超高层办公楼给排水设计要点浅析

张华

【摘要】给排水系统是超高层办公楼的一个重要组成部分，相对高层办公楼而言，超高层办公楼对给排水和消防系统设计的安全性、可靠性的要求更高，因此必

须通过科学、合理的给排水系统设计来实现超高层办公楼的使用要求。本文根据工程案例，结合国家现行规范要求，浅析超高层办公楼的给排水系统设计要点。

【关键词】超高层办公楼 给排水系统 消防系统

一、概述

随着我国经济的发展，超高层办公楼的规模已经不再局限于某一座的概念，而是区域性的超高层办公楼建设，高度也从一百多米到五百多米不等。本文主要以深圳某超高层办公楼为案例，对超高层办公楼给排水设计中的要点做一些探讨，希望为相关的理论和实践提供一定的参考。

二、超高层办公楼的生活给水系统设计

1、工程概况

该超高层办公楼总建筑高度198米。地上总共45层，其中6层裙房，地下室有四层，地下一～四层为车库、设备用房，一～六层为商业、办公，六层以上为办公，其中三个避难层。

2、给水方案要点浅析

超高层建筑的高度以及建筑性质等因素直接影响着生活给水系统的供水方式。在超高层给水系统设计中，在分区合理的情况下还应注意该分区的节能性。超过100m的建筑其生活给水系统的供水有两种基本的方式：①无水箱的分区、串联供水，此方式有水泵升压直接供水，各区自成系统，每区的各级水泵在使用时，应先启动下一级水泵； ②设水箱的分区、串联供水，此方式是水箱水泵联合供水，各区水箱除满足本区用水需要，还应贮存供上区泵的启泵水量，各区均由水箱重力供水。

在该工程中，除了二层及以下由市政管网供水外，其余全部采用水箱+变频水泵联合供水，即采用第②种方式。笔者认为，在该超高层办公楼中，在不超过15层就有一个避难层的条件下，利用重力供水更加节能。根据管材的承压性能，在上面的两个避难层和屋面分别设置生活水箱，将地下室生活水箱的水用水泵提升至避难层和屋面生活水箱，总共形成三个给水分区（3层至第二个避难层为一区，第二至第三避难层一区，第三避难层至屋面为一区），由水箱重力供水给各区。每个分区内再根据卫生器具以及节水的要求，采用减压阀减压的方式进行各区内分区供水。该方案中，中间水箱在满足本区生活用水量的同时也充当转输水箱的角色。

对该超高层办公楼而言，这种系统即能节省运行费用，又可以节省水泵的数量，从而节省了初期投资费用。但在设计过程中，需要我们注意的是这种系统的泵房面积较大，在避难层需要有条件设置水泵房，而且对自动控制和防震有较高的要求。

三、超高层办公楼的消防给水系统设计

超高层建筑的高度越高，其火灾危险性越大、疏散越困难、火灾蔓延越快、扑救难度也越大，因而消防给水系统设计在超高层办公楼的消防设计中是非常重要的一个环节。

1、灭火系统组成和消防水量

该工程根据建筑功能及规范要求设置的灭火系统有：室内外消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、自动扫描高空水炮灭火系统、七氟丙烷气体灭火系统、建筑灭火器等。具体用水量如下表1。

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014，以下简称“消规”），该工程需要贮存室外消防用水量，為了满足室外消防用水设置取水口，且吸水高度不大于6米的要求，将消防水池设置于地下一层。消防水池的贮存水量，按“消规”中3.6.1条的规定及其条文解释，应该是室内外消火栓系统用水量和自动喷水灭火系统用水量之和。而在此工程中，在高大空间和商业区域之间有回廊存在，虽然建筑设置防火卷帘，但笔者认为存在自动喷淋和自动高空扫描水炮在两区域交界边缘同时启动的可能性，为了提高超高层办公楼消防用水的安全可靠性，应将自动高空扫描水炮的用水量也贮存于消防水池内。因此，消防水池的有效贮存容积为1044m3，并按要求分为能独立使用的两座。

2、消防供水方式分析

目前在超高层办公楼的消防给水系统设计中，有的采用转输型的供水方式，有的则采用常高压供水方式。该超高层办公楼高度不超过200米，采用转输供水方式，具体做法是将转输水箱和转输水泵设置于避难层，此种方式的优点是充分利用了避难层的空间，单台水泵的功率比较小。但转输系统往往对电气自动控制的要求很高，而且要求电气系统安全可靠，因而转输系统的安全系数相对较低。

如果采用安全系数相对较高的常高压系统，该工程可以一次性用水泵将消防用水从地下室提升至屋顶消防水箱，这种系统的优点显而易见，火灾时无需启动消防水泵，不存在电气故障或机械故障产生的系统失效问题。但这种系统不但单台水泵的功率较大，而且系统的设置受到很多限制条件：○1超高层办公楼屋面的设备机房相对较多，很难有足够的空间放置一个有效贮存容积为1000多立方的水池及相匹配的泵房；○2屋面大型消防水池对结构的荷载和抗震的影响也需要结构专家进行专门论证；○3要结合建筑外立面，与建筑专业配合，综合考虑。

综上，对于超高层办公楼的消防给水系统设计，要综合多方面考虑，在考虑消防供水安全可靠的同时还要考虑到与建筑和结构的关系，从而对整个项目的设计人员提出了更高的要求，务必做到各专业密切配合，协调统一。

四、超高层办公楼的排水系统设计

在超高层建筑中，排水系统的设计主要体现在排水管道的敷设和管材的选用。超高层办公楼中，管井和卫生间通常都设置在核心筒内，而且各个管井和卫生间一般都不是从上到下一直贯通，多数情况下会在避难层进行转换。在该工程中由于核心筒位置和电梯及电梯出入口的关系，卫生间和高低区电梯及出入口的位置交替设置，因此在避难层的上下层总会出现卫生间和电梯或电梯前室之间的转换。当卫生间位于在电梯机房层的上方时，需要进行排水管道的转换，而且根据规范要求，必须在电梯机房上方设置一个夹层，因此在设计过程中必须注意局部的层高问题。

另外，超高层办公楼中的污废水排水主要是卫生间排水，排水量大，转换次数多，在每个避难层之间转换的管道可不设置消能装置，但超高层办公楼中管道很多，很容易管道交叉重叠，这对于管井和排管的布置提出了较高的要求，设计中应给予充分重视。

五、结束语

超高层办公楼建筑给排水设计与普通高层办公楼在消防、生活给水、雨污水排放等方面有很大的不同，设计时在满足现行规范要求的同时需要我们深入思考，尤其需要注意以下安全问题：生活给水要考虑管材管件，及各种配件的耐压安全，并且保证各用水点的水压要求；消防给水要考虑系统供水安全，从而保证消防安全，同时在消防系统中应考虑设置水泵接合器，可以采用柴油泵来代替水泵接合器的功能；生活排水要考虑排水通畅及保护水封的安全；雨水排水要从重现期来考虑排水安全，同时要考虑管材的承压要求等。总之，需要设计者从多方面考虑，设计出经济、合理、安全的超高层建筑给排水系统方案。

参考文献：

1.中华人民共和国住房和城乡建设部，《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）

2.中华人民共和国住房和城乡建设部，《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014

3.住房和城乡建设部工程质量安全监管司，《全国民用建筑工程设计技术措施》 给水排水-2009

4. 中华人民共和国建设部，《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）