關鍵詞:超高層建筑;給排水;建筑設計

近年來,高層及超高層建筑數量與規模日益拓展,與此同時也帶來了較多問題,給排水設計問題便是其中一項,人們對其越來越重視。針對超高層建筑給排水設計工作而言,通過何種方式優化目前所應用的設計模式進而實現材料與能耗的最小化是當下急需解決的問題。以萬璟臺項目為例分析了超高層建筑給排水系統設計,闡述了給排水設計要求,研究了管材的選擇和應用。


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??萬璟臺夜景鳥瞰效果圖


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超高層建筑的給排水設計基本要求


建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑,超高層建筑功能多樣化,對超高層建筑的給排水設計標準提出了若干要求。


1.1給水系統

1.1.1正確選擇給水方式是超高層建筑生活給水設計工作的關鍵內容。在超高層建筑中,對于豎向給水方式,通常所應用的是串聯分區供水,由此對這一類型建筑之中不同用水單元的用水需求進行充分滿足。

1.1.2給水系統壓力可以達到相關要求和標準,將“建筑給水排水設計規范”作為重要依據和參照,有效控制所有分區最低衛生器具配水點位置的靜水壓力,最大為0.45MPa,與此同時需要達到最不利的水和水壓力要求。該類型建筑有相應劣勢,其運行管理成本比較高,并且消耗的能量多,按相關條例的要求,需要將減壓設施設置于分區內低層部分,嚴格控制所有用水點位置的供水壓力,最大為0.20MPa。


1.2排水系統

超高層建筑生活排水系統主要由排水管、衛生器具、清洗設備、通風管道和抽水設備組成。排水系統需要平穩排水以優化水力條件,使其處于最佳狀態;保證建筑的使用安全;滿足安裝、維修及美觀的要求。


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??萬璟臺透視效果圖

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超高層建筑給排水設計前的準備


在建筑設計中,給排水系統占據著至關重要的位置,是一項必不可少的組成部分,相關設計人員對其關注與重視程度不斷提高。

尤其要注意的是,超高層建筑給排水設計前期準備工作極其重要,在進行設計前須做好,其中應從以下幾方面做好充足的準備工作:

(1)加強現場采集,采集對象主要有地質條件、地下管網分布及位置等信息。

(2)做好地質勘查,現場地質地貌是基礎施工的重要影響因素,在施工前須完全掌握現場及周邊環境的地質情況,這樣才能提高給排水設計的科學及合理性,防止出現設計問題影響施工進度。

(3)依照給排水設計準則及用戶的使用要求,并掌握供排水系統的相關信息,在此基礎上開展設計活動。


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??萬璟臺透視效果圖


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超高層建筑給排水設計


3.1給水系統劃分及設計

3.1.1生活用水是建筑物中重要的基礎設施,給排水設計規范中嚴格指出生活供水系統的劃分原則,設計者須根據其設計原則進行相關的設計活動,這樣才能保證設計的實用性及合理性。

3.1.2根據不同使用功能及區域確定供水系統的分布走向及水壓,對于現代建筑物來講,有單一的辦公到酒店、商業等不同功能。由于不同的計費要求和區域的不同功能,它也可能是具有多種功能的建筑物的樓群。供水系統應相互獨立,由于用途不同主要包括商服用水、居民用水、行政及特色產業用水幾大類別,所以要根據供水系統用途進行嚴格劃分,這樣其用水收費標準以及不同的計量標準設計不同類型的供水系統[1]。

其次,根據“建筑給水排水設計規范”的要求,有必要明確這些不同供水系統的供水方式。當建筑實際高度在100m以上主要采取豎向給水的設計方式,現代建筑結構及高度各異,所以在給排水設計時必須嚴格根據建筑物的整體結構和高度選擇供水方式,這樣才能夠更好的為建筑服務。

