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關鍵字:排水系統給水系統標準 應用
Abstract: with the rapid development of China's social economy, the technological level of China's construction has increased rapidly, to adapt to the social economic life and production quality, standards of construction products increasing requirement. In recent years, our country construction through the introduction, digestion and absorption and independent development, technology innovation, the professional technology and equipment development has been widely used in building products. The importance of building water supply and drainage engineering increasingly deepened, with the position of play a decisive role in the whole process of Engineering construction. Standard for design of building water supply and drainage design personnel to carry out technical standard design and basis, how to correctly understand the standard and design to meet the engineering construction standards of quality control, has become the key to achieve the desired objectives.
Keywords: application of drainage water supply system standard
中圖分類號:TU82文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
近幾年來,我國建筑通過引進、消化吸收和自主開發、技術創新,開發的新技術和新設備已廣泛應用于建筑產品的各專業。建筑給水排水工程的重要性日益加深,在整個工程建設過程中有著舉足輕重的位置。建筑給水排水設計標準是設計人員進行設計的技術標準和依據,如何正確理解標準及設計出符合工程建設規定控制的質量標準,成為了達到預期目的的關鍵。
給水系統
給水系統(water supply system)給水的取水、輸水、水質處理和配水等設施以一定的方式組合成的總體。是指通過管道及輔助設備,按照建筑物和用戶的生產,生活和消防的需要有組織的輸送到用水地點的網絡。電廠的給水系統由給水泵、給水管道和閥門組成,其任務是保證連續可靠地向鍋爐供水。通常把給水泵吸水側稱為低壓給水管道系統;給水泵出口側稱為高壓給水管道系統。
排水系統
排水系統(sewerage system)排水的收集、輸送、水質的處理和排放等設施以一定方式組合成的總體。 用以除澇、防漬、防鹽的各級排水溝(管)道及建筑物的總稱。它主要由田間排水調節網、各級排水溝、蓄澇湖泊、排水閘、抽排泵站和排水容泄區等組成(見圖)。排水區的多余水量首先匯入田間排水調節網,然后經各級排水溝或經湖泊滯蓄后再由排水閘或抽排站排至容泄區。
建筑給水排水標準
3.1建筑給水排水標準的適用
(1)應當以《建筑給水排水設計規范》為設計依據,對于各種設計手冊,技術指南,設計指南等只能作為參考,設計人員不能本末倒置,將技術措施作為設計依據,根據《建筑工程設計文件編制深度規定》(2008年版),設計依據包括依據性資料和工程建設標準。當發現標準條文要求與手冊或者技術措施要求存在差異或矛盾時,應以標準為設計依據,不可隨意更改。但是如果設計人員對某些規范的要求有認為不合理時也可以和主觀部門溝通。
(2)明確體系關系
明確體系關系即明確建筑給水排水標準體系的基礎標準、通用標準、專業標準三個層次的關系。上層標準的內容包括其以下各層標準的某個或某些方面的共性技術要求,并指導其下面各層標準的具體實施。所以,當工程設計人員在設計時應當首先滿足上一層標準所指定的基本要求,再按照下一層的要求去實現設計,當出現上下條文的矛盾時,應當以上一層標準的內容理解為標準,斟酌上層標準后,在考慮下一層的標準內容,達到兩者的統一。
