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摘要：随着社会经济水平的提高，城市地价的不断上涨，为满足当代社会对多功能舒适性办公环境的要求，近年来越来越多的高层SOHO公寓式办公楼在城市中出现。在建筑给排水设计中，相对于低层建筑而言，高层建筑具有系统压力大、用水要求高、排水量大、火灾蔓延速度快且扑救困难等特点。对设计及施工都提出了更高的要求。本文笔者就高层SOHO公寓式办公楼的生活及消防给排水系统设计进行探讨和分析，结合其自身多年的工作经验，提出相关的设计措施及建议，供同行参考。
关键词：高层SOHO办公楼；生活给排水系统；消防给排水系统
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济的快速发展及人们对多功能舒适性办公环境的要求，近年来越来越多的高层SOHO公寓式办公楼在城市中出现。高层建筑具有系统压力大、用水要求高、排水量大、火灾蔓延速度快且扑救困难等特点。这就要求设计要安全可靠、经济合理，既要满足国家及地方的规范、规程，又要尽量减少投资、节水节能。本文笔者根据SOHO公寓式办公楼的的特点，结合相关实例，对高层SOHO公寓式办公楼的生活及消防给排水系统设计进行具体地阐述。
1高层SOHO公寓式办公楼生活及消防给排水系统设计
在本文所举的工程实例中，该工程地上共26层，地下2层。其中地下的二层为汽车库及设备用房；地上1～2层为商场，层高4.8米；3～26层为SOHO公寓式办公，层高3.5米，每层设有带卫生间的高档公寓式办公房18套。建筑总高度93.6米。该工程周边均有城市配套的供水管网，市政自来水压力为0.18 MPa。
1.1生活给水系统设计
高层建筑由于层数多，系统的静水压较大，故一般采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。对高层建筑竖向分区首先要考虑市政管网压力，应尽量利用市政自来水压力供给建筑的低区层数；其次要考虑建筑的使用性质及要求、建筑的维护管理模式、管道阀门等设备的性能、节水节能等因素。并根据《建筑给水排水设计规范》对分区静压及入户管静压的要求，对建筑进行合理竖向分区，使得供水系统在稳定、安全运行的同时，又能减少管道及设备的磨损，降低噪音及振动，做到節水、节能。
根据以上原则，并考虑到实例工程的使用要求高，其给水系统竖向共分4个区，1区为地下2层至地上2层，由市政自来水直接供给；2区为3～10层，由2区变频恒压泵组供给；3区为11～18层，由3区变频恒压泵组供给；4区为19～26层，由4区变频恒压泵组供给。
1.2热水系统设计
1.1.1 热源选择
热源选择必须以节约能源为原则，优先选择利用工业的余热、废热、地热和太阳能。近年来，国家及地方政府为推动太阳能热水系统的应用出台了一系列的配套鼓励性政策和强制性法规。该实例工程地处云南，拥有利用太阳能的较好气候条件，故设计选用太阳能集中热水供应系统，考虑到屋顶面积的限制及建筑的使用要求，采用空气源热泵作为系统的辅助热源。
1.1.2供水方式
热水供应保持用水点处冷、热水有相近的压力。《民用建筑节水设计标准》规定供水的压力差不宜大于0.02MPa。因此高层建筑的热水供应要尽量与冷水系统保持相同的竖向分区。该工程热水系统分为3个区，采用屋顶供热水箱分区减压的供水方式。其中19～26层为一个区，由屋顶热水箱直接供给；11～18层为另一个区，由屋顶热水箱减压后供给；3～10层为第三个区，由屋顶热水箱减压后供给。各区的热水管道均采用机械循环，并设置了各自独立的循环回水系统。屋顶集中供热水箱采用4区变频恒压泵组补水，为保证冷热水压力的平衡，热水箱采用闭式承压水箱。
1.3排水系统的设计
高层建筑排水系统的主要功能是排出高层建筑中的生活污水、生活废水、阳台及屋面的雨水、空调设备的冷凝水等。系统由卫生器具、排水管道、清通装置、通气管系统、提升设备、局部处理构筑物组成。由于高层建筑立管较长，而卫生器具的排水是非均匀的、断续的，立管内的水流是气液两相的夹气流，随着水流的向下运动，水流由附壁的螺旋状态流发展成水膜流，当形成水塞时就会造成立管内的压力激烈波动，立管底部形成正压，引起底部的卫生洁具发生正压喷溅，而水塞的上部又会产生负压，形成负压抽吸，从而破坏水封，影响整个排水系统的正常工作。此时就需要设置通气管或采取其他措施来平衡排水管内的压力。高层建筑的排水系统多采用带有专用通气立管的双管制系统或特殊单立管系统。
