摘要：随着社会经济飞速发展，城市建设水平不断提高，超高层建筑中的供电荒、水资源紧缺等问题逐渐突显出来。针对这种情况，超高层建筑设计人员要想办法满足居民对住宅品质的要求，确保超高层建筑设计具有良好的适应性与灵活性。为此，本文将对超高层建筑的生活给水、消防系统给水予以阐述，同时对给水系统的管材选型以及减压措施进行浅显讨论，保证超高层建筑的给排水设计满足居民用水需求。
关键词：超高层建筑；给排水；设计
前言
随着城市人口越来越多，城市用地面积越发紧张，使得许多房地产开发商逐渐钟爱推崇超高层建筑。超高层建筑作为新兴建筑物，给排水和消防设计都还处于摸索完善阶段。由于超高层建筑距离地面较高，一旦发生火灾无疑增加消防抢救难度，倘若救火不及时，整栋大楼都会陷入火海当中。为此，超高层建筑设计人员应注重建筑给排水设计，确保给排水设计符合国家相关要求，避免居民生命财产安全遭受侵害。
一、系统选择与分区
（一）生活给水
在给排水设计过程中，超高层建筑设计人员必须严格依照国家《建筑给水排水设计规范》条例规定予以设计。室内生活给水系统要和其他性质的用水进行科学区分，保证每种用水都有专属区域，并依据需求设置加压给水系统，在保证低层居民用水的同时，也要保证超高层用户正常用水。建筑生活用水一般分为行政事业用水、特种行业用水、居民用水以及经营服务用水，设计人员在设计初期应明确该栋建筑的具体用途，明确哪些楼层属于经营服务用水，哪些楼层属于行政事业用水，哪些楼层属于居民用水。待设计人员了解各个楼层的主要用途后，详细了解当地供水部门各种用水收费标准，然后依照不同收费标准设计不同功能的用水区域，设置相互独立的给水系统[1]。
比如：某186m的超高层办公楼一共50层，1~6层属于商业用途的裙房，将8层、24层、32层设置为避难层。设计人员在设计生活给水层时，对于低楼层住户应连接市政给水管网予以直接供水，而中高层住户则采用中区变频泵减压供水法，超高层住户应采用高区生活水箱直接供水法，确保超高层所有住户都能随时使用生活用水。这就需要设计人员在设计过程中，根据楼层设计要求在24层设计一个大水箱，以便供应中区楼层与高区楼层的水泵用来取水。在设计供水方式时，设计人员还要考虑以下因素：①通常超高层办公建筑生活用水比较少，倘若用泵量较多，不但购买费用高而且维护管理成本也高，这种设计方式不经济实用，还会给后期物业经营维护造成一定困难。为此，设计人员可以使用变频泵组减压供水法，该种方法前期投入小，维护方便，降低物业经营管理成本。②当建筑高度超过100m后，设计人员就不能采用垂直并联分区供水方式。因为超高层使用的供水管材以及耐压设备都要比其他建设要求高，这样不但增加建筑成本造价，还降低水量供应的可靠性。为此设计人员可以根据实际情况在避难层设置中间水箱或转输水箱，以便保证中区和高区水量供应。
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（二）消防系统
1.消火栓系统。通常超高层建筑中的消火栓系统在一般情况下都是采用高压给水方式。依据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014要求，当系统工作压力大于2.40MPa、消火栓栓口处静压大于1.0MPa、自动水灭火系统报警阀处的工作压力大于1.60MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa；满足以上任何一种情况时，消防系统应分区供水。为此，设计人员在设计消火栓系统时应依照上述条例规定进行分区供水，保证各个分区有各自专属的消防泵。以往超高楼层喜欢采用并联消防系统，减压分区供水，但是这种消防系统水泵流量扬程较大，费用较高，逐渐被社会市场淘汰。依旧以50层超高层办公楼为例，消火栓系统在分区过程中，如果低楼层用低区消火栓泵供水，高楼层用高区消火栓泵供水，在位于24层的中间层设置转输消防水箱，在灭火过程中，其优点是各分区消火栓泵扬程较小，管道设备耐力要求也比较低。但是这种方法对控制系统要求比较高，要有良好的可靠性，不便于统一管理[2]。2.自动喷水灭火系统。超高层建筑，一旦发生火灾，人员疏散难度相对较大，消防救援相对普通建筑将更为艰难。相比消火栓系统存在压力不足等问题，自动喷淋系统可以进行火灾探测，自动启动灭火并报警，帮助消防人员及时接警，并最大限度的将火灾控制在早期。故对于超高层建筑，自动喷淋系统设计尤为重要。设计人员在进行自动喷水灭火系统设计时，应严格依据规范要求，对不同建筑功能、不同危险等级的场所合理选用喷头型号，同时还要依据喷头数量进行报警阀设置，其中湿式系统报警阀控制800个以下的喷头数量，干式报警阀控制500个以下的喷头数量，并保证每个报警阀控制的供水最低喷头到最高喷头的距离在50m以内。平面设计时，应合理布置喷淋管线，考虑管网整体布置的水力均衡性，优化喷淋管网水力计算，确保可以及时控制火灾，提高灭火效率。
