1、超高層辦公樓給水及消防方案選型分析馬勇1 周樂2摘要 通過對4種常用供水方式特點的比較，選擇出適合辦公樓用水特點的供水方式，并根據超高層的實際情況進行合理分區；通過總結我國部分超限高層消防給水系統設計的情況和特點，對消防系統的選擇進行了分析和探討。關鍵詞 超高層 辦公樓 給水 消防 方案選型 臨時高壓1 工程概況本工程總建筑高度297.2m，建筑面積160842.6 m2（不含地下室）。裙樓約5層，層建筑面積5000 m2，小計25000 m2；標準層層建筑面積約為2120 m2；純辦公建筑面積小計135842 m2。地下室共兩層，建筑面積約為37600 m2。裙樓為辦公配套的會議展覽，層高定

2、為6m，辦公樓層層高按照高度和層數計算，平均層高為4.0m。1.1市政水源及水壓：水源為城市自來水，供水水壓按0.25Mpa考慮。1.2生活用水量計算：見表1表1 生活用水量計算使用對象用水量標準使用規模時變化系數K使用時數（h）最高日（m3/d）最大時（m3/h）辦公40L/人.班13600人1.410544.076.16空調補水循環水量1.5%3000m3/h1.010450.045.0車庫地面沖洗2L/M2376001.0875.29.4管網漏失及未預見水量按上述用水量的10%計106.9210.7合計1176.12141.262 給水方案選型分析根據辦公樓的用水特點，給水系統設計時并沒

3、有考慮集中熱水供應和直飲水系統。原因有以下3點：1.用水時間短。辦公用水不同于酒店用水和住宅用水，用水時間短，一般按10個小時考慮（8：30-18：30），而后者用水時間一般為24小時；2.系統需要周期循環。由于非用水時間長達14個小時，在非用水時間內，系統仍然需要不間斷運行，不利于節能（包括熱能和電能）；3.熱水及直飲水用水量小。辦公樓熱水定額為5-8 L/人.班，全天熱水用量約為81.3 m3/h，小的用水量相對于超高層龐大的管網系統和設備運行和維護成本而言，非常不經濟。所以建議設置局部的熱水系統和飲用水系統。2.1供水方式分析：目前給水方式常用形式主要有以下四種形式：1.儲水池-恒壓水泵

4、-高位水箱供水方式2.氣壓給水設備供水方式3.儲水池-變頻水泵供水方式4. 管網疊壓設備供水方式4種常用供水方式特點比較：見表2表2 4種常用供水方式特點比較供水方式泵組揚程H(n) 流量Q(n)水泵運行工況能耗情況供水安全穩定性消除二次污染一次投資運行費用（1）高位水箱供水H(1)，Q(1)=Qh均在高效段運行1最好差11（2）氣壓供水H(2)=(1.181.54)H(1)Q(2)=1.2 Q(1)比（1）稍差>1比（1）差較差<1稍.>1（3）變頻調速供水H(3)H(1)，Q(3)qs有部分時間低效運行>1比（1）差同（2）<1>1（4）疊壓供水H(4)

5、<H(3)，Q(4)= Q(3)稍優于（3）1最差好<11氣壓給水設備供水方式，由于氣壓罐容積所限，不可能針對大用戶進行供水；管網疊壓設備是這兩年才興起一種新型節能的供水方式，但在使用工程中，往往受到周邊市政管網管徑和水壓波動的影響，在用水量以及接管管徑等方面同樣受到諸多的限制條件，而且當市政壓力不穩定時，并不能起到節能的效果；變頻供水設備也屬于一種常用的節能設備，但針對辦公樓而言，由于非用水時間大于用水時間，設備仍然有較多時間處于低效區，并且供水可靠性也相對較差；高位水箱供水的最大優點是設備一直處于高效區運行，供水可靠性較好，而且所選水泵的流量較變頻泵及管網疊壓設備都小，比較適合

