高层建筑给排水及燃气设计__墨水学术,论文发表,发表论文,职称论

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:227

副标题#e#摘　要：近年来，随着城市现代化的快速发展，高层的商业建筑如雨后春笋般拔地而起。对建筑给排水设计也提出了新的挑战，如何保证给排水与消防给水系统的正常地运行，是目前高层建筑面临的关键问题之一，下面笔者结合实际项目谈几点认识。

关键词：高层建筑；给排水设计；自动喷水灭火系统；燃气设计

1.     项目概况
本项目位于上海市市中心商业繁华地段，是二期发展项目（已兴建的一期为商业及办公建筑），建筑总高度超过150m，地上为四十四层的办公楼，地库三层，含地下停车库及机电用房。
2.     给排水系统设计
a)     给水系统
本工程的供水水源为两路市政水源供水，考虑到节约市政配套投资，经校核市政引入管给水流量后，二期给水管自一期室外给水环管引入。根据自来水公司的有关规定，生活用水与消防用水需要分别计量，故本项目的生活用水与消防用水自室外就分设供水管路，各自经水表井在室外用地范围内形成环状管网。根据有关规范，环状管网的进水管宜为双路供水。但在实际中较难实现，一个原因是每增加一个引入点便增加一倍的城市用水增容费的投资。另一个原因是同时双路供水真正有保障的是分别从两个水厂的两条管网引入，或者是同一水厂的两条管网引入，而在不同的城市或地区其现实的市政供水条件下往往也是难以实现的。因此，设计中可按远近期结合的方式设计双路供水。
该处市政给水管道的供水压力为0.16MPa。大楼最高日生活用水量为514m3/d，最大时用水量为67.24m3/h。
本工程在地库三层、29层避难层、屋顶避难层分别设置100m3 、100m3 及40m3 的生活水箱，在14层避难层设置30m3 生活用水减压水箱。总储水量不小于自来水公司规定的40%日储水量要求。
从节约能源和保证供水考虑，地下三层至地上一层为一个区，由市政给水管道直接供水，包括地库冲洗、绿化浇灌等；塔楼生活用水是经由地下三层的上水泵抽水至29层避难层的贮水箱，再经另一组上水泵送至塔楼屋顶的生活水箱，然后以自流方式供水至各用水点。而塔楼最高几层之用水，则以顶层水泵房内的变频调速泵组供应。为确保供水水压维持在0.15MPa~0.45MPa范围内，系统在适当位置装设减压阀，并在14层避难层设减压水箱，供水方式为上行下给式。
考虑日后物业管理的经营需求，将地库冲洗用水、绿化浇灌用水、餐饮用水和办公用水分别计量。
给水系统另一种比较常见的供水方式，是分区利用变频加压泵组供水，尽量减少水箱的设置数量，可以减少管理不善带来的二次污染机会，但这种供水方式对水泵及其变频器的性能要求也相对较高。
b)     热水系统
办公楼每层的公共卫生间热水采用储水式电加热器加热供给，各个卫生间单独设置，冷热水系统采用同一水源以保证冷热水压力平衡。办公楼每层的茶水间热水也采用储水式电加热器加热供给，并预留热水炉给排水点及电量。13层餐饮厨房热水采用燃气热水炉供应。
本工程为办公楼，因此没有集中热水供应系统，热水系统也相对较简单。目前，许多超高层建筑更多的是综合楼，包括酒店、办公、公寓及商业等业态，其热水系统的设计相对较复杂，不但需要考虑根据今后的管理方式设计热水系统，还要结合建筑、设备承压能力、热源形式等因素综合考虑热水系统设备的合理布置位置，并且热水系统设计的关键一定要保证热水的供水能力满足使用需求，包括流量、压力及冷热水压力平衡等方面。
3.     污废水排水系统
室内排水采用合流制，地上部分各卫生间或茶水间排水经各自立管汇集后排出室外，排水立管设专用通气立管通气。地下室排水设置集水井汇集，污水经潜污泵提升后排至室外排水管网。
13#p#副标题#e#层餐饮厨房废水经厨房内部的器具隔油池之后排至集水沟，各集水沟汇集经独立的排水立管排至地库三层的二级隔油池，餐饮废水经气浮、消毒等工艺处理达标后由潜污泵提升后排至室外排水管网。排水立管设置专用通气立管，二级隔油池、集水井均设置通气管通气。为避免厨房工艺设计与给排水设计的脱节，需与厨房设备厂家进行紧密结合，将洗涤设备与排水沟进行协调布置，避免给排水设计滞后于工艺设计的常见问题。
塔楼空调系统排水或避难层机电用房的排水采用间接排水，排水经立管汇集后排出室外排水管网，采用升顶通气。
为便于地下车库的清扫，在车库内设有洒水栓并在地下一层及地下二层适当位置设地漏，间接排至地下三层排水沟，废水汇至车库隔油池和集水坑内后，经潜水泵排至室外排水管网。
地库机电用房、消防电梯的排水经集水坑潜水泵直接排至室外排水管网，客梯及服务梯的排水由结构于电梯基坑底部设置小型集水坑，留待维修时采用手提排水泵进行排水。
本项目室外雨污分流，按市政部门要求于室外排水管网末端设置监测井，所有污废水排水经监测井后排至市政污水管网。
