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摘要：本文通过分析当前给排水系统设计的几个主要方面和存在的问题及在超高层建筑设计中的综合运用，展开具体的论述，对于科学合理的提高给排水系统功能，做好超高层建筑的供水排水设计，具有非常重要的现实意义。
关键词：超高层建筑，给排水，设计
Abstract: this article analyses the current water supply and drainage system design of several main aspects and existing problems in the design of high building and comprehensive utilization, launch concrete, this article has discussed for scientific and reasonable improve water supply and drainage system function, make the tall building water supply and drainage design, it has very important practical significance.
Keywords: tall building, water supply and drainage, design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 引言
我国经济的快速发展带来了建筑业的兴起和建筑技术的提高，建筑正在朝着超高的方向发展。这不仅能够解决城市人口拥挤带来的居住工作环境问题，还缓解目前紧张的城市用地压力，因此，发展超高层建筑属顺应经济社会发展趋势。但是随着高度的增加，给建筑给水排水设计带来的诸多困难，而且，超高层建筑越来越多，造成相关的给排水方面的规范条文相对滞后，为了适应超高层建筑的给排水要求，加强对超高层建筑的给排水系统设计研究显得十分必要。本文就目前超高层建筑给排水系统设计的主要内容出发，重点讨论了超高层建筑在给排水系统设计中存在的主要问题，并提出了相应的解决方法，为提高超高层建筑给排水方面的功能提供帮助，确保办公、生活用水、消防用水的充足等，具有非常重要的意义。
2 超高层建筑给排水系统设计
高层建筑分类中指出超高层建筑在40层以上或者高度大于100m，这是1972年在美国召开的国际建筑会议上专门讨论并确定的分类和定义。1976年，广州白云宾馆的建成(33层、115m)标志着我国大陆自行设计的高层建筑突破100m，进入超高层建筑发展时期。经过近40年的发展，目前主要在供水方式选择、中间转输水箱的计算、消防给水及排水系统中存在主要的问题，以下进行详细分析说明。
2.1 供水方式的选择问题
单在供水方式选择上，超高层建筑由于其自身原因，宜采用变频供水和重力供水相结合的方式供水。超高层建筑都是每个15层设置一个避难层，此层兼备设备层的作用，可以利用此层来设置中间转输水箱，同时，每30层可以设置一个大区，然后在每个大区分区设置，有两种设置方法：第一种，每个大区分成四个小区，每个小区都设置一台变频泵，往上供水；第二种方法就是在每个大区分两个小区设置两套变频泵，往上15层供水的同时，采用重力流往下供水15层。第一个大区都是在地下室，所以第一个大区内没有往下供水的情况出现。中间转输水箱兼职高位重力水箱，可以满足每个用水的水压在一定的压力范围。变频泵采用压力自动控制功能，而转输水箱是通过水位控制来实现供水。每15层设置一个避难层，而每30层设置一个大区，中间转输水箱设置在每个大区，不用每隔15层都设置，有效的减少了占用机房的面积。办公楼的避难层设置较多，而住宅的避难层设置较少，一般情况可以进行上述设计。在管材设备承压方面，30层高度的建筑，系统承压在1.5~2.0MPa，目前的技术和设备都能承受此范围的压力，能够满足承压要求。对于一些高层的酒店，供水压力要求稳定性高，为避免供水出现忽冷忽热的情况，酒店采用屋顶水箱重力供水比较合理，二次污染问题可以通過物业管理来解决。酒店用水变化大，无法高效发挥变频供水的优势，造成能源无法充分利用，因此，超高层的酒店建筑可以采用屋顶水箱重力供水。
2.2 中间转输水箱的计算
超高层建筑中，中间转输水箱的作用非常明显，基本上都是采用此方式来供水，它包括消防转输和生活转输水箱两部分。
消防中间转输水箱容积计算根据国家标准《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》(2003)中规定的：采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水容积按15-30min的消防设计水量经计算确定，并且不宜小于60m³。假如超高层建筑消火栓用水量为50L/s，自动喷水用水量为40L/s，那么中间转输水箱的容积=（50+40）×10×60+（50+40）×5×60=81000L，其中10min的水量为屋顶水箱水量，5min为上区输水泵的吸水池水量，如有其它水消防系统则把有可能在火灾时启动的消防系统的水量叠加，结果作为中间转输水箱的容积。
