1，生活供水方式的選擇

超高層建筑基本每隔15層會(huì)設(shè)置一個(gè)避難層兼設(shè)備層,可利用避難民設(shè)置中間轉(zhuǎn)輸水箱供水。基本上可以30層（差不多100m以內(nèi)）設(shè)成一個(gè)大區(qū)，這樣有兩種做法: 1、每個(gè)大區(qū)在避難層(首個(gè)大區(qū)在地下室)設(shè)四套變頻泵分四個(gè)小區(qū)往上供水；2、每個(gè)大區(qū)在避難層(首個(gè)大區(qū)在地下室)設(shè)兩套變頻泵分兩個(gè)小區(qū)往上15層，同時(shí)采用重力流往下供15層(首個(gè)大區(qū)沒有此情況)??中間轉(zhuǎn)輸水箱兼高位重力水箱，可以滿足每個(gè)用水點(diǎn)水壓在0.05MPa~0.35MPa之間。變頻泵采用壓力自動(dòng)控制，而轉(zhuǎn)輸水泵采用水位控制。這樣基本上可以每隔一個(gè)避難層設(shè)置中間轉(zhuǎn)輸水箱，有效減少機(jī)房占用面積。住宅的避難層設(shè)的比較少，一般也可以這樣設(shè)計(jì)。采用上述系統(tǒng)給水設(shè)備及管材是最大承壓一般為30層的高度，系統(tǒng)承壓不會(huì)超過1.6MPa，目前的技術(shù)及設(shè)備承受此壓力還是比較安全的。

重力供水和變頻供水的節(jié)能性在學(xué)術(shù)界存在較大的分歧，目前為止沒有國(guó)家性的法規(guī)及權(quán)威資料表明哪種供水方式更有利于節(jié)能。變頻器的工作原理是把工頻電源( 50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行。一般是實(shí)際用水量越按近設(shè)計(jì)用水量就越節(jié)能，且一天用水量變化越小越節(jié)能。因此.根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003第3.1.9條及3.1. 10條要求可知：辦公樓采用變頻設(shè)備節(jié)能效果比較好，住宅樓采用變頓設(shè)備節(jié)能放果比較差。為了解決住宅樓時(shí)變化系數(shù)比較大的問題，住宅樓在配泵的時(shí)候應(yīng)多配幾臺(tái)，通過多臺(tái)水泵來調(diào)節(jié)水量的變化。

因?yàn)椴捎枚啾貌⒙?lián)恒壓供水，變頓泵的功率降低，從而可以降低多泵并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng)的能耗.改善節(jié)能狀況(因變頻器必須24h通電)。多泵并聯(lián)恒壓供水系統(tǒng)采用具有自動(dòng)睡眠功能的變頻器時(shí)，當(dāng)用水流量接近于零.變頻泵能自動(dòng)睡眠停泵，從而可以做到不用水時(shí)自動(dòng)停泵而沒有能量損耗，具有最佳的節(jié)能效果。

供水泵采用變頻泵，通過合理配泵使其出水量基本上和系統(tǒng)的用水量相吻合，同時(shí)轉(zhuǎn)輸水泵采用工頻泵，這樣可以保證各水泵在高效區(qū)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能的目的，并減少了機(jī)房的面積以及二次污染的幾率。(歐美供水泵按流量配泵有兩種方法可以參考：一種是40%，40%，40%，一臺(tái)維修可以保證80%流量的使用；一種是50%，50%，20%，一臺(tái)維修可以保證70%流量的使用)。

2，中間轉(zhuǎn)輸水箱的計(jì)算

在超高層建筑中一般都是采用轉(zhuǎn)輸水箱來供水的(個(gè)別高度不高的建筑可以自供的除外)，中間轉(zhuǎn)輸水箱包括消防轉(zhuǎn)輸水箱和生活轉(zhuǎn)輸水箱兩部分。

消防的中間轉(zhuǎn)輸水箱在 《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施?給水排水》( 2003年)中規(guī)定：“采用水泵轉(zhuǎn)輸串聯(lián)時(shí)，中間轉(zhuǎn)輸水箱同時(shí)起著上區(qū)輸水泵的吸水池和本區(qū)消防給水屋頂水箱的作用，其儲(chǔ)水容積按15~30min的消防設(shè)計(jì)水量經(jīng)計(jì)算確定，并不宜小于60m3假如超高層建筑消火栓用水量為40L/s.自動(dòng)噴水量為30L/s，則中間轉(zhuǎn)輸水箱的容職=(40+30)X10X60+(40+30X5X60=63000(L)其中10min水量為本區(qū)屋頂消防水箱的水量，5min為上區(qū)水泵吸水池的水量，如還有其他消防系統(tǒng)則把有可能在火災(zāi)時(shí)間時(shí)啟動(dòng)的消防系統(tǒng)的水量疊加計(jì)算，作為中間轉(zhuǎn)輸水箱容積。

