[超高层建筑给排水及消防设计探讨] 超高层建筑论文

　　摘要:结合工程实例，对超高层建筑生活给水设计，生活热水设计，消火栓系统设计，自动喷水灭火系统设计，以及排水和雨水系统设计进行了阐述，总结了超高层建筑给排水设计的经验，以指导实践。
　　关键词:超高层建筑，给排水设计，消防设计
　　中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
　　1 概况
　　 本工程总建筑面积约26万m2 ，其中地上建筑面积19．4万m2，地下建筑面积6．7万m2。建筑层数北楼为地上54层，南楼为地上36层，建筑高度南楼180．4 m(36层顶结构连梁高度) ，北楼203．55 m。地下共6层，地下6层为人防，地下2层～5层为车库，地上1层～ 7层为裙房。塔楼部分以北楼为例，其中7层，22层，38层为避难层。8层～33层为办公层，35层～53层为酒店层。下面以北楼为例介绍一下该项目建筑给排水及消防系统设计。
　　2 给水系统设计
　　2．1 水源
　　 由市政给水管网引入两根DN250 的给水管道，管道供水压力为0．35MPa，给水管道进入红线后设生活用水水表。
　　2．2 生活给水系统
　　 1) 地下室及1 层给水均由市政直供。
　　 2) 北楼其余楼层的给水系统竖向分区为四个区: 2层～6层为一区，7层～17层为二区，18层～33层为三区，34层～53层为四区;一区采用变频供水，其余区域采用低位水箱—水泵—高位水箱供水方式，并按规范要求静压不超过0．35MPa 设置减压阀。
　　2．3 冷却塔补水系统
　　 冷却塔补水由地下4 层生活消防泵房内变频泵供给，Q =50 m3/h，H = 60m。
　　3 生活排水系统设计
　　 1) 本楼采用污、废水分流制排放。
　　 2) 所有污废水经室外污水检查井后排至市政污水管网。
　　 3) 本楼排水采用专用通气立管通气排水; 立管设置检查口。
　　 4) 洗衣房排水及锅炉房排水设置降温池。
　　4 雨水系统设计
　　 1) 裙房屋面雨水采用虹吸排水系统，需满足50年重现期雨水排水要求。
　　 2) 主屋面雨水采用重力流排水，屋面雨水排水系统考虑溢流，满足50年重现期雨水排水要求。
　　5 消防给水系统设计
　　 楼建筑高度约为203．55m，按一类高层建筑进行消防给水设计。火灾延续时间按3h。消防初期水量18m3，储存在本工程北楼屋面消防水箱间内。地下室消防水池内储存3h室内消防用水及1h喷淋用水850m3。
　　 1) 本工程室外消防给水水量为30L/s，室外消防给水管网在建筑红线内形成环状，室外消火栓沿消防车道布置，其保护半径不大于150m，间距不大于120m，并保证室内消防水泵结合器40m范围内有室外消火栓。
　　 2) 本建筑室内消防系统采用临时高压制，竖向分为两个区，－6层～21层为低区，22层～54层为高区，每区设一套消火栓加压水泵，一用一备，超压部分(－3F～2F，7F～16F，22F～29F，35F～52F)设减压稳压消火栓。低区泵房内设置消防水池，高区于38层避难层设置消防转输水箱，水箱有效容积为110m3。
　　 3) 室外设地上式消防水泵接合器与室内消火栓给水管网相连。
　　6 自动喷水灭火系统
　　 1) 本楼地下室及主楼均设自动喷水灭火系统，主楼为中危险Ⅰ级，喷水强度为6L/(min·m2)、作用面积为160m2。1 层门厅采用大空间自动水灭火装置，用水量取10L/s。地下汽车库采用泡沫—水喷淋系统，喷水强度为6．5L/(min·m2) 、作用面积为465m2，喷淋用水量取100 L/s。水喷淋系统的火灾延续时间按1h考虑。
　　 2) 喷淋系统竖向分为两个区，－3层～28层为低区，29层～54层为高区，每区设一套喷淋加压水泵，一用一备。水源来自地下2层消防蓄水池，高区设置消防转输水箱。火灾初期用水由屋顶水箱供给。
　　 3) 地下车库设置泡沫喷淋为一个系统，地下1层及其以上设自动喷水系统，喷淋供水管由消防泵房内的喷淋泵供给，报警阀间设湿式报警阀，水箱间内的消防、喷淋稳压设备维持平时压力。地下车库一夹层车道出入口处的防火分区设置预作用自动灭火系统，并应按要求设置电动阀和快速排气阀。