本工程室内排水采用污、废分流。由于建筑1、2层为大空间商场，所有的给排水管道都要在2层顶部进行转换。综合多方面的因素考虑，设计采用带有专用通气立管的双管制系统，4~26层卫生间的排水管接入排水立管，把3层卫生间的排水管单独接入通气立管，通气立管（3层卫生间的排水管）在2层顶部接入排水转换横干管，连接点距排水立管底部下游的水平距离大于1.5米，这样做既可以平衡排水立管底部的正压，解决3层卫生间排水管的通气问题，又能减小多管道在2层顶部的转换高度，从而提高2层的有效使用高度。
1.4 消防给水系统设计
高层建筑功能复杂、火灾的隐患多、疏散困难。一旦发生火灾往往火势凶猛、蔓延快，容易造成重大伤亡事故。《高层民用建筑没计防火规范》阐述了高层建筑的防火设计，必须遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，针对高层建筑发生火灾的特点，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理。
室外消防系统
本工程属于一类高层建筑，室外消防用水量为30L/S。工程地处城市中心地带，城市供水管网的水压及水量能够满足室外消防用水的要求，故在市政供水管上引入2跟DN150的进水管，沿建筑周边布置成环状管网，在环管上均匀设置了2支室外地上式消火栓。
1.4.2室内消防系统
本工程室内消防用水量为40L/S。室内消防采用临时高压系统。火灾初期的消防用水由屋顶消防水箱及增压稳压设备供给，火灾延续期间内的消防用水由设置在地下2层的消防水池及消防专用泵供给。
室内消火栓系统
由于建筑低层消火栓的栓口静水压大于1.0MPa，故室内消火栓系统采用分区并联的供水方式。系统分为2个区，地下2层至11层为低区，消防用水由消防泵减压后供给；12至26层为高区，消防用水由消防泵直接供给，各区的消防管道均自成环状管网，并分别来设置室外消防水泵接合器。
室内消火栓的布置保证同层任何部位都有两支水枪充实水柱同时到达，消火栓设置在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点。在消火栓栓口压力大于0.5MPa的楼层设置减压稳压型消火栓。
自动喷水灭火系统
按《高层民用建筑没计防火规范》的要求，本工程除面积小于5m2的卫生间外均设置了湿式自动喷水灭火系统。地下车库按中危险Ⅱ级设置；商场及办公部分按中危险Ⅰ级设置。
《自动喷水灭火系统设计规范》规定：“配水管道的工作压力不应大于1.20MPa；一个报警阀组控制的喷头数不宜超过800个，且每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头间的高程差不宜大于50m”。按此原则，自动喷水灭火系统分为2个区供水，分区情况与消火栓系统相同，低区系统由自喷消防泵减压后供给；高区系统由自喷消防泵直接供给。在各分区低层的入口处设置减压孔板，将入口压力控制在0.4MPa以内。
自动喷水头选用玻璃球喷头，动作温度为68℃。地下车库采用直立型喷头，在结构梁间布置；商场及办公区走道部分采用下垂型喷头，贴吊顶面安装。办公用房内采用水平式边墙型喷头，安装高度为溅水盘距顶板250mm。
2设计措施及建议
2.1节水、节能
2.1.1尽量利用市政给水管的自身压力供给建筑的低层用水。
2.1.2 热水制备尽量选用可再生的绿色能源，如太阳能等。热水管道及设备进行保温处理，减少热量的损失。
2.1.3 在有条件的情况下应利用雨水或再生水进行冲厕及绿化。
2.1.4 选用优质的管道、阀门及节水型洁具。
2.2 污染防范
2.2.1 设计必须严格执行《建筑给水排水设计规范》第3.2章节下的各条款，防止水质污染。
2.2.2 自动喷水灭火系统末端试水装置的排水管及空调冷凝水排水管不要直接接入排水管、沟，应采用间接排水，管口应留有一定的空气间隙，防止臭气沿管道进入室内，污染室内环境。
2.2.3 排水管材选用机制鑄铁管，排水立管应尽量远离安静要求高的房间，并布置在管道井内，减少噪音污染。