3.1.3以萬璟臺項目為例,該項目有3幢42層的超高層建筑,將其劃分為純住宅式樓層,其中建筑物高度為134m,樓層高度為3.2m。在劃分生活供水時,A區為-2-2層,由市政供水管網直接供水;B區為3~12層,主要通過恒壓變頻泵供水;C區為13-22層,也由恒壓變頻泵組供水;D區為23-32層,也由恒壓變頻泵組供水。33層及以上由恒壓變頻泵組供水。

選擇這些供水方式的主要原因如下:

(1)變頻供水比屋頂水箱供水方式更合理、更科學。

(2)相對于用于變頻供水的泵組,槽流量和峰值流量之間的差異較小。該泵可在高效區長時間運行,可在一定程度上節約能源。在住宅項目中,如果普通泵組中的住戶數量更多,流量將更加均勻。槽流量與峰值流量之間的差異越小,建筑物的供水更便利。

(3)供水抽水機組承擔的住宅樓層數量受供水設備承壓能力的限制,衛生設備已在施工供水系統的設計規則中明確規定。給水配鏡的最大壓力不得超過0.6MPa。超高層建筑中的住宅項目通常沒有設備層;也可采用水箱設置在中間設備層,高區的生活供水由設備層水箱加恒壓變頻泵組供給。

(4)由于起始樓層超過100m,管道也比較長,壓力也比較大。高水箱的供水方式可用于保持恒速水泵在高效區運行,從而保證供水的穩定性和安全性[2]。


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??萬璟臺透視效果圖


3.2超高層建筑排水設計

當位于超高層建筑中的時候,排水系統設計存在較多問題,水汽混合流體排水便是其中十分突出的一種,設計工作最為關鍵的內容是通過何種方式解決該問題,可以保證排水的通暢。所以,當開展超高層建筑排水設計工作時,須充分考慮管道內部所承受這一類型建筑排水的作用與影響,且還需考慮到水汽混合所產生不良氣體的破壞衛生器具密封性的情況,進一步對其進行認真計算,保證計算的精確性,從而嚴格控制水管流量,確保其處于所允許的范圍中,不可超過規定的最大流量。

此外,當水流處于下降過程中時,會產生相應沖擊力,要減小沖擊力,需要及時應用相關對策和手段,可以對相關通氣管道設置進行,保證排水管道中氣壓與空氣釋放的有效性,使衛生器具的應用時間得以延長,進一步弱化水流沖擊力對管道內壁所產生的作用和影響[3]。同時,當處于超高層建筑中時,要避免水流在高速下落過程中損壞排水管道,需要針對室內排水系統采取相關能量消耗措施,可以應用管道偏置這一方法,充分應用蘇維托系統和螺旋消聲排水系統。此外,還可以在立管轉折的地方做好相應處理,包括支墩和支架等,使其可以對水流沖擊對管道內壁所產生的影響進行相應承擔。


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??萬璟臺鳥瞰效果圖


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管材的選擇和應用


對工作壓力超過1.0MPa的超高層建筑的給水管道,通常不推薦使用塑料管道。應使用具有足夠強度的金屬管。在高壓管道系統中應避免使用塑料管道的熱熔接頭。由于該部位為整體管道系統的薄弱環節,超高層建筑的水平搖擺比普通高層建筑的水平搖擺大,因此需要采用柔性地震連接的排水管。普通的卡箍連接排水鑄鐵管將由于二次影響而經常遭受卡箍的脫裂[4]。法蘭式柔性抗震界面排水管具有柔性、防震、快速施工的特點。柔性界面在徑向振動,軸向振動,軸向拉出和角位移方面具有良好的水密性。考慮到超高層雨水沖擊力的下降,雨水管應采用加壓金屬管制成。虹吸式雨水排水管一般采用HDPE管。PVC-U排水管的強度稍差,特別是用成品膠粘合而成,容易脫落。


當開展超高層建筑給排水設計工作時,應將相關實際情況作為重要依據,與建筑的功能及所使用的材料等進行充分結合,首先確保施工的安全可靠性以及節能性等,以此為基礎開展給排水設計工作,盡可能使其作用得到最大程度的發揮,進一步促進我國建筑業發展。


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