在寫設計依據的時候,也應當分清層級,上下規范要分前后,《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》是消防設計的通用標準,工程界通常稱之為“母規范”,其他消防設計專業標準為“子規范”,“母規范”通常規定“是否設置”,“子規范”則規定“如何設置”,當對“母規范”與“子規范”的內容理解存在矛盾或爭議時,則以“母規范”為準。設計人員在判斷是否應設置自動噴水滅火系統時應依據“母規范”而不是“子規范”來執行。
(3)對于范圍的界定
標準內容只針對符合該標準適用范圍內的工程項目設計提出技術要求,所以設計人員必須理解掌握標準界定的適用范圍,才能準確使用標準。例如《室外給水設計規范》、《室外排水設計規范》兩個規范和《建筑給水排水設計規范》的適用范圍以居住小區為界定,即《建筑給水排水設計規范》只適用于居住小區。
在消防的設計中范圍的界定是十分重要的。《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》同為消防設計的“母規范”,其中有很多規定是設計人員容易混淆和矛盾的,例如:《高層民用建筑設計防火規范》對于“消火栓設置消防水泵啟動按鈕”這一規定是強制性的,而《建筑設計防火規范》的相關規定是非強制性條文。所以設計人員在進行消防設計時應首先分清標準適用范圍,再仔細斟酌規范要求,以求設計準確。
(4)強制性標準和推薦性標準的區別
我國《標準化法》規定,涉及安全、衛生、環保方面的標準為強制性標準,其余均為推薦性標準。強制性標準是必須執行的,推薦性標準自愿采用,但在地方行政主管部門,或國家政策法令,或者工程建設具體項目的合同中予以明確規定后,就必須執行,帶有強制性。2000年1月30日施行的《建設工程質量管理條例》對強制性標準的執行做了以下規定:“凡是在勘察、規劃、設計、施工中擅自更改強制性標準的,或編制標準設計不符合強制性標準的,要給予通報批評,并可處以罰款?!蓖ǔG闆r下,公告部分會列出哪些條文是強制性,在正文中則會用黑體字顯示,所以設計人員在設計時必須把握好強制性和推薦性的區別,強制性的條文必須遵守,雖然推薦性的條文不要求必須遵守,但是其有著不同的嚴格程度,設計人員必須仔細斟酌條文的區別。
結束語:我國建筑給水排水技術在建筑技術的這種日新月異的發展中取得了巨大進步,在技術的先進性、可靠性、安全性、經濟性及宜用性等方面做了大量的探索研究,取得了很多新的技術成果和設計新思想。適應了建筑產品的多功能化、宜人化發展的需求,同時在建筑節能、節水和環境保護等方面做了技術上的創新性改進。在建筑給水排水系統與建筑內、外部系統的對接和與相關專業技術的銜接上進行了設計理念的更新。這些新技術新設計思想應在建筑給水排水工程設計中體現出來,提高技術設計水平,適應建筑工程技術的發展。有的技術已用于工程實踐中,并已取得了良好的工程效益。
參考文獻:
[1]姜文源.給水排水工程建設標準體系表[J].給水排水,2002,28(6):87—95.
[2]楊敏.建筑給水排水設計規范及關鍵技術應用[J].西南交通大學,2009.12(3):56.
陶源1985年2月13日
男
籍貫 重慶北碚
單位 成都基準方中建筑設計事務所重慶事務分所
職稱 助理給水排水工程師
關鍵詞:鋼筋混凝土結構;裂縫寬度;計算
Abstract: this article from the reinforced concrete crack width, the calculation with the basic theory, based on the concrete structure design rules "(GBS0010-2002) and the water supply and drainage engineering structures structure design rules" (GB50069-2002) concrete crack width in the comparison of the calculation method, this paper explains the above standard in the place of the similarities and differences of crack width, and combined with engineering example, the results calculated the analysis and comparison, water and wastewater engineering to explore the reinforced concrete structure crack width, the calculation model.
