超高層建筑給排水及消防設計體會
發布時間：2010-01-14 共1頁
廣州電力調度樓是集辦公、生產、科研、會議等功能為一體的綜合樓。該建筑主樓為36層，裙樓為7層，頂部還有4層微波天線塔，總建筑面積約為5×104m2，建筑高度為136.00m.本文介紹了該建筑的給排水及消防給水系統的設計，并提出一些設計體會。
1、給水
1.1 水源由天河南二路自來水干管接DN200mm的進水管引入地下3層的水池，水池容積約為500m3，分為兩格（生活、消防合用）。
1.2 生活給水系統
①用水量計算
②豎向分區供水方式。考慮使用點的靜水壓力不超過0.35MPa，故豎向用減壓閥分成四區，24層設中間轉輸水箱。
1區：地下室至地上3層，由市政水壓直接供水。
2區：4層～13層，由24層水池經減壓閥減壓后供給。
3區：14層～21層，由24層水池供給。
4區：22層～36層，由天面水池供給。
1.3 消火栓給水系統本建筑物的火災危險類別為一類一級公共建筑，建筑高度超過100m的超高層建筑，消火栓給水系統按水壓分為上、中、下三個區，室外消火栓用水量30L/s，室內消火栓用水量40L/s.火災延續時間按3h考慮，地下三層生活、消防合用水池儲存3h室內消火栓用水量和1h噴淋用水量。
①中、下區為地下室負3層～23層，加壓水泵設在地下室負3層水泵房內，水泵出水直接打進中區（14層～23層），減壓后供低區（地下室負3層～13層）。
②上區消火栓系統為24層～36層，加壓水泵設在24層水泵房內，為滿足高區消防時消火栓用水量的補給，在地下室負3層設兩臺消火栓補水泵，高區消防時，補水泵及高區消火栓泵同時工作。
各區消火栓系統最不利點的靜壓不超過800kPa，動壓不超過500kPa，室外設有消防水泵接合器，系統均為環狀管網。
1.4 濕式自動噴水滅火系統
①系統按中危險等級設計，用水量為30L/s，系統作用面積200m2.每個噴頭保護面積12.5m2，噴頭公稱動作溫度為68 ℃。
②本工程屬于超高層辦公樓，自動噴淋全方位設置，除了不能用水滅火的地方外，均設自動噴淋。
③系統分為上、下兩個區。下區：地下室負3層～17層，由噴淋泵加壓，設在地下室負3層。上區：18層～36層，由24層加壓水泵加壓供水。
1.5 氣體消防本樓的通訊機房、中央調度室、電腦機房等處是不能用水滅火的，宜采用氣體消防。由于現在不允許用鹵代烷滅火，CO2設計濃度較，所占空間也，本工程采用FM200管網滅火系統，設計濃度為7%.