2.3室内消火栓布置
在按规范要求“保证同层任何部位都有两支水枪充实水柱同时到达”布置室内消火栓时，要注意以下几点：
2.3.1 消火栓不要跨越防火分区计算。
2.3.2 不要简单地以保护半径画圆来布置消火栓，高层建筑内往往有很多的分隔墙、门等，要充分考虑这些因素的影响，不要遗漏任何部位。
2.3.3 保护同一部位的两个消火栓不要靠得太近，一般情况下不要使用双出口消火栓，以免当火灾发生在消火栓附近时，造成无栓可用的情况。
2.4热水循环系统
高层建筑的集中供热系统应设置热水循环管道，保持热水在管路中的循环，避免浪费。热水循环管道应采用同程管路布置，利用机械循环保证各干管、立管或支管的循环不出现短路现象，必要时在回水立管上设限流调节阀、温控阀等保证循环效果的措施。另外，为排出热水管道内淤积的气体，管道的布置要避免形成凸凹形，且横管敷设的坡度不宜小于0.003，并在管路的最高点设置自动排气阀。
2.5管材的选用
高层建筑生活给水管的选材要考虑强度及卫生等因素，通常采用金属与塑料相结合的管材，如衬塑钢管、涂塑钢管等；消防给水管可采用镀锌无缝钢管；排水管可采用噪声小、强度高的机制铸铁排水管。
3结束语
综上所述，在设计高层建筑建筑给排水及消防系统时，设计人员应该依据现行国家及地方有关的设计规范、规程，结合工程的实际情况，采用新技术、新产品，坚持以人为本，综合考虑安全可靠、经济合理、节水节能等因素，做出更为合理科学的的设计方案。使其能够满足人们对于现代居住、办公环境的要求，推动我国住宅建筑事业的发展。
参考文献：
[1] 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003 （2009年版）。
[2] 《高层民用建筑没计防火规范》GB50045-95 （2005年版）。
[3] 《自动喷水灭火系统设计规范》50084—2001 （2005年版）。
[4] 曹召生.超高层住宅建筑给排水及水消防系统设计[J].中华民居,2010,(9):70.
[5] 游杰.关于高层住宅小区给排水及消防系统设计的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(7).
[6] 陈宇，易彪. 浅谈超高层建筑给排水设计[J].给水排水，2012 (10).
[7] 周国添.高层建筑给排水设计中常见问题探讨[J].中国新技术新产品,
2010(11).
关键词：高层SOHO办公楼；生活给排水系统；消防给排水系统
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济的快速发展及人们对多功能舒适性办公环境的要求，近年来越来越多的高层SOHO公寓式办公楼在城市中出现。高层建筑具有系统压力大、用水要求高、排水量大、火灾蔓延速度快且扑救困难等特点。这就要求设计要安全可靠、经济合理，既要满足国家及地方的规范、规程，又要尽量减少投资、节水节能。本文笔者根据SOHO公寓式办公楼的的特点，结合相关实例，对高层SOHO公寓式办公楼的生活及消防给排水系统设计进行具体地阐述。
1高层SOHO公寓式办公楼生活及消防给排水系统设计
在本文所举的工程实例中，该工程地上共26层，地下2层。其中地下的二层为汽车库及设备用房；地上1～2层为商场，层高4.8米；3～26层为SOHO公寓式办公，层高3.5米，每层设有带卫生间的高档公寓式办公房18套。建筑总高度93.6米。该工程周边均有城市配套的供水管网，市政自来水压力为0.18 MPa。
1.1生活给水系统设计
高层建筑由于层数多，系统的静水压较大，故一般采用垂直分区并联供水或分区减压的供水方式。对高层建筑竖向分区首先要考虑市政管网压力，应尽量利用市政自来水压力供给建筑的低区层数；其次要考虑建筑的使用性质及要求、建筑的维护管理模式、管道阀门等设备的性能、节水节能等因素。并根据《建筑给水排水设计规范》对分区静压及入户管静压的要求，对建筑进行合理竖向分区，使得供水系统在稳定、安全运行的同时，又能减少管道及设备的磨损，降低噪音及振动，做到節水、节能。