而對(duì)于生活給水系統(tǒng).《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003第3.7.8條規(guī)定:生活用水中途轉(zhuǎn)輸水箱的轉(zhuǎn)輸調(diào)節(jié)容幟宜取轉(zhuǎn)輸水泵5~10min的流量。作為生活給水系統(tǒng)的轉(zhuǎn)輸水箱，其作用有兩個(gè)：一是為上區(qū)加壓水泵的吸水井，此部分水量為上區(qū)水泵3-5min的出水量；二是為下區(qū)轉(zhuǎn)輸泵的調(diào)節(jié)容積。即保證初級(jí)水泵每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)不大于6次的調(diào)節(jié)水量.如上區(qū)水泵的的流量為8L/s，轉(zhuǎn)輸水泵的流量也為8L/s.則轉(zhuǎn)輸水箱容積=8X5X60+8X10X60=7200（L）。此為采用變頻供水系統(tǒng)時(shí)的計(jì)算方法。如系統(tǒng)為重力供水系統(tǒng).則中間轉(zhuǎn)輸水箱除作為上區(qū)水泵的吸水井外.還需要儲(chǔ)存本區(qū)用水的調(diào)節(jié)容積，一般此部分調(diào)節(jié)容積按水箱重力供水服務(wù)區(qū)域最大時(shí)用水的50%兩部分疊加計(jì)算為重力供水系統(tǒng)中間轉(zhuǎn)輸水箱的容積。

3，消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95 ( 2005年版)(以下簡(jiǎn)稱"高規(guī)")第1.0.5條規(guī)定.當(dāng)高層建筑的建筑高度超過250m時(shí)，建筑設(shè)計(jì)采取的特殊的防火措施，應(yīng)提交國(guó)家消防主管部門組織專題研究、論證。所以超過250m的超高層建筑防火措施可以參考"高規(guī)"設(shè)計(jì).然后提交國(guó)家消防主管部門組織專題研究、論證。

對(duì)100m~250m的建筑基本就是按照"高規(guī)"進(jìn)行防火設(shè)計(jì)了。消火栓按規(guī)范列表取值.并設(shè)置消火栓箱;噴淋按"高規(guī)"第7.6.1條設(shè)計(jì)。目前我們的水泵、閥門、管材都可以達(dá)到2.5MPa，當(dāng)然管材要選無縫鋼管為宜。這樣一般100m~ 150m之間的建筑可以在地下室設(shè)水池泵房，因高低區(qū)供水的 壓力差別比較大，筆者建議宜分開設(shè)置水泵供水。水泵按高低區(qū)分開設(shè)，這時(shí)水泵的控制可能高低區(qū)同時(shí)啟動(dòng).電氣設(shè)計(jì)要考慮高低區(qū)水泵同時(shí)啟動(dòng)的可能。150m~250m之間的建筑采用轉(zhuǎn)輸水箱供水。250m以上建筑可以結(jié)合結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置消防給水系統(tǒng)，一般建筑高度達(dá)到一定的高度時(shí)結(jié)構(gòu)要考慮防止晃動(dòng)，這時(shí)要把消防水箱設(shè)置在屋頂，這樣： 100m以下按我們正常的高層建筑設(shè)計(jì)消防給水系統(tǒng).100m以上采用屋頂水箱常高壓給水系統(tǒng)(生活給水也可以這樣考慮)供水，屋頂最高幾層壓力不足采用局部加壓;同樣.要考慮高低區(qū)同時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)的可能。

在超高層建筑消防設(shè)計(jì)中水泵接合器的設(shè)置也存在一些問題。《高居民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》( GB50045- 95.2005版，以下簡(jiǎn)稱"高規(guī)")7.4.5.2條規(guī)定.消防給水為豎向分區(qū)供水時(shí)，在消防車供水壓力范圍內(nèi)的分區(qū)，應(yīng)分別設(shè)置水泵接合器;其條文說明明確提出:只有采用串聯(lián)給水方式時(shí).上區(qū)用水由下區(qū)水箱抽水供給，可僅在下區(qū)設(shè)水泵接合器，供全樓使用。《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》( GB50084 - 2001.2005年版.以下簡(jiǎn)稱"噴規(guī)")10.4.2條規(guī)定.當(dāng)水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點(diǎn)處作用面積的流量和壓力要求時(shí)，應(yīng)采用增壓措施;其條文說明提出:根據(jù)某些省市消防局的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定在當(dāng)?shù)叵儡嚬┧芰咏鼧O限的部位，設(shè)置接力設(shè)施。可以以看出根據(jù)”高規(guī)”,在系統(tǒng)還是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，均可不再設(shè)置水泵接合器;但是根據(jù)"噴規(guī).".在超出消防車供水也圍之外的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的消防分區(qū)需要設(shè)置接力設(shè)施。在超高層建筑中從消防安全的角度考慮建議消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均設(shè)置水泵接合器。設(shè)置水泵接合器可以有兩種做法:第一種方法就是設(shè)置接力泵進(jìn)行接力供水(可以參考"噴規(guī)"10.4.2條的條文解釋圖例進(jìn)行設(shè)計(jì));另一種方法就是從水泵接合器的主要用途上考慮如何設(shè)置，水泵接合器的主要用途是室內(nèi)消防水泵發(fā)生故障或遇到大火室內(nèi)消防用水不足時(shí)，供消防車從室外消火栓取水，通過水泵結(jié)合器將水送到室內(nèi)消防給水管網(wǎng)，供滅火使用。從這個(gè)角度出發(fā)我們可以在消防水泵上進(jìn)行考慮;故建議設(shè)置柴油泵作為消防系統(tǒng)的備用泵，以避免在電力故障時(shí)消防加壓泵不能工作。柴油泵的國(guó)家制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定柴油泵本身的油箱儲(chǔ)存燃料為柴油泵運(yùn)行3h的燃料，因此不必要考慮另外再儲(chǔ)存燃料。所以在消防車供水泡圍內(nèi)的消防分區(qū)的消防加壓泵采用電力泵作為備用，在消防車供水范圍之外的消防加壓泵設(shè)置柴油泵作為備用泵。在超高層建筑消防車供水范圍之外的火災(zāi)發(fā)生且室內(nèi)用水是不足時(shí)，首先由消防車在室外消火栓取水加壓送水至中間轉(zhuǎn)輸水箱，再由消防加壓泵加壓供水滅火，如此時(shí)電力泵發(fā)生故障，則柴油泵即可投入滅火工作。以上措施可解決高區(qū)水泵接合器的設(shè)置問題.保證消防安全。