二、管材及设备选型
对于超高层建筑，设计人员应注重管材与设备选用问题，倘若疏忽大意就会留下极大的安全隐患。对于作业强度超过1.0MPa的给水管，设计人员应采用具有良好强度的金属管，如：无缝钢管、厚壁镀锌钢管以及不锈钢钢管等，避免使用塑料管，即便使用塑料管也要采用等级较高的2.5MPa管材。在设计生活给水时，设计人员还要考虑管材的卫生性，禁止因管材不合格出现铁锈、水垢等杂质污染生活用水。在管材连接方面，施工技术人员可以采用焊接法、沟槽法等，对于具有超高强度的管材，施工技术人员应采用高压管道连接方法。而在选择超高层建筑排水管方面，施工技术人员通常会选择HDPE排水管、球墨铸铁排水管以及PVC-U排水管等，其中PVC-U排水管自身质量较差，属于成品胶制品，在应用过程中容易出现脱落现象，一般不建议超高层建筑使用。除此之外，施工技术人员在选择给水系统阀门时，应对所要购买的给水系统阀门进行工作压力试验，并在该系统中安装泄流装置，确保该阀门符合相关规定要求。
三、减压措施
超高层设计人员在选择给排水系统装置时，应充分考虑给排水系统的高压状态，通常水压在这种状态下存在诸多不稳定因素，为了避免出现任何安全事故，维护人员应定期进行检修维护，并采用科学合理的减压稳压组件措施。设计人员在选择给水系统过程中，要想有效预防超高压，就要采用减压阀、泄压阀、节流管、安全阀以及泄压阀等行之有效的实施措施。在应用过程中，超高层建筑通常采用减压阀实施分区，这种分区方式可以根据实际需求进行调整比例。施工技术人员进行数值调试时，应确保减压阀压力小于0.8MPa。由于生活给水量比较大，系统调试在调试过程中，其减压前与减压后的数值压力差应小于0.5MPa。对于用水量较少的办公区域，其减压阀调试值应小于0.4MPa。假如给水分区拥有超压管段，施工技术人员需要重新调试减压阀数值，以便除去过多压力。大于DN50的管径设计人员可以使用先导式可调减压阀，反之则使用直接式可调式减压阀。设计人员在设计消防给水系统时，应依据规范要求，对超压管道进行减压。但对系统分区减压时，减压阀组应设置备用阀，避免火灾发生时减压阀因故障原因不能使用，导致火势蔓延。而生活给水系统的减压阀通常不需要备用，施工技术人员只需要调节控制好减压数值即可。即便减压阀失效，给水压力不超过家用生活器具承受能力即可[3]。
由于超高层距离地面甚远，为了防止高速排水的冲击力度损坏排水管道，设计人员应采取消能措施。当前最为常用的消能措施为采用管道偏置等方式，通过螺旋消音方式消除高速排水杂音，并在立转折处建立支架，有效预防水流冲击力较大而破坏管道。
结语
超高层建筑给排水设计，应依据建筑高度以及国家现行相关规范要求予以设计。充分考虑超高层建筑功能以及建筑应用材料等，保证给排水系统具有一定的安全性与节能性，确保所有居住用户都能正常用水。除此之外，设计人员还要注重消防系统设计，保证每个楼层消防设计符合相关要求，保护居民人身财产及安全不受侵害。为此，设计人员应熟知超高层建筑给排水设计要求，了解各种建筑材料以及系统设备特点，继而让给排水系统发挥最大优势。
参考文献
[1]晏平.浅谈超高层建筑给排水设计[J].绿色环保建材,2019(12):92+94.
[2]文斌.关于超高层建筑给排水系统设计研究[J].绿色环保建材,2019(12):73-74.
[3]魏铭,罗卫东,刘晶茹,李婷婷,王晶,郭海娟.浅析超高层建筑给排水设计[J].山西建筑,2019,45(20):127-128.
作者简介
李柯（1986年10月），合肥，女，汉族，研究生，中级职称，研究方向：建筑给排水。
论文作者:李柯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/20
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