Keywords: reinforced concrete structure;crack width; calculation
中圖分類號:TU37文獻標識碼:A 文章編號:
給水排水工程中的各種構筑物,使用時主要處于盛水或潮濕的環境下,因此在結構設計過程中防滲、防漏和耐久性是必須考慮的重要因素。為了確保結構具備良好的防滲、防漏性能,滿足設計要求的耐久性,《給水排水工程構筑物結構設計規范》對在正常使用極限狀態下鋼筋混凝土構筑物構件的最大裂縫寬度限值做了嚴格的規定。最大裂縫寬度的計算就成為給水排水構筑物結構設計中十分重要的一個內容。隨著新修訂的《混凝土結構設計規范》(GB50010—2002)和《給水排水工程構筑物結構設計規范》(GB50069—2002)的頒布實施,兩規范均對鋼筋混凝土構件最大裂縫寬度計算模式進行了修訂,本文將從鋼筋混凝土裂縫寬度計算基本理論人手,對兩種規范裂縫寬度驗算模式進行比較,并結合具體的工程算例對計算結果進行比較分析,來探討給水排水工程中鋼筋混凝土結構裂縫寬度計算模式。
1裂縫寬度計算理論
1.1裂縫開展機制
由于混凝土抗拉強度很低,受拉性能較差,所以在荷載作用下極易開裂。由于受彎構件下部受拉鋼筋與周圍混凝土的受力情況類同軸心受拉構件,現以軸心受拉構件為例來研究裂縫開展機制。
最初混凝土受拉后,裂縫的形成是隨機的。構件受力后,混凝土中拉應力超過幾處薄弱截面混凝土的抗拉強度后就開裂,于是在裂縫處混凝土和鋼筋之間產生滑移,混凝土應力為零,全部外力均由鋼筋承受。在裂縫之間的混凝土仍能承受拉應力。這些拉應力是通過混凝土的黏結力從裂縫截面處的鋼筋傳遞過去的。裂縫間的黏結應力分布情況及其大小就決定了裂縫之間鋼筋和混凝土拉應力的分布。當外荷載繼續增大時,在初始裂縫之間還可能形成新的裂縫,但裂縫間距只能縮短到一定限度為止。
1.2平均裂縫寬度計算
裂縫寬度是裂縫出現后,在兩條裂縫之間受拉鋼筋與相同水平處受拉混凝土伸長值的差值。因此,平均裂縫寬度即為該裂縫間鋼筋平均伸長值與混凝土平均伸長值的差值,即
(1)
式中——平均裂縫寬度;
——縱向受拉鋼筋截面重心水平處鋼筋平均應變,;
——裂縫處鋼筋的應變;
——裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數;
縱向受拉鋼筋截面重心水平處混凝土平均應變;
——裂縫處受拉鋼筋的應力;
——鋼筋的彈性模量;
——混凝土自身伸長對裂縫寬度的影響系數,。
短期荷載作用下的最大裂縫寬度可由平均裂縫寬度乘以擴大系數求得,即
(2)
當考慮長期影響時,可再乘以長期影響擴大系數,即
(3)
1.3平均裂縫間距計算
假定兩條初始裂縫位于截面A及C處,間距為,沿AB長度如能通過黏結力從鋼筋中傳遞足夠拉力到混凝土,使B處混凝土拉應力超過抗拉強度,則新裂縫在B處形成。可用下式表示
(4)
——有效受拉混凝土截面面積;
——混凝土開裂強度實測值;
——最小裂縫間距;
S——受拉鋼筋橫截面總周長;
——平均黏結應力。
從式(4)可知,當≥時,在B處會形成新裂縫,反之在B處不會形成新裂縫,說明裂縫間距在及之間變動,平均間距約為。
如果鋼筋直徑相同,,式中As是鋼筋面積,d是鋼筋直徑,再用按混凝土受拉有效面積計算的配筋率代入(4),可得
(5)
試驗表明,混凝土黏結強度大致與混凝土抗拉強度成正比。因此可取寧為常數,于是可得
(6)
式中是——經驗系數。