2、排水
①由于本樓主要用來辦公，生活污水量很小，與當地環保部門及業主進行協商，本樓排水不分流，糞便污水與生活污水經化糞池處理后排入市政排水管網。
②本工程設置獨立的雨水系統，排入市政雨水管網。
③廚房排水單獨設置，集流后進入隔油、氣浮池處理，再排入市政排水管網。
3、幾點體會
①消防水池容積問題廣州地區一般只貯存室內消防用水量，在計算消防水池消防補水時不能只按照市政進水管當v=1.5m/s時的過水能力計算，而應減去其室外消火栓用水量。如DN200mm，當v=1.5m/s時，Q=46 L/s，該工程室外消火栓用水量為30L/s，則3h火災延續時間內補水量為［（46-30）×3600×3］÷1000=172.8m3，因此要充分體會新規范的內涵。
②室外消火栓設置問題根據《高規》7.3.6“室外消火栓的數量應按本規范第7.2.2條規定的室外消火栓用水量經計算確定，每個消火栓的用水量均為10～15L/s”，以及其條文說明，本工程的室外消火栓個數應為8個，但與當地自來水公司協調時，建筑物40m內有足夠的消火栓，因此不用設室外消火栓環網，既符合《高規》要求，也不會造成浪費，重復投資。
③水泵房內吸水管當生活消防水池合用時，超過500m3必須分成兩格，這就給水泵吸水帶來一定的困難。根據《高規》7.5.4“一組消防水泵，吸水管不應少于兩條，當其中一條損壞或檢修時，其余吸水管應仍能通過全部水量”，設計中采用水池連通管吸水，水池設兩條吸水管則符合規范要求。
④地下車庫消火栓、噴淋的設計地下車庫體積較，消火栓一般掛在柱子上或邊墻上，而汽車位一般較密，如果不考慮汽車位的位置而設消火栓，就會出現消火栓在汽車位的后面，導致出現看不見或即使看得見也取不到消防水帶和水槍滅火的現象。因此地下車庫設消火栓時，應考慮汽車位的位置。
地下車庫因為不安裝吊頂，設計噴頭時不應只按3.6m間距布置噴頭，而應考慮梁的位置，結合結構專業使噴頭布置符合規范要求。
⑤中間水箱給水管進口設水錘消除器24層中間轉輸水箱的給水管進口揚程達到1200kPa，由于垂直高差較，管路開停頻繁，容易產生水錘現象，管道將發生劇烈振動和較的聲響。該工程不僅在水泵出口設置了水錘消除器，還在24層水箱進水管上設置了兩個水錘消除器。
⑥衛生間設置超高層辦公樓內衛生間要求較高，給水管要求采用暗裝，而衛生間四周為剪力墻，土建在剪力墻上預埋管槽有困難。考慮給水管走在下一層的天花板上，每個衛生器具的支管通過樓板往上接，實踐證明此安裝方法方便、實用。
⑦排水管通氣管設置本工程主樓每根排水管均獨立設置專用通氣立管，通氣立管管徑與污水立管管徑相同，每隔兩層設置結合通氣管。由于立管高度于20層，據規范，最低兩層（首、2層）衛生間采用單獨出戶，以保證最低兩層衛生間使用不受影響。
⑧雨水系統設置本工程雨水排除天面采用雨水斗進行有組織地收集，并考慮到高層建筑的立面雨水按1/2立面面積折算為集雨面積計算雨水量進行雨水排除。本工程地下室的頂板是首層室外地面，且面積較，該處的雨水排除經與建筑、結構專業進行協調，主要考慮到車庫的凈空較低，幾個方案綜合比較，最后采用地下室頂板結構找坡的形式進行雨水排除，排入市政雨水井。這樣不在地下室吊裝雨水管既保證了車庫的凈空，又不會因為雨水斗的滲漏而影響車庫的使用。
⑨集水井、潛污泵的設置地下停車庫低于室外地面，其污水不能自流排入市政排水管網，在地下3層設置集水井，地下1、2層排水自流至地下3層集水井，通過潛污泵提升至室外。潛污泵流量的選用考慮到：
（1）地下停車庫洗地排水量Q1；
（2）車道出入口處的雨水量Q2；
