超高层建筑给排水设计心得

超高层建筑给排水设计心得

李付勤

广西壮族自治区工业设计研究院有限公司 广西壮族自治区 530000

摘要：近年来我国建筑行业发展迅速，超高层建筑的高度也在不断地刷新。而超高层建筑的给排水设计中，对于普通的多、高层建筑而言，也较为复杂。本文从超高层给排水设计的总体把握及一些细节问题进行探讨。

关键词：高大净空场所；手抬泵；减压水箱；擦窗机；雨棚

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1总体把握

一般，建筑工程的设计先从建筑概况上总体分析、梳理，包括消防系统、给排水系统。

（1）不容置疑，建筑规模是对消防系统的系统选择、设计流量及危险等级进行判断的主要依据。消防方面要注意，超高层建筑中大堂、中庭等高大净空场所，较常见。这类场所可能会使自动灭火系统更为复杂。《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2017（以下简称“喷规”）第5.0.2条表5.0.2中民用建筑和厂房高大空间场所采采用湿式系统的设计基本参数，较2005年版《喷规》表5.0.1A中对应的设计参数有所区别、总体上也有所提高，不能一律单纯地依照以往的做法简单地取系统设计流量Q=30L/S，或者Q=40L/S。此外，表中还把湿式系统的最大净空高度提到了18m。

下面试算：假设医院中庭的最大净空高度为12m＜h≤18m，喷水强度为15L/（min▪㎡），作用面积160㎡，则中庭的设计流量Q=15*160/60=40（L/S）。

这只是理想的计算结果。实际的水力计算中，沿程水损造成喷头喷水的不均匀、通透性吊顶等因素对实际设计流量的影响，也应考虑。此问题影响消防水池的有效容积，要慎重。

此外，高空净空场所也可以考虑采用固定消防炮灭火系统、大空间智能型主动喷水灭火系统等。但如果采用其他自动灭火系统，可能出现同一防火分区内存在多种自动灭火系统同时启动来扑灭火灾的情况。这会影响整个工程的消防设计用水量。还有，固定消防炮灭火系统、大空间智能型主动喷水灭火系统造价也较高，这是要综合考虑的。

（2）若为广西项目，公共建筑单体面积超过2万平方米的项目，需要设计中水系统，其他地区也有类似的规定。因为建筑物内的中水处理站宜设在建筑物的最底层，或主要排水汇水管道的设备层，此规定详见《建筑中水设计标准》GB 50336-2018第7.1.2条。这样一来，这对建筑专业影响较大不单建筑位置，建筑面积、层高等因素也需要斟酌。另外，涉及污废水的处理，还需要暖通专业考虑通风；设备的电源、设备的荷载，也需要电气、结构专业互相协作。

有些城市本身建有市政中水管网，当本项目有中水需求时，中水设备房也是要考虑的。

类似的情况还有雨水收集回用系统。广西省地方标准《海绵城市规划设计导则》（桂建标（2017）34号）第5.7.1条第4款：“大型屋面（5000㎡以上）宜设雨水收集回用系统，收集屋面雨水用于绿地浇灌、场地清洗及渗入地下等”。另外，南宁市地方标准《南宁市海绵城市规划设计导则》（南规报[2015]421号）：“对于政府投资的新建公共建筑，单体屋面正投影面积超过 2000m2 的，每1000m2 不透水面积，应配建不小于 25m3 的雨水调蓄设施。”当然，此问题各地方要求不同。此外，《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》GB50400-2016第7.2.1条：“雨水蓄水池、蓄水罐、弃流池应在室外设置。埋地拼装蓄水池外壁与建筑物外墙的净距不应小于3m。”其实，蓄水池是否必须设于室外的问题，看条文解释设于屋顶、地下室也是可以斟酌的。不过，就雨水收集回用系统运行的安全性看，有条件、经济合理的话，个人认为蓄水池应优先设于室外。

（3）很多项目，消防水系统采用临时高压系统，但当建筑高度超过250m时，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）》第十四条要求：室内消防给水系统应采用高位消防水池和地面（地下）消防水池供水；高位消防水池、地面（地下）消防水池的有效容积应分别满足火灾延续时间内的全部消防用水量。这对土建影响较大，应予以重视。

（4）超高层建筑的建筑面积往往比较大，注意核对整个小区的建筑总面积是否超50万平方米。《消防给水及消火栓系统技术规程》GB 50974-2014（以下简称“消水规”）第6.1.11条：居住小区消防供水的最大保护建筑面积不宜超过 500000㎡。要防患于未然，按照规范确定是否可以共用临时高压消防给水系统。

