超高层居住建筑给水设计的几点思考——以湖州梦想府公寓楼为例

郑明星，姜迎春

（浙江省城乡规划设计研究院，浙江 杭州 310010）

随着我国城市快速发展和城市人口规模迅速增加，居住建筑的需求急速增长，导致城市土地资源日益紧张。为了解决土地利用率和提高经济效益，超高层居住建筑已经逐渐被市场接受。随着越来越多的超高层建筑投入使用，其给水系统设计的合理性也正在经受着市场的检验。在此，以湖州市梦想府为例，对居住类超高层建筑的生活给水设计予以探讨。

1 项目概况

居住建筑是指供人们居住使用的建筑，主要包括住宅、宿舍楼和公寓楼等［1］，公寓作为非住宅类的居住建筑一般指满足居住基本生活需求并提供公共生活与服务空间和设施，由专业化机构集中运营管理和租赁［2］。在实际设计中，经常碰到各类公寓项目，对其消防设计和能耗（水、电、燃气等）计量标准、系统做法往往会产生困惑。一般来说，公寓的功能可参考住宅，但其消防给水设计一般是适用于公共建筑。比如，公寓楼室外消防用水量一般应按照公共建筑执行，多层公寓室内消防给水用水量有明确的规定值，而高层公寓楼室内消防用水量则是按照公共建筑执行［3］。公寓楼的能耗计量与管理方面，供电、供水、燃气等不同主管部门执行的分类会不相同。在给水设计中，公寓楼可能被定性为商业建筑，也可能定性为住宅建筑，而两者的水费差异巨大；在很多城市，住宅建筑的供水设施是由当地水务公司来参与建设和管理，商业建筑则由商业楼自己的物业运维。因此居住建筑的具体分类直接影响到给水系统设计的标准和要求。

湖州梦想府基地东、北、西侧为城市公园环绕，属于“公园里的建筑”，自然环境优势明显。根据规划部门土地出让的条件，该项目为居住用地，建造具有产权的小户型公寓楼。公寓楼地下2层、地上42层，总建筑面积约105 117 m2。地下室为车库及设备用房，主楼地上1～4层为商业，5层及以上均为居住功能，共有1 117户，每户建筑面积约25～65 m2；裙房为商业用途。主楼总高度173.6 m，共设有3个避难兼设备层（分别为4F、17F、30F），是湖州市第一座超过100 m的居住建筑。

本项目从周边市政给水管网引入两路DN200管，供给生活和消防用水，生活给水与消防给水管网分开布置，且分别独立成环，目的是为了方便管理和产权清晰；其中，室外生活供水采用环网敷设以提高供水管网的安全性。

2 设计思路

公寓楼的给水设计应满足生活用水对水质、水量、水压、供水安全以及消防供水要求［3］，但同时需要兼顾大楼的使用方、投资方、管理方等需求，设计方案既要节省投资，又要安全可靠，同时方便管理运维。

公寓楼作为居住建筑的一种，给水设计应秉承以人为本和注重用水舒适度。为了保障住宅建筑供水设施的安全性及提升供水品质，在政府的政策引导下，住宅供水设施以自来水公司作为建设与运维主体的模式已形成趋势，其“标准化”建设管理的模式很好地提升了供水设施的安全可靠性。但这种“标准化”的建设要求也经常与设计的常规做法产生分歧。作为给排水设计师，应积极研究其规定的背后原因，将工程经验与数据分析相结合、突破设计，与各方合力打造一个安全、健康、耐用的供水系统。

3 用水量计算

人数统计和用水定额的选择是用水量计算的重要基础数据，关系到供水设备供水能力及蓄水箱容积的大小，也直接影响到投资成本和建筑空间的利用率。人数统计与用水定额的选择跟建筑使用性质、使用规律相关。

笔者认为从土地出让的性质而言，本楼不能作为宾馆，后期使用也应限制作为宾馆商业运作的行为；本楼作为非住宅类居住建筑，虽然具有住宅的居住使用属性，但是居住群体更适合单身青年自住、合居或作为小家庭过渡用房，所以人数统计及用水定额不应按照住宅执行，也不应完全按照“单身公寓”过度降低人数基数。

鉴于单间面积在25～65 m2，设计建议人数取1.5～2人／间，定额按照酒店式公寓取值200～300 L／d·人；由于居住群体相对固定，蓄水箱调蓄容积则建议按照住宅要求的上限取值，即取最高日用水量的20%。

笔者按几种不同使用对象分别计算大楼的用水量，通过对比发现，按照人数相对合理的酒店式公寓进行计算，其用水量为住宅用水量的45%、单身公寓的1.5倍，既节约了投资，又相比单身公寓的设计留有余量。