（3）火災消防用水的排水量Q3.對于與車道出入口集水溝相連的集水井，其排水量取Q2與Q3中的者，泵房集水井考慮消防試泵時的排水量，其潛污泵的流量應滿足消防試泵的要求，其余集水井取Q3.而Q1不與Q2及Q3同時發生，且其值較小，可略去不計。
每個集水井均設置兩臺潛污泵，電氣均考慮兩臺同時工作，平時一臺工作。如果最高水位持續5min，則兩臺泵同時工作，以便及時排除地下室積水。
⑩管材給水管材：由于鍍鋅鋼管腐蝕較嚴重，現采用鋼塑復合管，既保證水質又能延長給水管壽命。供水主管承受很壓力，采用無縫鋼管，法蘭連接。
排水管材：普通高層建筑一般采用UPVC管或卡箍式排水鑄鐵管，超高層建筑因較高故排水鑄鐵管接口不實，容易造成底層水壓過而漏水等現象。本工程污水、雨水管材均采用給水鑄鐵管，并且考慮到建筑太高，立管上隔幾層設置消能裝置。
1、給水
1.1 水源由天河南二路自來水干管接DN200mm的進水管引入地下3層的水池，水池容積約為500m3，分為兩格（生活、消防合用）。
1.2 生活給水系統
①用水量計算
②豎向分區供水方式。考慮使用點的靜水壓力不超過0.35MPa，故豎向用減壓閥分成四區，24層設中間轉輸水箱。
1區：地下室至地上3層，由市政水壓直接供水。
2區：4層～13層，由24層水池經減壓閥減壓后供給。
3區：14層～21層，由24層水池供給。
4區：22層～36層，由天面水池供給。
1.3 消火栓給水系統本建筑物的火災危險類別為一類一級公共建筑，建筑高度超過100m的超高層建筑，消火栓給水系統按水壓分為上、中、下三個區，室外消火栓用水量30L/s，室內消火栓用水量40L/s.火災延續時間按3h考慮，地下三層生活、消防合用水池儲存3h室內消火栓用水量和1h噴淋用水量。
①中、下區為地下室負3層～23層，加壓水泵設在地下室負3層水泵房內，水泵出水直接打進中區（14層～23層），減壓后供低區（地下室負3層～13層）。
②上區消火栓系統為24層～36層，加壓水泵設在24層水泵房內，為滿足高區消防時消火栓用水量的補給，在地下室負3層設兩臺消火栓補水泵，高區消防時，補水泵及高區消火栓泵同時工作。
各區消火栓系統最不利點的靜壓不超過800kPa，動壓不超過500kPa，室外設有消防水泵接合器，系統均為環狀管網。
1.4 濕式自動噴水滅火系統
①系統按中危險等級設計，用水量為30L/s，系統作用面積200m2.每個噴頭保護面積12.5m2，噴頭公稱動作溫度為68 ℃。
②本工程屬于超高層辦公樓，自動噴淋全方位設置，除了不能用水滅火的地方外，均設自動噴淋。
③系統分為上、下兩個區。下區：地下室負3層～17層，由噴淋泵加壓，設在地下室負3層。上區：18層～36層，由24層加壓水泵加壓供水。
1.5 氣體消防本樓的通訊機房、中央調度室、電腦機房等處是不能用水滅火的，宜采用氣體消防。由于現在不允許用鹵代烷滅火，CO2設計濃度較，所占空間也，本工程采用FM200管網滅火系統，設計濃度為7%.
2、排水
①由于本樓主要用來辦公，生活污水量很小，與當地環保部門及業主進行協商，本樓排水不分流，糞便污水與生活污水經化糞池處理后排入市政排水管網。
②本工程設置獨立的雨水系統，排入市政雨水管網。
③廚房排水單獨設置，集流后進入隔油、氣浮池處理，再排入市政排水管網。
3、幾點體會
①消防水池容積問題廣州地區一般只貯存室內消防用水量，在計算消防水池消防補水時不能只按照市政進水管當v=1.5m/s時的過水能力計算，而應減去其室外消火栓用水量。如DN200mm，當v=1.5m/s時，Q=46 L/s，該工程室外消火栓用水量為30L/s，則3h火災延續時間內補水量為［（46-30）×3600×3］÷1000=172.8m3，因此要充分體會新規范的內涵。
