超高层建筑给排水设计要点(经典汇总)

超高层建筑给排水设计要点-国内知名案例分析

最近几年，随着经济的发展和新技术、新材料的不断应用，各地超高层建筑不断涌现，一些著名的超高层建筑也成为了一座城市的代表和文化。随着建筑高度的增加，在给排水设计上也存在一些难点。本专题从给水系统、排水系统、消防系统这三个方面对国内知名的超高层案例做了详细的解析，希望能对设计者有帮助。

一、超高层建筑给排水设计--给水系统

超高层建筑给排水设计供水方式的选择

重力供水和变频供水的节能性在学术界存在较大的分歧，目前为止没有国家性的法规及权威资料表明哪种供水方式更有利于节能。就笔者所参与的几个项目，笔者认为办公楼采用变频供水更为合理。首先超高层建筑大概每隔15层会设置一个避难层兼设备层，可利用第一个避难层以及每隔一个避难层设置中间转输水箱，每两个避难层中间楼层分为一个大区采用一组变频泵加压供水，每个大区再采用减压阀分为两个小区，二转输水泵采用液位控制启停的工频泵，这样基本上只用在第一个避难层及第三个避难层设置中间转输水箱，有效减少机房占用面积。此外，采用上述系统给水设备及管材最大承压为一、三避难层中间的高度，系统承压不会超过2MPa，目前的技术及设备承受此压力还是比较安全的，另外一方面由于办公楼的用水量较小，时变化系数为1.5，在变频加压水泵的选型上采用一个流量分配采用100%-50%-100%，其中最后一个100%为备用，其水泵的出水量基本可以和系统的用水量相吻合，同时转输水泵采用工频泵，可以保证各水泵在高效区运行，达到变频节能的目的，并相应减少了机房的面积以及二次污染的几率。

对于酒店，由于其对压力的稳定性要求较高，为避免变频加压供水出现的用水忽冷忽热，酒店采用屋顶水箱重力供水更加合理。对于屋顶水箱二次污染问题，酒店一般有比较完善的物业管理，同时屋顶水箱设置为2个，可定时冲洗，并且酒店为24小时用水，水箱里的储水可得到及时更新，有效避免出现二次污染。此外，酒店建筑的用水特点是用水变化比较大，时变化系数为2~2.5，如采用变频给水其水泵配置很难与用水曲线吻合，因此水泵不能保证在高效区运行，从而造成效率下降，能源浪费。因此酒店建筑的超高层建筑建议采用屋顶水箱重力供水。

超高层建筑设计中的给水系统分区及加压方案

1.工程实例（1）分析

银星大厦位于西安市，于2002年完成设计，2005年建成投入使用，总建筑面积约为52000平方米，建筑高度约为126m，地下三层，地上31层，地下部分的主要功能为汽车库及水、暖、电各专业的设备用房，地上部分的功能主要为：一层为大厅、二层为餐厅，三层以上为办公及业务用房，其中16层为避难层，一至六层为裙房。地下三层层高为4.5m，一层层高为为4.5m，二层层高为4.8m，三层层高为4.5m，四层以上层高为3.8m。给排水专业设计内容包括：给排水系统、热水系统、消火栓系统、自喷系统。

项目水源接自城市自来水管网，市政供水水压约为0.20MPa，从市政给水管网引一根DN300mm给水管网进入基地成环状管网供本建筑生活和消防用水。

银星大厦的给水系统形式为：给水系统采用生活水池-水泵-水箱的联合供水方式，在地下室设生活水池一座和低区、中区生活加压泵各两台，在裙房顶设低区生活水箱一座，在16层避难层设中区水箱（转输水箱）一座和供高区水箱的转输水泵两台，在屋顶设高区生活水箱一座。

给水系统的竖向分区如下：30-31层由高区水箱经屋顶增压泵加压后供给；23-29层由屋顶高区水箱直接供水；14-22层由屋顶高区水箱经减压阀减压后供给；6-13层由避难层的中区水箱供给；3-5层由低区水箱经增加泵加压后供给；地下二层-2层由自来水管网直接供给。