确定了以上几个给排水设计方向性的问题，就可以着手处理给排水的设备房（包括地下室、避难层及屋面部分）、水池（箱）、管井等细节问题。

2细节问题

（1）据了解，目前国内消防车的救火高度普遍在150m左右，也有部分地区达到两三百米高。因此消防方面，超高层建筑要立足于自救。超过250m的超高层建筑，《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）》中对消火栓高压给水系统、自动喷水灭火系统另有加强性技术要求，甚至细致到酒店的污衣井、电梯机房、电缆竖井、厨房、玻璃幕墙等部位也要相关要求。《江苏省建设工程消防设计审查验收常见技术难点问题解答》苏建函消防[2021]171号第2.6条要求：超过250m高的高层建筑楼层配电间要设自动灭火系统。因此具体项目的设计中，要注意地方规范。

当然，也要充分考虑消防队救火的条件。例如，在避难层按分区设置消防系统的手抬泵或移动泵的进出水接口。

（2）避难层及屋面可以用来解决给水系统分区及转换的问题。给水系统分区主要根据：

1)、“喷规”第6.2.4条：“每个报警阀组供水的最高与最低位置洒水喷头，其高程差不宜大于50m。”

2)、“消水规”第6.2.1条：“1 系统工作压力大于 2.40MPa ；2.消火栓栓口处静压大于 1.0MPa ；3.自动水灭火系统报警阀处的工作压力大于 1.60MPa 或喷头处的工作压力大于 1.20MPa 。”

3)、《建筑给水排水设计标准》GB 50015-2019（以下简称“建水规”）第3．4．3条“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”，及第3．4．6条“建筑高度不超过100m的建筑的生活给水系统，宜采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式；建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式”。

以上分区的要求，个人理解主要是从减少系统工作压力、提高系统的安全性、降低管道和设备的压力等级、同时提高运行能效等因素考虑。有人说，超高层给排水设计可以看作是把建筑分为多个高层设计。这个观点无可厚非，只是超高层另有其特殊性。

排水系统也要有这个意识，“建水规”第5.2.39条有“（雨水）管道系统(含管道、配件、伸缩节组成的系统)耐压不应小于雨水立管静压”的要求。试想，对于五六百米高的建筑，普通的雨水管管材是难以承受如此大的静压的。污废水管也同此理，因此排水管网要考虑消能措施。建筑高度不大于300m时，采用柔性机制铸铁排水管、每六层设一个消能弯。建筑高度大于300m时，消能弯只能减少雨水管出口的速度水头，但无法减少其静压，因此需要在适当的避难层采用减压水箱减压。

避难层及屋面还要处理好设备管线振动问题，减少机电设备对上下层的影响：

1)、要求土建专业对设备房做隔音措施。

2)、要做好管线的防震措施，包括软接头、抗震支架的合理设置。

3)、采用浮动地台做设备基础，基础与楼板之间可采用避震软垫、玻璃纤维绝缘板承托。

（3）不少超高层建筑都做有玻璃幕墙，关于玻璃幕墙除了上文提到的消防问题，还要跟甲方明确是否考虑设置擦窗机清洁玻璃幕墙，采用的擦窗机类型、工作方式。关于擦窗机，需要在楼顶预留给水接口。其次，擦窗机清洗作业的排水也要经过隔油措施处理后才能往外排。

（4）超高层的雨棚排水跟一般建筑有所不同。“建水规”第5.2.7条：“高出裙房屋面的毗邻侧墙，应附加其最大受雨面正投影的1／2计算。窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道应附加其高出部分侧墙面积的1／2。”按此条文，超高层高度较高，雨棚的侧墙比较大，尤其是雨棚上方采用玻璃幕墙时，雨水直接沿着幕墙流下来，流量较大，需要附加侧墙的雨水流量，从而计算出适当的雨水管管径。此外，建筑周边的雨水沟也同此理。

3结语：

以上是本人对超高层建筑设计的一点心得，希望能对同行有所帮助。

参考文献：

[1]李剑平.超高层建筑给排水设计若干问题探究[J].居业,2016(1):80-81.

[2]孙基凤.许杰,研究超高层建筑给排水设计的要点[J].建材与装饰,2020(7):136-137.

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[4]秦建明等,超高层建筑给排水设计问题探讨[J].中华建设,2018(8):102-103.