根据以上原则，并考虑到实例工程的使用要求高，其给水系统竖向共分4个区，1区为地下2层至地上2层，由市政自来水直接供给；2区为3～10层，由2区变频恒压泵组供给；3区为11～18层，由3区变频恒压泵组供给；4区为19～26层，由4区变频恒压泵组供给。
1.2热水系统设计
1.1.1 热源选择
热源选择必须以节约能源为原则，优先选择利用工业的余热、废热、地热和太阳能。近年来，国家及地方政府为推动太阳能热水系统的应用出台了一系列的配套鼓励性政策和强制性法规。该实例工程地处云南，拥有利用太阳能的较好气候条件，故设计选用太阳能集中热水供应系统，考虑到屋顶面积的限制及建筑的使用要求，采用空气源热泵作为系统的辅助热源。
1.1.2供水方式
热水供应保持用水点处冷、热水有相近的压力。《民用建筑节水设计标准》规定供水的压力差不宜大于0.02MPa。因此高层建筑的热水供应要尽量与冷水系统保持相同的竖向分区。该工程热水系统分为3个区，采用屋顶供热水箱分区减压的供水方式。其中19～26层为一个区，由屋顶热水箱直接供给；11～18层为另一个区，由屋顶热水箱减压后供给；3～10层为第三个区，由屋顶热水箱减压后供给。各区的热水管道均采用机械循环，并设置了各自独立的循环回水系统。屋顶集中供热水箱采用4区变频恒压泵组补水，为保证冷热水压力的平衡，热水箱采用闭式承压水箱。
1.3排水系统的设计
高层建筑排水系统的主要功能是排出高层建筑中的生活污水、生活废水、阳台及屋面的雨水、空调设备的冷凝水等。系统由卫生器具、排水管道、清通装置、通气管系统、提升设备、局部处理构筑物组成。由于高层建筑立管较长，而卫生器具的排水是非均匀的、断续的，立管内的水流是气液两相的夹气流，随着水流的向下运动，水流由附壁的螺旋状态流发展成水膜流，当形成水塞时就会造成立管内的压力激烈波动，立管底部形成正压，引起底部的卫生洁具发生正压喷溅，而水塞的上部又会产生负压，形成负压抽吸，从而破坏水封，影响整个排水系统的正常工作。此时就需要设置通气管或采取其他措施来平衡排水管内的压力。高层建筑的排水系统多采用带有专用通气立管的双管制系统或特殊单立管系统。
本工程室内排水采用污、废分流。由于建筑1、2层为大空间商场，所有的给排水管道都要在2层顶部进行转换。综合多方面的因素考虑，设计采用带有专用通气立管的双管制系统，4~26层卫生间的排水管接入排水立管，把3层卫生间的排水管单独接入通气立管，通气立管（3层卫生间的排水管）在2层顶部接入排水转换横干管，连接点距排水立管底部下游的水平距离大于1.5米，这样做既可以平衡排水立管底部的正压，解决3层卫生间排水管的通气问题，又能减小多管道在2层顶部的转换高度，从而提高2层的有效使用高度。
1.4 消防给水系统设计
高层建筑功能复杂、火灾的隐患多、疏散困难。一旦发生火灾往往火势凶猛、蔓延快，容易造成重大伤亡事故。《高层民用建筑没计防火规范》阐述了高层建筑的防火设计，必须遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，针对高层建筑发生火灾的特点，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理。
室外消防系统
本工程属于一类高层建筑，室外消防用水量为30L/S。工程地处城市中心地带，城市供水管网的水压及水量能够满足室外消防用水的要求，故在市政供水管上引入2跟DN150的进水管，沿建筑周边布置成环状管网，在环管上均匀设置了2支室外地上式消火栓。
1.4.2室内消防系统
本工程室内消防用水量为40L/S。室内消防采用临时高压系统。火灾初期的消防用水由屋顶消防水箱及增压稳压设备供给，火灾延续期间内的消防用水由设置在地下2层的消防水池及消防专用泵供给。
室内消火栓系统
由于建筑低层消火栓的栓口静水压大于1.0MPa，故室内消火栓系统采用分区并联的供水方式。系统分为2个区，地下2层至11层为低区，消防用水由消防泵减压后供给；12至26层为高区，消防用水由消防泵直接供给，各区的消防管道均自成环状管网，并分别来设置室外消防水泵接合器。
室内消火栓的布置保证同层任何部位都有两支水枪充实水柱同时到达，消火栓设置在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点。在消火栓栓口压力大于0.5MPa的楼层设置减压稳压型消火栓。