1.1本项目给水系统的设计有以下优点：

项目给水系统采用水池-水泵-水箱的联合供水方式，供水安全可靠性高，中低区水泵及转输水泵均采用工频泵，水泵启、停与水箱水位联动，因办公用水量较小，水泵启动次数低，加压设备在前期投入的费用及平时运行费用上相对于变频泵较低，经济性好。

给水系统竖向分为六个区，各分区的压力均小于0.45MPa，减压阀设置较少，各分区给水立管承压较小，管材的造价低，使用寿命长。

1.2本项目给水系统的设计中存在以下缺点：

（1）各区给水均由水箱供给，没有有效的利用市政管网水压。

本项目设计时间较早为2002年，设计所依据的规范均为老版本，但近年来国家对建筑设计中的节水节能提出了更高的要求，在《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）2009年版、《城镇给水排水技术规范》（GB50788-2012）及《民用建筑绿色设计规范》中都明确规定“供水系统应充分利用市政供水压力”，所以有效的利用市政压力是现在建筑给排水设计和审图中非常注意的一个重要问题。同时随着一些高新技术及设备在给水上的广泛运用，如无负压供水设备等的应用都很好的利用了市政水压。

（2）采用高位生活水箱供水虽然供水安全可靠但是存在卫生隐患；且为保证最不利点的卫生洁具的供水压力，在水箱间需设增压设施。

旧版《建筑给水排水设计规范》中规定只要采取消防用水不被他用的措施，消防水箱和生活水箱可以合用，但在《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）2009这样如果建筑物给水系统如采用水池-水泵-水箱的联合供水方式，则屋顶需要设消防水箱和生活水箱两个水箱，增加了结构的荷载，占用了建筑物的空间，同时生活水箱必须保证水质的清洁、消毒和循环，但因为建筑物的用水量的不确定性及一些不可控的人为因素，生活水箱仍存在卫生隐患。

同时由于此系统中仅靠水箱与最高层卫生器具的位置高差不能满足卫生器具的给水压力，所以在裙房、避难层、屋顶的水箱间均增设了增压设备，增加了设备运行的费用。

（3）给水系统的竖向分区太多，造成热水系统设备投资过大。

为保证各用水点的冷热水压力平衡，项目的热水系统分区与给水系统分区保持一致，热水系统采用了6套换热设备和循环水泵，投资过大，平时的运行管理费用也增大很多。

2.工程实例（2）分析

2.1工程概况：

乾元金融大厦是以办公性质为主的超高层建筑。项目地下2层为设备用房及银行库房，层高6.6m，地下1层为车库及银行库房，层高6.0m，底层至三十层均为大空间办公用房，一至三层层高5.1米，四层至三十层层高4.2m，三十一层为观光大厅，层高7.2m，本建筑总高度149.4m，建筑面积7.1万平方米，其中12层及22层为两个避难层，一至三层为裙房。乾元大厦东边为阳光财富大厦，该楼是以办公性质为主的高层建筑，地下2层为设备用房，层高6.6m，地下1层为车库及员工餐厅，厨房，层高6.0m，底层至二十二层均为办公用房，一至三层层高5.1m，四层至二十二层层高均为4.2m，建筑总高度99.8m，建筑面积8.1万平方米。本着节约投资成本及设备房占地面积的设计思路，乾元大厦、阳光财富大厦的给水系统设计为两座楼共用加压设备。

2.2水源：

水源接自市政自来水管网，水压0.45MPa.,室外分别引两根DN200mm给水管形成环状管网。

2.3生活给水用水量：

生活给水用水量详见表1。

2.4给水加压系统方案的比较：

本工程给水加压系统有以下几种方案可供选择：

（1）各级供水均采用水池-水泵-水箱的联合供水方式；

（2）各级供水均选用水池（水箱）-变频供水设备-各用水点的供水方式；

（3）初级供水采用市政管网-无负压供水设备-各用水点的供水方式，二级供水采用转输水箱-变频供水设备-各用水点的供水方式。

各种供水方式分析比较：