生活给水系统中，《建筑给水排水设计规范》（2009年版）中对于水量的规定：生活用水中途转输水箱的转输调节容积宜取5-10min转输水泵的流量。生活给水系统中的转输水箱有两个作用：第一，作为上区加压水泵的吸水井，为上区水泵用水提供3-5min的用量，第二，为下区转输泵调节容积。第二个作用即为保证初级水泵启动次数不大于六次每小时调节水量的要求。例如，当上区水泵流量为6L/ s，转输水泵的流量为6L/s时，采用变频供水系统时，计算的转输水箱的容积为6×5×60+6×10×60=5400L。当采用重力供水系统时，中间转输水箱一是作为上区水泵的吸水井，二要具有一定的调节容积来储存本区用水，此部分的容积计算按照重力供水区最大用水量的50％计。通过吸水井的容量叠加调节容积量来得到重力供水系统的中间转输水箱的容积。
2.3 消防给水系统设计
超高层建筑消防给水设计中水泵接合器的设置与否存在疑问，《高层民用建筑设计防火规范》中规定消防给水在一定条件下设置水泵接合器，在消防水车供水压力范围内的分区中设置，且是在采用串联给水方式下，上区用水由下区水箱抽水供给，可仅在下区设水泵接合器，供全楼使用。《自动喷水灭火系统设计规范》中规定，当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采用增压措施；且根据消防局的消防经验，规定在当地消防车供水能力接近极限的部位，设置接力设施。两种规范的规定存在一定的矛盾，高规中在消防车供水范围外，不设置接合器，而喷规中规定在范围之外需要设置接力装置。从消防安全的角度考虑，消火栓系统和喷淋系统都应设置水泵接合器，一种方法是根据喷规中的进行设计，另一种就是从用途考虑，水泵接合器是在室内水泵遇到问题或者室内消防用水不足的情况下，从室外取水，通过接合器将水送到给水系统中。
2.4 排水系统设计
排水系统的问题是水气混合的问题，超高楼层排水对管材的损害和水气混合对卫生器具水封稳定的破坏。设计中要根据以下三点进行设计：第一，严格的水力计算，最大流量值的限定；第二，每隔一段距离设置耗能装置，减少水流对管材的冲击损害；第三，设置专用通气管，调节排水管路里面的压力与外界一致，保证空气流通。
3 结束语
超高层建筑的复杂性和特殊性，使得在给排水系统设计中的考虑因素增多，设计难度加大，因此一定要做好超高层建筑的给排水系统设计。本文从给水系统的选择、转输水箱的计算、消防给水和排水系统设计四个方面对存在的问题进行了分析解决，从一定程度上为超高层建筑的给排水系统设计提供了帮助。
参考文献：
[1] 邓宏毅.建筑设施给排水设计施工的探讨[J].科技创新导报,2008,31(21)
[2] 国家标准《建筑给排水设计规范》（2009年版）
[3] 李洋.超限高层建筑给排水系统设计的特点[J].给水排水,2010,36(01)
关键词：超高层建筑，给排水，设计
Abstract: this article analyses the current water supply and drainage system design of several main aspects and existing problems in the design of high building and comprehensive utilization, launch concrete, this article has discussed for scientific and reasonable improve water supply and drainage system function, make the tall building water supply and drainage design, it has very important practical significance.
Keywords: tall building, water supply and drainage, design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 引言
我国经济的快速发展带来了建筑业的兴起和建筑技术的提高，建筑正在朝着超高的方向发展。这不仅能够解决城市人口拥挤带来的居住工作环境问题，还缓解目前紧张的城市用地压力，因此，发展超高层建筑属顺应经济社会发展趋势。但是随着高度的增加，给建筑给水排水设计带来的诸多困难，而且，超高层建筑越来越多，造成相关的给排水方面的规范条文相对滞后，为了适应超高层建筑的给排水要求，加强对超高层建筑的给排水系统设计研究显得十分必要。本文就目前超高层建筑给排水系统设计的主要内容出发，重点讨论了超高层建筑在给排水系统设计中存在的主要问题，并提出了相应的解决方法，为提高超高层建筑给排水方面的功能提供帮助，确保办公、生活用水、消防用水的充足等，具有非常重要的意义。
2 超高层建筑给排水系统设计
高层建筑分类中指出超高层建筑在40层以上或者高度大于100m，这是1972年在美国召开的国际建筑会议上专门讨论并确定的分类和定义。1976年，广州白云宾馆的建成(33层、115m)标志着我国大陆自行设计的高层建筑突破100m，进入超高层建筑发展时期。经过近40年的发展，目前主要在供水方式选择、中间转输水箱的计算、消防给水及排水系统中存在主要的问题，以下进行详细分析说明。