4.     雨水排水系统
塔楼屋面雨水采用内排水系统，雨水重现期采用10年，经雨水斗汇集至两根立管后通过地下一层排出室外，接入市政雨水管道。塔楼侧墙、雨棚及基地的雨水重现期采用3年。
地下车库入口处设排水沟以截留进入车道的雨水并汇集至集水坑，经潜污泵提升后排入室外雨水管网。
目前，很多高层建筑其地库均比较大，地库上方一般都会有覆土，用于绿化种植或设水景，这对给排水专业也带来了一定的难度，需要在设计的方案阶段合理确定有关的结构标高及总平面标高，使场地的排水及塔楼内部的排水都能尽可能利用重力排至室外排水管网，且不影响地库的净高。
5.     消防水系统设计
本项目的消防供水系统未采用转输水箱供水的方式，而是采用了泵-泵串联的的供水方式，因其塔楼的高度能够经一级串联就可完成，从而减少了塔楼设备机房的面积，是较好的系统选择。但若对于塔楼高度超过200m的建筑，笔者认为转输水箱的供水方式较能保证消防供水的可靠性，消防供水系统形式也可结合当地消防局的意见进行探讨。
5.1     消火栓系统
本工程按一类高层建筑设防，室外消火栓用水量为30L/S，室内消火栓用水量为40L/S，火灾延续时间为3h。因项目为两路供水，因此室内消防系统的储水量按照规范可仅设100m3，为防止室外消防水池内因水不循环而产生的腐坏，本项目将100m3的空调系统储水水箱与消防水箱合用。为保证消防水位不被他用，水箱空调系统出水管采用穿孔虹吸弯管，管顶位于消防水位处开小孔。屋顶水箱消防贮水量为18 m3，
消防水池与消防水泵设于地下三层水泵房内，从消防水池自灌吸水启动。因塔楼超过了150m，故系统于29层设置了消防接力水泵,采用了泵-泵串联的消防供水系统，系统按照压力进行分区，每个分区两端水平横向成环，与各立管相连形成竖向环状管网，与地库三层或29层的消防泵相连,并按高低区分别设置两组水泵接合器(每组3个)，每根消防竖管流量按15L/S计。
室内消火栓按二股水柱同时到达同一点要求布置，每个消火栓箱内均设有直接启动消防泵并向消防控制中心报警的按钮，并配备自救卷盘一套。屋顶设有试验用消火栓。
5.2     自动喷水灭火系统
系统按中危险级Ⅱ级设计，喷水强度8L/min•m2，作用面积160m2，设计流量30L/s，最不利点喷头工作压力为0.05Mpa，火灾延续时间按1h计。火灾时间内消防用水量通过两路供水及100m3消防水池供应，并设有消防水不被他用措施。
楼内除不宜用水扑救的场所外，各层均按每个喷头保护面积不大于11.5m2要求#p#副标题#e#设置喷头；地下车库采用直立型玻璃球闭式喷头，其余采用下垂型玻璃球闭式或隐蔽式喷头，喷头动作温度厨房为93℃，其余均为68℃，塔楼50m以上区域采用快速响应喷头。在地下三层消防水泵房及29层消防水泵房内设置了十四组湿式报警阀，各湿报阀的水力警铃均引至泵房值班室内。
水流指示器按防火分区设置，水流指示器前阀门采用具有启闭电信号，远距离显示功能的信号蝶阀，信号远传集中于消控中心。火灾时，水流指示器动作，可启动自动喷淋加压泵。
为防止配水管入口工作压力大于0.40MPa而产生的超压出流现象，保证消防用水的安全可靠，超压部分的电信号蝶阀前加装了减压孔板。喷淋系统报警阀后的工作压力小于1.2MPa，各层配水干管入口工作压力小于0.40MPa。在每层喷淋管末端设试水装置，立管顶部设置自动排气阀。
消防水池与自动喷淋加压泵设于地下三层水泵房内，从消防水池自灌吸水启动。因塔楼超过了150m，故系统于29层设置了自动喷淋接力水泵，采用了泵-泵串联的消防供水系统。自动喷淋系统由地下三层和29层的自动喷淋加压泵供水，自动喷淋系统湿式报警阀前稳压管接自18m3屋顶高水箱，自动喷淋系统高低区分别设置两组水泵接合器(每组2个)。
6.     燃气系统设计
本项目地库一层设有燃气燃油两用锅炉，采用中压燃气，燃气用量1396立方米/小时。13层餐饮采用低压燃气，燃气用量366立方米/小时。所以市政中压燃气引入后，在基地红线内设置独立燃气调压站，将燃气压力分别调为一路中压和一路低压的分别供应锅炉及餐饮用气。
中压燃气于燃气调压箱内设置计量表，直接经室外埋地接至锅炉房，因锅炉房设于地库，按照规范要求，于地库锅炉房设置燃气泄漏报警系统，并与快速切断阀及独立的事故排风系统联动，保证用气安全。
低压燃气于首层设专用燃气表房，经独立管井接至13层的厨房，室内燃气路经区及管井设置燃气泄漏报警系统，并与快速切断阀及独立的事故排风系统联动，保证用气安全。
现代的高层建筑中，顶层设置观光餐厅的建筑也越来越多，其燃气系统除在塔楼内设置独立管井，设燃气探测报警系统外，须要考虑高层燃气管道伸缩器的设置问题，因∏型伸缩器占用的管井位置较大，对于标准层的管井布置带来很大影响，同时需要注意燃气末端放散对建筑的影响。