高层建筑给排水设计体会与总结
摘要: 一个项目的建设完成，跟优秀的设计、施工、管理是密不可分的，尤其是一个合理、完善的设计更为重要。本文项目设计实例，探讨高层建筑的给排水设计谈一些看法和体会。
关键词: 给水系统；排水系统；雨水系统；消火栓给水系统；自动喷水灭火系统
1．工程概况：
本工程总建筑面积约4万m2,占地面积约4800m2,建筑总高度99.6m。本项目的建筑主体由一栋24层高度不超过100m的高层塔楼和七层的裙房组成，1至7层为裙房、8-24层为办公用房，地下室三层，地下三层为人防及设备用房；地下一层及地下一层为停车库及设备用房，地上24层，一层为入口大堂及相关配套商业，二层为多功能厅及配套用房，三层为工业研发用房，四层为食堂及研发用房，五至二十五层均为工业研发用房。
2.给水系统：
2.1水源：
本工程生活及消防用水均由市政给水管网供给，两路供水，分别从科园路和滨海大道的市政管道上接入一条DN200给水接口，并在建筑周围形成DN200供水环网。
2.2给水系统竖向分区：
室内给水系统竖向分3个区，低区为地下三层至四层，由市政给水管网直接供给；中区为五层至十四层，由中区无负压给水设备供水；高区为十五层至二十五层，由高区无负给水设备供水，泵组设置部位：中区无负压管网增压稳流给水设备与高区无负压管网增压稳流给水设备设于地下三层生活水泵房内，各区生活用水最不利点水压不小于0.10Mpa，最低卫生器具处用水压力大于0.35Mpa时采用恒压式减压阀减压供水。
2.3管材及管道敷设：
2.3.1室外给水管采用钢丝网骨架增强塑料复合管；室内给水管采用纳米抗菌不锈钢复合管，密封采用O型硅橡胶，DN≤100采用双挤压式连接, DN＞100采用沟槽式管件(卡箍)连接。
2.3.2给水立管在管道井内敷设，由建筑专业统一处理；给水支管在吊顶内或墙内暗敷，施工时应留槽。
2.3.3本建筑在市政接口处统一设置室外水表井。办公商业等给水水表设置在公共走道的水井中，采用远程电子抄表；其他用水点可根据甲方计量要求设置单独计量水表。
3．排水系统：
本建筑采用雨污分流的排水体制，排水接口为科园路上的市政预留排水接口。各排水立管根据排水量采用伸顶通气管、专用通气立管或环形通气管。
生活污水需经化粪池处理后排入市政排水管网，餐饮生活排水需经隔油池处理后才可排入排水管网。地下室设潜水泵，将水排入室外排水管网。
消防电梯井底的集水坑容积不小于2m3，潜水泵流量不小于10L/s。
管材：室内排水系统采用离心铸铁排水管，不锈钢卡箍连接；室外采用双壁波纹排水塑料管。
4.雨水系统：
采用深圳降雨强度公式，屋面雨水排水工程的总排水能力不应小于10年，降雨历时为5min，暴雨强度q5=5.25L/S.100m2。屋面雨水均由雨水斗收集后靠重力流排至室外弃流沉砂池，初期雨水弃流排放，通过弃流沉砂池处理后的雨水排至雨水收集箱，通过雨水收集箱处理后的水进过过滤处理后用于绿化灌溉，车库及道路的冲洗以及景观的补水使用。管材：室内雨水系统采用离心铸铁排水管，不锈钢卡箍连接；室外采用双壁波纹排水塑料管，雨水收集处理原理见图一：
5.消火栓给水系统：
5.1用水量：
室外消火栓给水系统：30L/s;室内消火栓给水系统：40L/s;火灾延续时间均为3小时。
5.2系统说明：
5.2.1室外消火栓系统：
与室外给水系统共用一套管网，并按不大于120m间距设置室外地上式消火栓，在此范围内的市政消火栓也为本建筑所用。由于本建筑只有一路市政供水管，故在地下一层设专门的室外消防水池以存储火灾延续时间的室外消防用水量。
5.2.2室内消火栓系统分区：
室内消火栓系统竖向分两个区，低区：地下三层至七层；高区：八层至二十五层。低区由消火栓泵供水、并由屋顶消防水箱稳压，供水管及稳压管均通过减压阀减压供水；高区由消火栓泵供水、并由屋顶消防水箱稳压箱。各区分别设有水平干管连接各消火栓立管，形成竖向及水平环网。
5.2.3消防水池及消防水箱：
地下二层室内消防水池存有火灾延续期间内的全部室内消火栓用水量、喷淋用水量，合计为540m3（分成两格），其中室内消火栓系统用水量为432m3；屋顶水箱间设有一座消防水箱，容积为18m3，供火灾初期的室内消火栓用水量、喷淋用水量。
5.2.4消火栓水泵控制要求：
室内消火栓泵：选用2台XBD14/40恒压切线泵 （1用1备）Q=144m3/h, H=140m, N=90kW，消防控制中心控制启停泵；消火栓箱处按钮启泵；地下消防水池达低水位时停泵。采用单阀单栓带自救式消防卷盘的消火栓箱，箱内设置消火栓泵启动按钮及指示灯，消火栓口径为DN65，水龙带长为25米，水枪喷嘴口径19mm。室内消火栓每支水枪最小流量为5L/s，立管最小流量为15L/s，充实水柱不小于13米，并保证室内任何部位都有两股充实水柱同时到达。室内消火栓系统高低区各设有三套地上式水泵接合器，每个流量15L/s。管材：室内消火栓给水系统采用内外壁热镀锌钢管，沟槽式连接件（卡箍）或丝扣、法兰连接。消火栓系统原理图如图二所示：