②室外消火栓設置問題根據《高規》7.3.6“室外消火栓的數量應按本規范第7.2.2條規定的室外消火栓用水量經計算確定，每個消火栓的用水量均為10～15L/s”，以及其條文說明，本工程的室外消火栓個數應為8個，但與當地自來水公司協調時，建筑物40m內有足夠的消火栓，因此不用設室外消火栓環網，既符合《高規》要求，也不會造成浪費，重復投資。
③水泵房內吸水管當生活消防水池合用時，超過500m3必須分成兩格，這就給水泵吸水帶來一定的困難。根據《高規》7.5.4“一組消防水泵，吸水管不應少于兩條，當其中一條損壞或檢修時，其余吸水管應仍能通過全部水量”，設計中采用水池連通管吸水，水池設兩條吸水管則符合規范要求。
④地下車庫消火栓、噴淋的設計地下車庫體積較，消火栓一般掛在柱子上或邊墻上，而汽車位一般較密，如果不考慮汽車位的位置而設消火栓，就會出現消火栓在汽車位的后面，導致出現看不見或即使看得見也取不到消防水帶和水槍滅火的現象。因此地下車庫設消火栓時，應考慮汽車位的位置。
地下車庫因為不安裝吊頂，設計噴頭時不應只按3.6m間距布置噴頭，而應考慮梁的位置，結合結構專業使噴頭布置符合規范要求。
⑤中間水箱給水管進口設水錘消除器24層中間轉輸水箱的給水管進口揚程達到1200kPa，由于垂直高差較，管路開停頻繁，容易產生水錘現象，管道將發生劇烈振動和較的聲響。該工程不僅在水泵出口設置了水錘消除器，還在24層水箱進水管上設置了兩個水錘消除器。
⑥衛生間設置超高層辦公樓內衛生間要求較高，給水管要求采用暗裝，而衛生間四周為剪力墻，土建在剪力墻上預埋管槽有困難。考慮給水管走在下一層的天花板上，每個衛生器具的支管通過樓板往上接，實踐證明此安裝方法方便、實用。
⑦排水管通氣管設置本工程主樓每根排水管均獨立設置專用通氣立管，通氣立管管徑與污水立管管徑相同，每隔兩層設置結合通氣管。由于立管高度于20層，據規范，最低兩層（首、2層）衛生間采用單獨出戶，以保證最低兩層衛生間使用不受影響。
⑧雨水系統設置本工程雨水排除天面采用雨水斗進行有組織地收集，并考慮到高層建筑的立面雨水按1/2立面面積折算為集雨面積計算雨水量進行雨水排除。本工程地下室的頂板是首層室外地面，且面積較，該處的雨水排除經與建筑、結構專業進行協調，主要考慮到車庫的凈空較低，幾個方案綜合比較，最后采用地下室頂板結構找坡的形式進行雨水排除，排入市政雨水井。這樣不在地下室吊裝雨水管既保證了車庫的凈空，又不會因為雨水斗的滲漏而影響車庫的使用。
⑨集水井、潛污泵的設置地下停車庫低于室外地面，其污水不能自流排入市政排水管網，在地下3層設置集水井，地下1、2層排水自流至地下3層集水井，通過潛污泵提升至室外。潛污泵流量的選用考慮到：
（1）地下停車庫洗地排水量Q1；
（2）車道出入口處的雨水量Q2；
（3）火災消防用水的排水量Q3.對于與車道出入口集水溝相連的集水井，其排水量取Q2與Q3中的者，泵房集水井考慮消防試泵時的排水量，其潛污泵的流量應滿足消防試泵的要求，其余集水井取Q3.而Q1不與Q2及Q3同時發生，且其值較小，可略去不計。
每個集水井均設置兩臺潛污泵，電氣均考慮兩臺同時工作，平時一臺工作。如果最高水位持續5min，則兩臺泵同時工作，以便及時排除地下室積水。
⑩管材給水管材：由于鍍鋅鋼管腐蝕較嚴重，現采用鋼塑復合管，既保證水質又能延長給水管壽命。供水主管承受很壓力，采用無縫鋼管，法蘭連接。
排水管材：普通高層建筑一般采用UPVC管或卡箍式排水鑄鐵管，超高層建筑因較高故排水鑄鐵管接口不實，容易造成底層水壓過而漏水等現象。本工程污水、雨水管材均采用給水鑄鐵管，并且考慮到建筑太高，立管上隔幾層設置消能裝置。