在推導式(6)時,假定在即將出現裂縫的截面處,受拉區混凝土的拉應力是均勻的,然而實際的拉應力分布并不均勻。由于混凝土和鋼筋的握裹,鋼筋對受拉張緊的混凝土的回縮起著約束作用,離鋼筋越遠約束作用越小。因此,隨著保護層厚度的增大,外表混凝土較靠近鋼筋內芯混凝土所受的約束作用將越小。當出現第一條裂縫后,只有離開該裂縫較遠處的外表混凝土拉應力才能增大到混凝土的抗拉強度,這時才可能出現第二條裂縫,亦即裂縫的間距和混凝土保護層的厚度有關。因此,在確定平均裂縫寬度時,必須考慮保護層厚度的影響。如果再計及鋼筋表面特征因素u后,式(6)可變為
(7)
式中c——混凝土凈保護層厚度;
k2——經驗系數;
——與縱向鋼筋表面特征有關的系數。
2兩種規范裂縫寬度計算公式的比較
2.1《混凝土結構設計規范》(GB50010—2002)的算法
鋼筋混凝土受拉、受壓、受彎構件,按荷載效應的標準組合并考慮長期作用影響的最大裂縫寬度按下式計算:
(8)
(9)
(10)
2.2《給水排水工程構筑物結構設計規范》(GB50069—2002)的算法
受彎、大偏心受拉或受壓構件的最大裂縫寬度,按下式計算:
(11)
(12)
關鍵詞:給水排水工程;卓越工程師;實踐平臺;師資隊伍
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)08-0045-02
2011年揚州大學以新一輪專業培養方案修訂為契機,全面啟動卓越人才培養計劃。首先按照卓越人才培養要求,制定人才培養方案,再逐步建設校內硬件設施,打造校外企業聯合培養和實習實訓基地,提升師資隊伍素質,最終實現卓越人才培養的硬軟件環境,培養出合格的卓越人才。按照學校卓越人才培養要求和教育部關于實施“卓越工程師教育培養計劃”的若干意見,我們認真分析了目前給水排水工程專業人才培養中存在的問題,對照卓越工程師培養要求尋找差距,明確了卓越給水排水工程師努力的方向和措施。
一、目前給水排水工程人才培養中存在的問題
給水排水工程是為城市和工業企業培養從事取水、給水處理、污水處理、給水輸送分配、污水收集排放技術工作的工程專業人才,畢業生應能從事給水排水工程的規劃設計、施工管理、研究和開發工作。[1]因此,給水排水工程專業是一門實踐性很強的土建工程類專業,畢業后從事很具體的工程技術工作,要求學生有扎實的理論基礎,具有較強的解決實際問題的能力。但從近幾年的教學實踐和用人單位的反饋信息看,學生綜合素質在下降,二次培養的難度大、時間長。我們通過反思這幾年的教學過程,結合用人單位建議,總結出人才培養中存在的主要問題。
1.培養方案與社會需求脫節。從工科人才需求看,有研究型和應用型兩方面人才需求。揚州大學是江蘇省屬重點綜合性大學,主要承擔為江蘇省培養人才和為江蘇省經濟社會發展服務的任務。周邊地區國內知名高校相對集中,人才競爭較為激烈。在這兩大類人才需求中,學校工科專業定位于培養以應用型為主兼顧研究型的專業人才。學校在培養目標定位中強調專業面寬、能力強的要求。而從我校工科生90%以上就職于工程建設第一線的現狀看,這一定位是合適的,用人單位要求學生有扎實的專業基礎和較強的解決實際工程問題的能力。[2]但從原有的給水排水工程專業培養方案看,并沒體現這一目標定位,而是參考國內知名大學的培養方案,采取學分制,學生修滿規定的學分就可以畢業,一般規定總學分在170-180之間。從我校給水排水工程專業的培養方案規定的173學分的分布情況看(如表1),政治、數學、英語3門課程所占比例達到28.03%,即4年中有超過1年的時間在學習這3門課,加上通識類課程占34.1%。而為本專業打基礎的專業基礎課程只占22.83%,專業課占17.63%,專業實踐占18.5%,即與專業相關的教學內容占8.96%。顯然這是一個更貼近研究型人才的培養方案,通識類課程學習的深度和廣度遠遠超出工科應用型人才培養的需要,而專業課程尤其是實踐類教學得不到保障,內容過于膚淺,遠不能滿足卓越工程師培養的基本要求。
