超高层建筑给水排水设计中的节能、节材研究

陈福芝

摘 要：超高层建筑在现代城市中已经逐渐普遍化，随着施工单位逐渐熟悉建设超高层建筑的工作流程，同时也对更多的先进施工经验进行了累积，超高层建筑的质量也被切实提升，超高层建筑工程系统也变得更加成熟。基于超高层建筑施工活动存在的高消耗缺陷，技术人员从建筑的各处功能设计入手，全面落实了节能优化工作，同时兼顾节省施工建材与控制耗能问题两方面需要。本文结合给排水系统，解析节材与节能工作需要。

关键词：超高层建筑；给排水设计；节材；节能；施工方法

城市建筑整体建设质量与先进性均有所提升，工程缺陷大幅减少，全新的建筑系统随现代城市发展逐步形成，除了绿色建筑之外，智能建筑也逐渐成为各个施工单位建设的对象，在智能建筑与绿色建筑的基础上，施工方以现有的施工技术手段增加了建筑的高度，在城市范围内建设了更多的现代超高层建筑，这种建筑虽然具有较大内部容量，但是相对地，整体耗材与耗能量也相对相对较大，现从给排水施工活动切入，探讨如何开设节能与节材施工活动。

1 避难层给排水设计工作分析

就建筑高度在120m左右超高层建筑的喷淋系统的报警阀设置来说，通常采用分散设置湿式报警阀的做法：在避难层内设置若干套湿式报警阀，供建筑高区自动喷水灭火系统使用；在地下室内设置若干套湿式报警阀，供避难层以下的低区自动喷水灭火系统使用。同时，根据《自动喷水灭火系统设计规范》的相关要求，湿式报警阀入口压力不应大于1.2Mpa，在低区湿式报警阀环状供水管道入口设置减压阀组，控制阀前压力不大于1.2Mpa。

在闭式自动喷水灭火系统设计中，根据计算，喷淋水泵扬程需要1.8Mpa.在整个闭式自动喷水灭火系统的各个组成部分中，结合相关喷淋产品所提供的技术参数，湿式报警阀的最大工作压力为1.2Mpa；普通玻璃球下垂型喷头的额定工作压力为1.2Mpa，出厂试验压力为3.0Mpa；一般水流指示器的额定工作压力为1.2Mpa，出厂密封测试压力为2.4Mpa；对夹式安全信号蝶阀的额定工作压力可达1.6Mpa。

在项目设计中，笔者曾作过如下考虑：如果按照常规设计，采取在地下室和避难层分散设置湿式报警阀的做法，在低区报警阀组前的环状管网上分别设置减压阀组。根据设计要求，减压阀组通常采用两组并联，每个报警阀组采用报警阀前后设置控制阀门，并在报警阀前加设过滤器的做法。由于报警阀前后的控制阀门一般采用普通手动阀门，一旦减压阀出现故障的情况下，控制阀门不具备自动关闭功能。因此，两组报警阀组通常不具备故障情况下的自动切换功能，只能手动进行切换。此外，由于报警阀分散设置，从一定程度上增加值班人员的工作强度。

为了克服低区上述不足，进一步确保湿式报警阀的安全，经反复考虑，最终决定把湿式报警阀集中设置在避难层。由于避难层的建筑高度大约在60m左右，由喷淋水泵扬程减去报警阀和喷淋水泵间的高差，从而可以确保湿式报警阀阀前压力小于1.2Mpa。相比之下，由于报警阀在避难层集中设置，无需在阀前设置减压阀组即可有效保证报警阀不会发生超压，从而可以充分确保报警阀的安全，进一步提高了整个自动喷水灭火系统的安全程度。

2 屋面给排水设计工作分析

为了使超高层建筑的屋面可以保持其强度水平，施工方也会在屋面位置建设给排水系统，根据屋面构造来设计完备的给排水系统，在处理框架型的建筑屋面时，施工方往往会将其与核心筒系统进行结合，超高层建筑内部的竖向管道数量相对比较多，这些竖向管道会占据一定的建筑空间，其他空间布置工作会因此而受到间接性影响，因此给排水设计负责人需要在确保屋面排水系统可被顺畅使用的前提下，适当缩减竖向管道的使用数量。

基于优化超高层建筑空间设计与减少管材消耗量的多重工作需要，可以对屋面系统的雨水排水系统加以改造，依照屋面设计规范，施工在建设雨水排水系统时，必须使用就金属管或者具有一定承压能力的塑料管，从屋面设计项目的实际情况展开研究，可以发现部分施工单位在这一部分排水工作管道设计中使用了特殊的热浸镀锌钢管，另外还有使用刚塑复合管道的情况。

在对该类建筑的排水系统中的喷淋装置进行设计时，需要以试水情况为准，优化末端的装置设计活动，还要增设独立的试水排水系统。在对喷淋平面进行设计时，需兼顾前期的雨水排水系统建设工作，以这部分所处的位置为准，来调整喷淋管道的位置，一般雨水管道会被安置到外墙部位，试水设备可以被安放到雨水管道附近，可以尝试增加雨水管道的功能，使其被用于喷淋系统中排水与试水活动。这种设计方式可以帮助节省一部分管材。

3 冷却塔节能设计分析

超高层建筑的冷却水循环体系一般会被设计到冷却塔之中，在设计该附属建筑时，要结合室外场地、裙房以及主楼所处位置，将冷却塔设计到合适的位置，以便达到节省建筑工程造价。给冷却塔选定位置时，要综合考虑室外环境条件与相应建筑施工规范，在技术条件允许的前提下，可将冷却塔安置到建筑外部綠化环境中，可以尝试缩短制冷机组与冷却塔之间的距离，进而节省冷却水循环管道施工活动中管材消耗量，同时还可以帮助缩减整体冷却塔施工成本。当冷却塔之中的管道长度被缩短后，系统的水头损失也随之减少，该区域应用的水泵装置的扬程也可降低，冷却塔内部运行成本被控制。

在对风速影响进行分析时，高空风速大于地面风速，因此如果冷却塔可以被设计到相对比较低的位置，冷却水循环系统中损失的水量也被缩减，该处系统的节水需要可被满足，因此在满足冷却塔施工条件的前提下，可以尝试降低该建筑的高度，控制二次加压问题。

在该项目设计中，结合该建筑底层的使用功能，同时，结合该建筑室外场地的情况，把冷却塔设置在该建筑南侧的室外绿地内。考虑美观需要，要求冷却塔厂家对塔体（方形横流式冷却塔）进行适当美化（借鉴电气专业室外箱式变电站的做法：室外箱式变电站经适当美化处理后，其外观效果可作为室外建筑小品）。由于冷却塔设在室外绿地上，为了防止室外落叶进入冷却循环水系统，设计要求在冷却塔的塔顶出风口上设置钢丝网。该系统经过空调季节运转，运行情况良好。同时，根据建成后的实际效果来看，由于室外冷却塔处理得当，相当于一个室外小品，对于丰富建筑环境，起到了不错的效果。

4 结束语

超高层建筑已经逐渐成为发达城市的标志之一，随着超高层建筑建设工作日益成熟，施工者已经将一些基础性的建筑质量以及系统稳定性问题解决，但是当前形成的新问题也给超高层建筑施工带去了过多的阻碍影响，为了使整个超高层建筑施工活动更为顺畅且科学化，施工方应当继续细化超高层施工，总结施工问题，本文以给排水施工体系为核心，给出了节省建材以及控制耗能的施工建议，经济化的建筑理念还应被落实到更多超高层建筑施工环节中。

参考文献

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