　　 4) 44F～49F喷淋管上设置60mm孔板，29F～34F喷淋管上设置55mm 孔板，8F～16F喷淋管上设置50mm孔板。
　　 5) 喷头温度采用68℃，厨房部分采用93℃。有吊顶的房间均采用DN15装饰型闭式玻璃球喷头，无吊顶房间及地下室均采用DN15直立型K =80闭式玻璃球喷头(朝上安装)。客房及办公间内设置边墙型闭式喷头，K=115。直立型喷头溅水盘距顶板不小于75mm，不大于150mm。
　　 6) 室外设地上式水泵接合器，与自动喷水泵出水管相连，并设各系统区分的标志。
　　7 建筑灭火器配置
　　 本工程各层均设置灭火器系统，本建筑属严重危险级，火灾种类为A 类，局部为C 类或带电火灾，地下车库按B 类中危险级考虑，采用手提式磷酸铵盐干粉灭火器灭火，且灭火器均附设在消防箱内。地下室消火栓箱间距大于12m，按保护距离不大于12m增设灭火器。地上消火栓箱间距大于15m，按保护距离不大于15m增设灭火器。楼层每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。型号为:MF/ABC5，每具5kg，地下车库每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。局部增加放置灭火器箱，箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。型号均为MF/ABC5，每具5kg，充装方式为储压式。高低压变配电室设置推车式磷酸铵盐干粉灭火器。
　　8 管材选择
　　8．1 生活给水管
　　 生活冷水、热水管道采用内衬不锈钢复合钢管，DN100以下采用丝扣连接，DN100及以上采用卡箍连接。热水管道采用铜管，焊接。管件采用与管材相同材质、公称压力不小于2．0MPa。
　　8．2 排水管道
　　 1) 排水采用柔性接口排水铸铁管，采用法兰承插A 型接口，顺水进水三通，所有管件与管材成套供应。立管底部牢固支撑。
　　 2) 与潜水排污泵连接的管道，除水泵出口采用一段橡胶夹布软管外，均采用内涂塑钢管，接口同给水管。
　　 3) 虹吸雨水管管材和管件采用高密度聚乙烯管(HDPE)粘结。管材需满足满水试验要求。管道公称压力1．00MPa，承受负压能力不小于0．07MPa。
　　 4) 水箱水池溢、泄水管均采用内外涂塑钢管，接口同给水管。
　　8．3 消防给水管道
　　 1) 消火栓给水管道采用热浸镀锌焊接加厚钢管，DN≤80丝扣连接，DN＞80采用镀锌无缝钢管，沟槽式卡箍连接，阀门及拆卸部位采用法兰连接。管道公称压力为2．5MPa。
　　 2) 自动喷水管采用内外热镀锌焊接加厚钢管，丝扣或沟槽式机械接口。管道公称压力为2．5MPa。
　　9 结语
　　 本项目是一个以酒店、办公为主的综合性超高层建筑，笔者在该项目建筑给排水设计过程中总结了如下几点:
　　 1) 给水系统设计中，主要采用了水池—水泵—水箱—用户的供水方式，此供水方式更加安全可靠，水压恒定，关于水箱水质二次污染问题，本工程采用水箱自洁消毒装置来处理水箱供水水质。
　　 2) 排水系统设计中，塔楼排水立管高度在160m以上，污废水在立管中流速过大引起立管中气压剧烈变化，导致立管底部正压过大，横支管处负压过大，引起水封破坏，在22层、38层分别设置排水立管消能装置。
　　 3) 雨水系统设计中，虽然裙房屋面面积不大，但由于两塔楼高度比较高，北楼塔楼达160多米，侧墙汇水面积很大，所以采用虹吸雨水排水系统，利于雨水的快速排除，同时屋面设置雨水斗数量大大降低。
　　 4) 消防系统设计中，消火栓系统与自喷系统高低区分区时考虑采用38层消防水箱直接重力稳压，将高区下面几层适当降低。根据青岛当地规定，地下车库停车数量超过300辆必须设置泡沫喷淋灭火系统，所以本工程车库设置泡沫喷淋灭火系统。为了避免冬季冰冻影响消防，地下1层包含对外汽车坡道的防火分区设置预作用喷淋灭火系统。本工程消防高区设置了水泵接合器，考虑到一般消防车供水压力只有1MPa左右，在22层避难层设置接力泵，高区水泵接合器使用时打开接力泵供水。