表1給水排水工程培養方案學分分布
2.考核體制重分數輕能力。大學階段的考核方式延續了高中應試教育的考核模式,幾乎所有的課程都以一張試卷來考核學習效果,實踐性教學也以一份實習報告作為考核成績的依據,這樣做雖然很省事,但對工科教育是不合適的。試卷考核方式對于通識類課程和某些專業基礎課是合適的,但對專業課和實踐類教學是不合適的。工科教學的目的是培養學生獲得扎實的理論知識基礎,并具有利用所學知識解決實際問題的能力。試卷只考查學生對知識點掌握程度,不能體現學生利用知識解決實際問題的能力。學生為考得好成績,只重視理論知識的學習,而且只重視考試時間內考核的知識點,教師在教學過程中也更喜歡理論性強的知識點,這更貼近教師學到的知識。而對能力的考核往往比較復雜、費事,要考核學生對工程案例的解決方案,可以通過案例設計、面試等方式考核,這需要更多的時間,也需要教師有更豐富的知識面,因而不被采用,也就基本放棄對能力的考核,放棄對能力的培養。這就出現了高分低能現象,成績優良的畢業生工作后成了一個低能兒。
【關鍵詞】:高層建筑;給排水設計;問題分析
中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:
1、前言
給排水專業的任務是為高層建筑提供生活、生產及消防用水并將建筑污廢水及時排出。因其對于建筑使用舒適性及安全性有重要影響,關乎廣大居民的生命財產安全,給排水設計又是工程質量的最先環節,必須設計合理,綜合考慮各種因素,所以對高層建筑給排水設計進行研究和探討有重要意義。本文將對高層建筑給排水設計應注意的問題進行分析和探討,僅供各位同行參考。
2、高層建筑給排水特點簡述
高層建筑給排水的特點主要有如下幾個方面:第一,高層建筑的排水量大,管道長.管道中壓力波動大,需要重視排水通氣管的設置。第二,高層建筑因為高度大,為保證各用水點的使用舒適性及安全性,一般都要進行分區供水,保證系統的安全運行。第三,高層建筑雨排水的流量大、壓力大,設計時要區別于普通多層建筑。第四,高層建筑排水管線長,易產生振動和噪聲,需要在設計中注意。第五,高層建筑引發火災的因素多,火勢蔓延速度快,而且一旦引發火災,人員撤離及火災撲救困難。因此,高層建筑消防系統的安全可靠性低于普通多層民用建筑。目前我國消防設備能力有限,撲救高層建筑火災的難度也比較大.所以高層建筑的消防系統設計應立足于自救。
3、高層建筑給排水設計應注意的問題分析
根據高層建筑給排水的特點,在設計中應注意以下幾個方面的問題:
第一,因排水量大,管道長,應注意排水通氣管道的設置。排水通氣管道根據設置情況的不同分成很多種類,在高層建筑中使用比較廣泛的是通氣立管,環形通氣管,主通氣立管或副通氣立管。在高級酒店的設計中可能還需要器具通氣管。各種通氣管均按照《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)要求設置。在這里需要注意的是生活排水管道的立管頂端,在條件允許的情況下均應設置伸頂通氣管。伸定通氣管是最基本最重要的通氣管,不能因為設置其它通氣管而忽略設置伸頂通氣管。伸頂通氣管在設置中應注意:一是仔細對照建筑專業施工圖, 按照屋頂的類型考慮通氣管設置高度, 避免設在斜面裝飾內而無法伸出屋面。后果是可能會有一些有害污濁氣體通過排水透氣管散逸至室內, 既影響住戶室內的空氣環境質量, 又影響排氣的順暢。二是應在排水通氣管頂端設置風帽或者網罩。三是高層建筑屋面金屬排水管的伸頂通氣立管應考慮防雷問題。在進行給排水設計中,給排水設計人員應與電氣、建筑通風等專業密切配合,將屋面金屬管道等部件的情況向電氣專業設計人員交待清楚。