6、作為辦公樓供水方式。2.2給水系統分區：由于樓層較高，所以需要設置中間水池進行分區供水，300m的高度在分區上可以考慮2種方式：1.100m左右分為一個區，整座大廈可分為3個區，中間水池分別設置在25層設備層（112m）、51層設備層（216m）和頂層（272m）；或者以150m為界將整座大廈分為兩個區，中間水池分別設置在38層設備層（164m）和頂層（272m）。從整個供水系統以及技術可行性而言，采用2個分區或者采用3個分區都是可行的，兩者相比較并沒有明顯的排他性，都是可以考慮的。但由于考慮到消防系統整體分為兩個區域，生活水池和消防水池設置都設置在38層設備層（164m），這樣設置不僅可以少

7、占建筑面積，而且也有利于結構專業的荷載計算，同時也便于業主方便管理。2.3給水系統分區見圖1所示圖1 給水系統分區3消防系統方案選型分析本工程設有消火栓系統、自動噴水滅火系統和七氟丙烷氣體滅火系統（設置在變配電房）。一層大堂建筑高度未超過12米，采用快速響應噴頭。3.1 消防用水量計算消防用水量按照國家規范計算如表3所示：表3 消防用水量計算消防系統名稱用水量標準火災延續時間水池貯水容積(升/秒)(小時)（立方米）A. 自動噴淋系統301108B. 室內消火栓系統403432C. 室外消火栓系統303(市政兩路直接給水)總計540（A+B）3.2消防系統形式選擇目前已建或在建的超高層建筑消防給

8、水方式如表4所示表4 目前已建或在建的超高層建筑消防給水方式 項目名稱建筑高度/m系統形式按壓力按給水方式按供水設備上海環球金融中心500臨時高壓制串聯消防水泵為主廣州西塔432常高壓制為主串聯高位水池為主(600m3)南京紫峰大廈420常高壓制為主串聯高位水池為主(576m3)上海金茂大廈420常高壓制為主串聯高位水池為主(126m3)CCTV主樓330臨時高壓制并聯（部分串聯）消防水泵為主上海世貿中心250臨時高壓制串聯消防水泵為主徐州國際商廈171臨時高壓制串聯消防水泵為主杭州西湖文化廣場170臨時高壓制串聯消防水泵為主注：上海金茂大廈常高壓系統設計時，由于我國當時沒有這方面的經驗，所以

9、高位水池容積設計偏小。由上表我們可以得到兩點結論：1.超過400m的高層建筑，在消防給水形式上，往往以常高壓制為主；400m以下的高層建筑，在消防給水形式上，往往以臨時高壓制為主；2.一般認為，常高壓制較臨時高壓更趨于安全，但對于超高層而言，消防安全必須做到防患于未然，做到萬無一失，采取的消防形式都必須是最安全的，所以從這一層面上說，常高壓制和臨時高壓制都是最安全的，上海環球金融中心采用臨時高壓制就說明了這一點。本建筑如果采用常高壓系統，中間設備層以及屋頂的設備層需要儲存消防期間全部的消防用水量540M3，并且在設計常高壓系統時，地下消防儲水池往往也儲存較大的消防水量，比如南京紫峰大廈地下儲水

10、池容積為576 M3，和高位消防水池容積相同；廣州西塔為150 M3，若采用臨時高壓系統，則中間設備層轉輸水箱容積通常均按60M3容積設計，即0.51.0h的消防用水量，而且屋頂的消防水箱的容積只需要18 M3即可，無論從設備層的占地面積出發，或者從荷載方面考慮，還是從造價方面考慮，采用臨時高壓系統都有一定的優勢，從安全角度考慮，只要加強安全巡檢，就可以做到萬無一失。3.3消防給水系統分區見圖2所示圖2 消防給水系統分區4 結語超高層辦公樓采用何種給水方式一定要根據辦公樓自身的用水特點進行分析，在分區設置時，除考慮給水自身需要外，還應結合其他專業設置統一進行技術經濟分析，從而選擇最優給水方案；選擇消防給水方案時首先要考慮的是系統的安全性問題，事實證明常高壓系統未必比臨時高壓系統更安全，采用哪一種消防給水方式同樣要進行各方面的技術經濟分析后再進行確定。參考文獻：1 王學良，李洋.超限高層建筑消防給水系統設計特點探討.給水排水，2007，33（