自动喷水灭火系统
按《高层民用建筑没计防火规范》的要求，本工程除面积小于5m2的卫生间外均设置了湿式自动喷水灭火系统。地下车库按中危险Ⅱ级设置；商场及办公部分按中危险Ⅰ级设置。
《自动喷水灭火系统设计规范》规定：“配水管道的工作压力不应大于1.20MPa；一个报警阀组控制的喷头数不宜超过800个，且每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头间的高程差不宜大于50m”。按此原则，自动喷水灭火系统分为2个区供水，分区情况与消火栓系统相同，低区系统由自喷消防泵减压后供给；高区系统由自喷消防泵直接供给。在各分区低层的入口处设置减压孔板，将入口压力控制在0.4MPa以内。
自动喷水头选用玻璃球喷头，动作温度为68℃。地下车库采用直立型喷头，在结构梁间布置；商场及办公区走道部分采用下垂型喷头，贴吊顶面安装。办公用房内采用水平式边墙型喷头，安装高度为溅水盘距顶板250mm。
2设计措施及建议
2.1节水、节能
2.1.1尽量利用市政给水管的自身压力供给建筑的低层用水。
2.1.2 热水制备尽量选用可再生的绿色能源，如太阳能等。热水管道及设备进行保温处理，减少热量的损失。
2.1.3 在有条件的情况下应利用雨水或再生水进行冲厕及绿化。
2.1.4 选用优质的管道、阀门及节水型洁具。
2.2 污染防范
2.2.1 设计必须严格执行《建筑给水排水设计规范》第3.2章节下的各条款，防止水质污染。
2.2.2 自动喷水灭火系统末端试水装置的排水管及空调冷凝水排水管不要直接接入排水管、沟，应采用间接排水，管口应留有一定的空气间隙，防止臭气沿管道进入室内，污染室内环境。
2.2.3 排水管材选用机制鑄铁管，排水立管应尽量远离安静要求高的房间，并布置在管道井内，减少噪音污染。
2.3室内消火栓布置
在按规范要求“保证同层任何部位都有两支水枪充实水柱同时到达”布置室内消火栓时，要注意以下几点：
2.3.1 消火栓不要跨越防火分区计算。
2.3.2 不要简单地以保护半径画圆来布置消火栓，高层建筑内往往有很多的分隔墙、门等，要充分考虑这些因素的影响，不要遗漏任何部位。
2.3.3 保护同一部位的两个消火栓不要靠得太近，一般情况下不要使用双出口消火栓，以免当火灾发生在消火栓附近时，造成无栓可用的情况。
2.4热水循环系统
高层建筑的集中供热系统应设置热水循环管道，保持热水在管路中的循环，避免浪费。热水循环管道应采用同程管路布置，利用机械循环保证各干管、立管或支管的循环不出现短路现象，必要时在回水立管上设限流调节阀、温控阀等保证循环效果的措施。另外，为排出热水管道内淤积的气体，管道的布置要避免形成凸凹形，且横管敷设的坡度不宜小于0.003，并在管路的最高点设置自动排气阀。
2.5管材的选用
高层建筑生活给水管的选材要考虑强度及卫生等因素，通常采用金属与塑料相结合的管材，如衬塑钢管、涂塑钢管等；消防给水管可采用镀锌无缝钢管；排水管可采用噪声小、强度高的机制铸铁排水管。
3结束语
综上所述，在设计高层建筑建筑给排水及消防系统时，设计人员应该依据现行国家及地方有关的设计规范、规程，结合工程的实际情况，采用新技术、新产品，坚持以人为本，综合考虑安全可靠、经济合理、节水节能等因素，做出更为合理科学的的设计方案。使其能够满足人们对于现代居住、办公环境的要求，推动我国住宅建筑事业的发展。
参考文献：
[1] 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003 （2009年版）。
[2] 《高层民用建筑没计防火规范》GB50045-95 （2005年版）。
[3] 《自动喷水灭火系统设计规范》50084—2001 （2005年版）。
[4] 曹召生.超高层住宅建筑给排水及水消防系统设计[J].中华民居,2010,(9):70.
[5] 游杰.关于高层住宅小区给排水及消防系统设计的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(7).
[6] 陈宇，易彪. 浅谈超高层建筑给排水设计[J].给水排水，2012 (10).
[7] 周国添.高层建筑给排水设计中常见问题探讨[J].中国新技术新产品,
2010(11).