第二,應注意高層建筑給水方式的選擇。選擇給水方式是高層建筑給水系統設計的關鍵,它直接關系到給水系統的使用和工程造價。對于高層建筑,絕大多數都采用分區給水方式。一般采用的分區給水方式有:并聯分區供水及串聯分區供水。建筑高度不超過100m宜采用垂直分區并聯供水或減壓供水,超過100m宜采用垂直串聯供水方式。若采用減壓式供水可考慮采用減壓水箱或減壓閥,因減壓閥占地面積小,不影響水質,無噪聲,故采用減壓閥減壓的方式日漸增多,但選用時應注意減壓的比例和減壓閥工作曲線,避免減壓閥使用時產生嘯叫。
第三,雨水系統的設計應注意的問題。①高層特別是超高層建筑屋面雨水設計重現期的取值應慎重?!督ㄖo水排水設計規范》中規定,高層建筑的屋面雨水排水工程與溢流設施的總排水能力不應小于50年重現期的雨水量。超高層建筑設置溢流口難度比較大,建議屋面雨水的設計重現期適當放大或設置溢流管系。還要注意一些雨篷及裙房屋面的排水計算,在計算時要考慮上方側墻的面積的一半。②由于建筑高度很高,目前常用的65型、87型雨水斗設計流態為重力流但需考慮排水壓力,因此在選用雨水系統管材時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選用普通鋼管,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室外檢查井應選用消能井(特別是虹吸排水時),以防止由于排入管壓力過高引起的噴濺事故。
第四,應注意排水管道的噪音問題。目前國家正大力推廣使用塑料給排水管道。與金屬管道相比較,塑料水管具有重量輕, 耐壓強度好, 輸送液體阻力小,耐化學腐蝕性能強,安裝方便等特點。目前市場上排水管道普遍使用塑料管, 但是普通UPVC管道的排水噪音要比鑄鐵管高, 若排水立管靠近臥室,加上現澆樓板的隔音效果較差,住戶能明顯感覺到排水管道的噪音, 降低了生活質量。衛生器具布置時要盡量考慮使排水立管遠離臥室和客廳, 管材考慮新型降噪產品。芯層發泡 UPVC管道和 UPVC螺旋管則能明顯降低噪音,市場上新出現了一種超級靜音排水管則加入了特殊吸音材料, 噪音低于排水鑄鐵管,在室內排水設計中,可以考慮使用超級靜音排水管以減少對居民用戶的噪音污染。
第五,考慮到高層建筑的消防立足于自救應加強消防設計的安全性能。
要嚴格按照《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)設置消防水池及泵房,在條件允許的情況下盡量確保消防的兩路進水。消防供水的分區也應符合規范要求及最低點靜水壓力的規定,特別在消防串聯分區的系統形式中更應仔細核算消防轉輸水箱的容積,以確保整個消防系統的安全性。高層建筑消火栓要置于明顯便于取用的位置,要按照規范的要求設置消防卷盤。建筑滅火器的配置也應按防火分區、使用功能及火災種類按規范進行,切不可套用同一危險等級而不針對火災種類盲目采用同一標準。
4、結尾
文中對高層建筑給排水設計應注意的問題進行了分析和探討,提出了相應的措施,表達了觀點和見解。其中談到的問題只是設計工作中遇到的一部分,隨著社會經濟發展必將產生更多新的設計問題及領域,廣大給排水設計工作者必將在實際工作中總結更多經驗和理念。高層建筑給排水與一般建筑給排水有相似之處,亦有區別的地方,作為設計人員,必須區別對待,根據高層建筑給排水的實際情況進行合理的設計。