4 系统分区

一般超高层居住建筑高度介于100～200 m，对于建筑高度超过100 m的超高层建筑生活给水系统，推荐采用垂直串联分区供水［5］，居住建筑亦不例外；超高层公共建筑的竖向串联供水往往采用设置中间接力增压泵房，通过高区水泵抽取中转水箱再次加压供给更高的楼层，而对于居住建筑则原则上尽量减少中转水箱的使用。

自2000年以来，不少城市展开了针对住宅楼取消屋顶生活水箱的改造行动，改用变频供水设备抽取水箱蓄水加压直供的供水方式，其原因是住宅屋顶生活水箱维护困难、管理薄弱、污染现象明显。我们对超高层居住建筑也存在此担忧，对物业管理水平和服务意识不容侥幸，应尽量减少水箱的设置数量，降低二次污染的风险概率。

结合以上的工程经验，超高层居住建筑100 m以下楼层建议采用多套变频供水设备直接供给、并联分区，不再考虑转输水箱；对于100～200 m之间的楼层，鉴于水泵扬程较大、对管道及阀门附件的承压性能要求较高，可在机房屋顶层或设备层设置一处高位生活水箱调节压力；此高位生活水箱补水管所需的出流压力往往小于最不利楼层的用水压力，且高位水箱的补水泵可采用定频供水，而不采用变频控制，这样投资相对节省，从能耗而言也是有利的。对于建筑高度超过200 m的居住建筑个别建筑，竖向分区供水需要结合实际高度，当超过250 m时，为了安全起见则不建议采用“一泵到顶”的做法，宜设置中间转输水箱。

以本公寓楼为例，其总建筑高度为173.6 m，供水系统在建筑高度107 m以下采用三套变频供水设备抽取地下贮水池蓄水直接加压、并联供水；在顶层设备层（建筑标高：163.95 m）设置高位生活蓄水箱，由一台定频高扬程水泵直接补水，然后通过重力流供给四区，系统竖向分区见表1，供水系统原理见图1。

图1 超高层公寓供水系统原理

表1 公寓楼竖向分区

5 增压泵房

居住建筑是以家庭为单位，使用方尤其注重居住的安全感和私密性。在超高层居住建筑的给水设计中，往往因为条件受限而忽视了噪音控制。按照有关规定，白天，住宅建筑卧室噪音不得高于45 Fb，高标准住宅卧室不得高于40 Fb；夜间，住宅建筑卧室噪音不得高于37 Fb、高标准住宅卧室不得高于30 Fb［6］。但实际很多生活泵房中，其噪音值达到了85 Fb以上［7］，如果不采取有效控制和隔离措施，必然会对居民产生了严重干扰，危害健康。在供水系统中的噪音的主要来源就是供水泵房，产生噪音的原因主要是电机和水泵运行所导致。电机运行中往往会产生高频噪音，直线传播；而水泵往往产生低频噪音，其噪音穿透力及环绕能力强，可以由结构柱与管道等传递至更远的楼层［8］。

在设计规范中对泵房的设置位置提出了明确的规定，即生活给水泵房不应毗邻居住用房或在其上层或下层［5］。在很多超高层居住建筑工程案例中，设计师们为了规避规范的限制，往往采用设置夹层控制噪音的做法。虽然此做法对来自泵房的噪音减弱很多，也满足了规范的要求，但不是最佳方案，尤其是对低频噪音的控制效果更不明显。如果水泵设备的隔振措施不到位以及设备运行噪音偏大，则会加重对上、下层住户的噪音污染。

笔者建议超高层居住建筑的给水设计，应避免将生活中转泵房设置在住户的上、下层或者左右侧，包括设置夹层的做法。生活中转泵房设置与中转水箱基本一致，即对于建筑高度100～200 m的居住建筑，其100 m以上推荐采用高扬程定频水泵供给屋顶生活高位水箱，并优先利用高位水箱的势能重力流供给下面楼层；若重力无法满足顶部几层的供水压力需求时，可针对此楼层设置增压泵，此时的增压设备扬程往往很小，能耗不高。高位水箱及增压泵（若有）应设置在专用房间内，确保环境卫生、空间安全、管理方便。

超高层建筑消防供水系统，往往需要设置中转消防泵房，在居住建筑中也不例外。本项目在30层避难层设置了一处消防中转泵房，供给25～42层的消火栓用水和自动喷淋用水。由于消防供水系统平时几乎不运行，中转泵房内机械噪音产生的几率非常低，所以消防中转泵房采取设置夹层的隔音措施是可行的。

6 结 语

超高层居住建筑给水系统设计应符合健康舒适、安全耐久、环境宜居的要求。超高层居住建筑户数较多，应合理确定人数，其差别对设备投资与建筑使用影响较大；供水系统应尽量减少水箱设置以减少二次污染；供水泵房设置应重视噪音控制与低碳节能，以提高居住的舒适度和居住成本。随着超高层建筑的增多，各类超高层建筑给水设计需要我们深入探究。