4，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

超高層建筑排水系統(tǒng)最主要的問題在于如何解決水氣混合兩相流的順暢。在排水過程中首先要考慮高樓層排水對(duì)管材的沖刷.其次要考慮水氣混合流對(duì)衛(wèi)生器具水封穩(wěn)定的破壞(管中的氣壓發(fā)生激烈變化，會(huì)形成正壓噴濺或負(fù)壓抽吸，對(duì)排水管系中衛(wèi)生器只水封的穩(wěn)定產(chǎn)生嚴(yán)重影響.導(dǎo)致排水管道系統(tǒng)不能正常工作)。

針對(duì)坦高層排水的特點(diǎn)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)該考慮三點(diǎn)。首先.需要進(jìn)行嚴(yán)格水力計(jì)算.控制立管設(shè)計(jì)流量不超過規(guī)范規(guī)定的最大流量值;其次，在排水立管中采取一些消能措施，減少水流的下降速度，避免由于水流的沖擊對(duì)管系造成破壞，工程中一般自頂層起每隔6層設(shè)置一套消能裝置;最后，保證排水管系安全的重要措施就是設(shè)置專用的通氣立管與大氣相通，從而釋放排水管系中的正壓以及補(bǔ)給空氣減小負(fù)壓，使管內(nèi)的氣壓保持接近大氣壓力.保證立管內(nèi)的空氣流通，排除排水管道中的有害氣體.保護(hù)衛(wèi)生器具的水封，試驗(yàn)表明設(shè)置專用通氣主管可使立管排水能力提高一倍;或采用特殊單立管排水系統(tǒng)，但應(yīng)注意消能措施。

以上措施可以保證在超高層建筑排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)由于建筑高度引起的排水不利因素得到有效消除，保證系統(tǒng)安全。

5，雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在雨水設(shè)計(jì)中主要考慮兩個(gè)方面的問題。

(1)超高層建筑屋面雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的取值應(yīng)慎重。 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》4. 9. 9條規(guī)定。重要公共建筑、高層建筑的屋面雨水排水工程與溢流設(shè)施的總排水能力不應(yīng)小于50年重現(xiàn)期的雨水量。超高層建筑設(shè)置溢流口難度比較大，建議屋面雨水的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取50年，同時(shí)按100年校核雨水系統(tǒng)的排水能力。在此還要注意一些雨篷及裙房屋面的排水計(jì)算.在計(jì)算時(shí)要加上上方側(cè)墻的面積。

(2)除了設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的取值問題外，還有一個(gè)問題需要考慮。由于建筑高度很高，目前常用的65型、87型雨水斗設(shè)計(jì)流態(tài)為重力流但需考慮排水壓力，因此在選用雨水系統(tǒng)管材時(shí)需要考慮由于建筑高度引起的靜壓力，建議雨水管材在普通鋼管壓力范圍內(nèi)選用普通銅管，承壓比較高的部分采用無縫制管。此外屋面雨水排入的第一個(gè)室外檢查井應(yīng)選用消能井，以防止由于排入管壓力過高引起的噴濺事故。

6，總結(jié)

超高層建筑的給水排水設(shè)計(jì)首先要考慮安全。生活給水要考慮管材管件，反各種配件的耐壓安全，保證各用水點(diǎn)的水壓要求；消防要考慮系統(tǒng)供水安全，從而保證消防安全，同時(shí)在消防系統(tǒng)中應(yīng)考慮設(shè)置水泵接合器，可以采用柴油泵來代替水泵接合器的功能；生活排水要考慮排水通暢及保護(hù)水封的安全；雨水排水要從重現(xiàn)期來考慮排水安全，同時(shí)要考慮管材的承壓要求。