【參考文獻】
[1] 《高層建筑給排水設計手冊》陳方肅等;湖南科技出版社
關鍵詞:超高層;建筑給排水;分區;轉輸;減壓
1. 前言
我國自上世紀80年代以來至今,業已建成多座世界級高樓。作為衡量技術實力和綜合能力的象征,超高層建筑也是設計單位和設計師不斷追求突破的動力。因此我們設計人員必須重視超高層建筑給排水設計中的安全、可靠及經濟性等等諸多問題,并不斷探索創新,力爭做到最好。
2. 系統豎向分區
由于超高層建筑的高度太高,在設計給水系統時,首要考慮的便是豎向分區問題。若不分區,由于建筑底層的配水點受到過大壓力會造成很多問題:如開啟水龍頭時,易發生水流噴濺并有水錘產生,易使給水道管及配件受損并伴有噪聲等等。還有需合理選擇分區壓力值,過高仍會有以上問題出現;過低則會增加分區數量,增大了給水設備及管道的工程造價和維修管理工作的難度等等。因此,必須根據規定要求對超高層建筑給水系統進行合理地豎向分區。需嚴格遵守《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003中給出的建筑物內生活給水系統的豎向分區原則,并考慮以下幾點:首先要在室內生活給水系統進行不同性質的用水區域的劃分,分別進行給水加壓系統的設置。超高層建筑功能不一,要根據不同功能的用水區域,設置獨立的給水系統。并對其給水系統的供水方式進行確定。供水方式的原則性規定是 “建筑高度超過100m 的建筑,宜采用垂直串聯供水方式。”,但對不同功能或多功能組合的超高層建筑要結合實際情況進行分析,確保最終選擇最為合理的供水方式或組合供水方式。而消火栓系統和自動噴淋系統的分區除了要達到所規定靜壓要求之外,通常還應以設備層或避難層為界進行分區,因為大多轉設備房和輸水箱都設置在設備層或避難層,所以在設備層或避難層敷設消火栓和自動噴淋的橫干管,防止了某一標準層敷設管線過多。消火栓或自動噴淋系統的分區通常采用水泵、減壓閥或減壓水箱來進行。直接用水泵來分區指的是每個分區有各自專用的消防泵,即并聯系統。考慮到經濟因素,如今很少采用這種方法。隨著產品質量不斷提升和產品功能的日益創新,減壓閥在系統分區中,減壓閥的作用愈加重要。若壓力小于2.4Mpa 則豎向分區可以選擇減壓閥來進行。
3. 轉輸水箱
超高層建筑大多采用的是垂直串聯供水方式,因此必須在中間避難層或設備層進行傳輸水箱的設置。設計轉輸水箱設計時要確定以下幾點:
1)、水箱容積:轉輸水箱兼備低位貯水箱和高位供水箱的特點,但計算水箱容積時卻存在著區別:(1)消防中間轉輸水箱容積:根據規定采取水泵轉輸串聯時,中間轉輸水箱不但起著上區輸水泵的吸水池作用還起著本區消防給水屋頂水箱的作用,其儲水容積按15~30min 的消防設計水量經計算確定,且不小于60m3。(2)生活轉輸水箱容積:當采取串聯供水,水箱不但供本區用水,也供上區提升泵抽水用時:水箱容為水箱服務區域內最大小時用水量的50%+(3~5min)上區提升泵的流量;若為中途轉輸專用時,水箱調節容積宜取5~10min 轉輸水泵的流量。要使水泵每小時啟功不大于6 次,并起泵水位需高于最低水位0.2m 以上,則轉輸水箱容易宜>10min 轉輸泵流量。對于轉輸泵流量:本區提升泵流量為本區所負擔供水對象的最大小時用水量,轉輸泵流量與上區提升泵流量相同。