2.1 供水方式的选择问题
单在供水方式选择上，超高层建筑由于其自身原因，宜采用变频供水和重力供水相结合的方式供水。超高层建筑都是每个15层设置一个避难层，此层兼备设备层的作用，可以利用此层来设置中间转输水箱，同时，每30层可以设置一个大区，然后在每个大区分区设置，有两种设置方法：第一种，每个大区分成四个小区，每个小区都设置一台变频泵，往上供水；第二种方法就是在每个大区分两个小区设置两套变频泵，往上15层供水的同时，采用重力流往下供水15层。第一个大区都是在地下室，所以第一个大区内没有往下供水的情况出现。中间转输水箱兼职高位重力水箱，可以满足每个用水的水压在一定的压力范围。变频泵采用压力自动控制功能，而转输水箱是通过水位控制来实现供水。每15层设置一个避难层，而每30层设置一个大区，中间转输水箱设置在每个大区，不用每隔15层都设置，有效的减少了占用机房的面积。办公楼的避难层设置较多，而住宅的避难层设置较少，一般情况可以进行上述设计。在管材设备承压方面，30层高度的建筑，系统承压在1.5~2.0MPa，目前的技术和设备都能承受此范围的压力，能够满足承压要求。对于一些高层的酒店，供水压力要求稳定性高，为避免供水出现忽冷忽热的情况，酒店采用屋顶水箱重力供水比较合理，二次污染问题可以通過物业管理来解决。酒店用水变化大，无法高效发挥变频供水的优势，造成能源无法充分利用，因此，超高层的酒店建筑可以采用屋顶水箱重力供水。
2.2 中间转输水箱的计算
超高层建筑中，中间转输水箱的作用非常明显，基本上都是采用此方式来供水，它包括消防转输和生活转输水箱两部分。
消防中间转输水箱容积计算根据国家标准《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》(2003)中规定的：采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水容积按15-30min的消防设计水量经计算确定，并且不宜小于60m³。假如超高层建筑消火栓用水量为50L/s，自动喷水用水量为40L/s，那么中间转输水箱的容积=（50+40）×10×60+（50+40）×5×60=81000L，其中10min的水量为屋顶水箱水量，5min为上区输水泵的吸水池水量，如有其它水消防系统则把有可能在火灾时启动的消防系统的水量叠加，结果作为中间转输水箱的容积。
生活给水系统中，《建筑给水排水设计规范》（2009年版）中对于水量的规定：生活用水中途转输水箱的转输调节容积宜取5-10min转输水泵的流量。生活给水系统中的转输水箱有两个作用：第一，作为上区加压水泵的吸水井，为上区水泵用水提供3-5min的用量，第二，为下区转输泵调节容积。第二个作用即为保证初级水泵启动次数不大于六次每小时调节水量的要求。例如，当上区水泵流量为6L/ s，转输水泵的流量为6L/s时，采用变频供水系统时，计算的转输水箱的容积为6×5×60+6×10×60=5400L。当采用重力供水系统时，中间转输水箱一是作为上区水泵的吸水井，二要具有一定的调节容积来储存本区用水，此部分的容积计算按照重力供水区最大用水量的50％计。通过吸水井的容量叠加调节容积量来得到重力供水系统的中间转输水箱的容积。
2.3 消防给水系统设计
超高层建筑消防给水设计中水泵接合器的设置与否存在疑问，《高层民用建筑设计防火规范》中规定消防给水在一定条件下设置水泵接合器，在消防水车供水压力范围内的分区中设置，且是在采用串联给水方式下，上区用水由下区水箱抽水供给，可仅在下区设水泵接合器，供全楼使用。《自动喷水灭火系统设计规范》中规定，当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采用增压措施；且根据消防局的消防经验，规定在当地消防车供水能力接近极限的部位，设置接力设施。两种规范的规定存在一定的矛盾，高规中在消防车供水范围外，不设置接合器，而喷规中规定在范围之外需要设置接力装置。从消防安全的角度考虑，消火栓系统和喷淋系统都应设置水泵接合器，一种方法是根据喷规中的进行设计，另一种就是从用途考虑，水泵接合器是在室内水泵遇到问题或者室内消防用水不足的情况下，从室外取水，通过接合器将水送到给水系统中。
2.4 排水系统设计
排水系统的问题是水气混合的问题，超高楼层排水对管材的损害和水气混合对卫生器具水封稳定的破坏。设计中要根据以下三点进行设计：第一，严格的水力计算，最大流量值的限定；第二，每隔一段距离设置耗能装置，减少水流对管材的冲击损害；第三，设置专用通气管，调节排水管路里面的压力与外界一致，保证空气流通。
3 结束语
超高层建筑的复杂性和特殊性，使得在给排水系统设计中的考虑因素增多，设计难度加大，因此一定要做好超高层建筑的给排水系统设计。本文从给水系统的选择、转输水箱的计算、消防给水和排水系统设计四个方面对存在的问题进行了分析解决，从一定程度上为超高层建筑的给排水系统设计提供了帮助。
参考文献：
[1] 邓宏毅.建筑设施给排水设计施工的探讨[J].科技创新导报,2008,31(21)
[2] 国家标准《建筑给排水设计规范》（2009年版）
[3] 李洋.超限高层建筑给排水系统设计的特点[J].给水排水,2010,36(01)