6.自动喷水灭火系统：
6.1用水量：采用湿式自动喷水灭火系统，设计用水量为30L/s，火灾延续时间1小时，火灾危险等级为中危险II级。
6.2分区说明：
为保证喷淋系统配水管道工作压力不大于1.2MPa，本工程喷淋系统分成高、低二区，低区：地下三层至七层；高区：八层至二十五层。低区由喷淋泵供水、并由屋顶消防水箱稳压，供水管及稳压管均通过减压阀减压供水；高区由由喷淋泵供水、并由屋顶消防水箱及稳压装置稳压。
6.2.3系统说明：
本建筑除建筑面积小于5m2的卫生间、塔楼敞开式外走廊、不宜水消防的部位外均设置喷淋系统。喷淋水泵控制要求：喷洒选用2台XBD15/30恒压切线泵（1用1备）Q=108(m3/h), H=150m, N=75kW，就地控制启停泵；消防控制中心控制启停泵；湿式报警阀处压力开关自动启泵（共8组，其中地下二层消防泵房内4组、七层4组）；地下消防水池达低水位时停泵。消防水池及消防水箱：地下室消防水池存有火灾延续期间内的全部室内消火栓用水量、喷淋以用水量，合计为540m3（分成两格），其中喷淋系统用水量为108m3。屋顶水箱间设有一座消防水箱，容积为18m3，供火灾初期的室内消火栓用水量、喷淋用水量及水炮用水量。屋顶喷淋系统稳压装置，由两台小泵（一用一备）及一台气压罐组成。喷淋系统设计参数：喷水强度为8L/min.m2，作用面积为160m2，喷头工作压力不低于0.10Mpa，其中系统最不利点处喷头的工作压力不低于0.05Mpa。除厨房内喷头公称动作温度为93℃外，其余喷头的公称动作温度均为68℃，并根据建筑装修要求采用吊顶型或普通型玻璃球闭式喷头。净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置上喷喷头。当梁、通风管道、排管、桥架等障碍物的宽度大于1.2m时，其下方应增设喷头。在装设通透性吊顶的场所，喷头布置在顶板下。每层按防火分区设置水流指示器和电磁阀，湿式报警阀前的阀门采用电磁阀。电磁阀的开关状态显示在消防控制中心。每个湿式报警阀控制的喷头数不超过800个。喷淋系统设有3套地上式水泵接合器，每个流量15L/s。管材：采用内外壁热镀锌钢管，沟槽式连接件（卡箍）或丝扣、法兰连接。自动喷水灭火系统原理图如图三所示：
7．其它消防系统及灭火器配置：
7.1在发电机房、变配电间等处设有七氟丙烷洁净气体灭火系统。
7.2厨房烹饪操作间的排油烟罩及烹饪部位设置厨房设备专用灭火装置。
7.3本建筑地下室按中危险级A类与B类混合火灾设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器，每具灭火器最小配置灭火级别为55B，最大保护面积为1.0m2/B，最大保护距离为12米；其余区域按严重危险级A类火灾设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器，每具灭火器最小配置灭火级别为3A，单位灭火级别最大保护面积为50m2/A，最大保护距离为15米。
8.体会与总结：
8.1无负压供水设备的应用：
无负压供水工作原理：自来水管网的水通过进水管道部分进入稳流补偿罐，稳流补偿罐内空气通过负压消除器排出，直至罐内水满，设备通电置于自动工作状态。控制系统对设备进水总管压力与用户管网压力实时检测，并将压力信号转换为数字信号储存于寄存器中，与预先从触摸式人机界面设置的并储存于寄存器的压力设定值进行闭环运算，并将结果转换为模拟量以控制变频器的输出频率，控制水泵的运行转速，在市政供水量大于用户用水量时根据用户管网压力自动调节水泵转速，保证用户管网压力恒定；在市政供水量小于用户用水量时，及时调低水泵转速，控制供给用户的水量，确保给水设备不对市政管网产生。
采用无负压供水设备，从环保、节水、节能等方面与传统的供水方案相比，无负压供水设备不仅可节约一次性投资，而且运行费用低，供水质量安全、可靠、卫生，设备维护管理简单方便，节省建筑面积，采用计算机智能控制变频调速供水技术，供水安全可靠，是真正的卫生、环保的绿色供水设备。当采用直接从城镇给水管网吸水的无负压供水时，应符合下列要求：无负压供水设计方案应经当地供水行政主管部门及供水部门批准认可；无负压供水的调速泵机组的扬程应按吸水端城镇给水管网允许最低水压确定无负压供水系统在用户正常用水情况下不得断水。
8.2雨水回收与利用：
本建筑采用屋面雨水收集与利用技术，在城市和建筑小区推广雨水收集利用工程是非常环保和节能的措施，雨水收集与利用在技术上是可行的，在社会效益和环境效益是非常可观的，而且极大地提高了水资源的利用率，可在一定程度上解决季节性缺水问题，雨水收集与利用技术值得大力推广和应用。
图一：
图二:
图三