2)、水箱液位:生活轉輸水箱的液位一般有以下幾種:(1)低位報警水位;(2)起泵水位:根據水泵一小時啟動不大于6 次和宜高于最低水位不少于0.2m 來進行確定;(3)停泵水位:也即設計水位;(4)溢流報警水位:高出設計水位0.05m;(5)溢流水位:高出溢流報警水位0.05m。消防水箱液位一般有低位報警水位、設計水位(最高水位)、溢流報警水位和溢流水位。
3)水箱進水控制閥:生活轉輸水箱一般采取電動閥和液位來控制;消防轉輸水箱由消防轉輸泵供水,轉輸管上閥常開,有火災時和被轉輸區消防泵聯動啟動,平時由所在區生活變頻給水補水,可采取遙控浮球閥。當一組水泵供多個水箱進水時,宜在進水管進行電訊號控制閥的設置,由水位監控設備來實現自動控制。
4. 減壓措施
超高層建筑的室內給排水系統有諸多不穩定因素,為避免發生意外和檢修需要,系統應配有相應的減壓穩壓組件和技術措施。給水系統上的防超壓措施主要包括減壓閥、泄壓閥、安全閥、減壓穩壓消火栓、減壓孔板及節流管等。給水系統的分區通常采用減壓閥來進行,分為可調式和比例式。對生活給水系統而言,可調式減壓閥的閥前閥后壓力差應小于0.4Mpa,而環境安靜的場所要求小于0.3Mpa。所需較大減壓值的通??蛇x取比例式減壓閥和可調式減壓閥先后串聯,即用比例式減壓閥以一定比例減壓后,再用可調式減壓閥減至所需閥后壓力。一個給水分區內有可能存在超壓的管段也可借由可調式減壓閥將過剩壓力減去。管徑大于DN50的管段通常采取先導式可調減壓閥,小于等于DN50的管段常采取直接式可調減壓閥。消防給水系統分區也常采用減壓閥,但其區別與生活給水系統的地方在于消防給水系統減壓閥要求成組設置,即設置備用。生活給水系統上的減壓閥既是否成組設置都無礙。當不設備用減壓閥時,需保證減壓閥失效時管道的壓力不會大于衛生器具的最大可承受壓力。消火栓給水系統一般在超壓管上采取減壓穩壓消火栓。安全閥及泄壓閥大多用于如水泵出口減壓閥組附近等系統壓力最大的地方,超高層建筑的水泵接合器需進行安全閥的安裝。減壓孔板和節流管能夠減壓限流,通常在管網末端減壓與自噴系統水流指示器前處使用,鑒于其會影響到流量,因此較少在配水管上使用。
5. 管材
超高層建筑中給水管的工作壓力若大于1.0Mpa 則應選用強度較高的金屬管,而非塑料管。強度夠高的金屬管包含厚壁鍍鋅鋼管、不銹鋼管、無縫鋼管等。用于生活系統上的管材考慮到衛生問題,可選擇涂塑鋼管等。在連接管材時可選擇法蘭、溝槽等方都能達到或超過管材本身的抗壓強度,在高壓管道連接中應優先考慮。螺紋連接通常用于DN100 以下的較小管道,其承壓能力較上述兩者略小。作為整個管道系統的薄弱點,塑料管熱熔連接點應避免在高壓管道系統中使用。超高層建筑水平晃動相對較大,普通的排水鑄鐵管會被影響而使承口發生開裂,因此要選取具有接口可曲撓、抗震、快速施工等特點的承插式柔性抗接口的排水管。其柔性接口在徑、軸向震動、軸向拔出和角向位移時表現出良好的水密性。考慮到超高層雨水下落時的沖擊力,選擇承壓金屬管作為雨水管材。虹吸雨水排水管通常選取HDPE 管。PVC-U 排水管由于其本身強度稍差,尤其是以成品膠粘接的常易脫落,所以較少使用。
6. 結語:
在進行超高層建筑的給排水設計時,應結合其自身最大特點――高度來考慮包括建筑高度、功能、材料及設備、安全可靠性、節能性、施工的可能性、可維護性等在內的各類問題。不斷實踐探索,總結經驗,力爭設計出最為安全可靠、經濟節能的超高層建筑。
參考文獻:
[1] 王增長主編,《建筑給水排水工程》(第5 版)
[2] GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》,2005 年版