，當(dāng)水流所受管壁摩擦力與其重力平衡時，便做勻速運動，水膜厚度不再變化。此時的速度即為水膜流的“終限流速”，自水流入口處至形成終限流速的距離稱為“終限長度”。對于一定的管徑,如果流量越大，其終限流速及終限長度也越大。
③當(dāng)水量更大時,即水流充滿立管斷面的1/3以上時,水膜的形成更加頻繁，以至容易變?yōu)檩^穩(wěn)定的水塞運動。水塞的形成會引起立管內(nèi)氣壓激烈的波動,容易破壞排水水封。在水膜流終限流速狀態(tài)下計算出的流量為臨界流量。而我國規(guī)范規(guī)定的臨界流量值約為理論臨界流量值的一半,已考慮了實際污水中帶有大塊雜質(zhì)、出流實際不穩(wěn)定及立管負(fù)壓段對橫管出流的強(qiáng)烈抽吸而造成的短時高峰流量等因素。有資料表明，對應(yīng)于流量9L/s其流速4m/s時的終限長度值約為3m，即水流從支管出口流入立管后，大約經(jīng)過一層樓的高度,便保持水膜層厚度和流速不變。因此，在規(guī)范規(guī)定的立管排水能力范圍內(nèi)設(shè)計時，立管水流在流經(jīng)3m左右的距離處已達(dá)到終限流速狀態(tài)，流速不再增加，故排水立管沒有必要設(shè)置消能設(shè)施。但基于改善水力條件，提高立管排水能力，保護(hù)衛(wèi)生器具的水封，同時保證立管內(nèi)的空氣流通，排除管道中的有害氣體考慮，超高層建筑排水立管應(yīng)設(shè)專用通氣立管。
10結(jié)語
超高層建筑的給排水設(shè)計，應(yīng)根據(jù)其區(qū)別于其他建筑的最顯著特點——高度來進(jìn)行。確定系統(tǒng)所考慮的因素包括建筑高度、建筑功能、建筑材料及設(shè)備、節(jié)能性、可靠性、安全性、施工的可能性、可維護(hù)性等。超高層給排水設(shè)計要求設(shè)計者熟悉相關(guān)建筑材料及設(shè)備特點，最大程度地發(fā)揮其性能優(yōu)勢。超高層建筑應(yīng)該在各個方面都是和諧統(tǒng)一的。給排水設(shè)計應(yīng)以安全、簡潔、高效為繼續(xù)努力的方向。
作者：劉宗秋 黃修齊 劉家金 符恩 王陽 單位：廣西華藍(lán)設(shè)計（集團(tuán)）有限公司
