1、第五章 高層建筑給排水簡(jiǎn)介,第5章 高層建筑給排水簡(jiǎn)介,高層建筑的發(fā)展,高層建筑的分界,高層建筑的特點(diǎn),給水系統(tǒng)分類(lèi),給水系統(tǒng)的豎向分區(qū),特點(diǎn),消火栓給水系統(tǒng),自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),分類(lèi),高層建筑排水橫、立管內(nèi)水流狀態(tài),高層建筑排水通氣系統(tǒng),給水方式,5.1高層建筑的特點(diǎn),5.2高層建筑給水,5.3高層建筑消防給水系統(tǒng),5.4高層建筑排水,管道的設(shè)置,第一節(jié) 高層建筑的特點(diǎn),一、高層建筑的發(fā)展,1 國(guó)際金融中心大廈（中國(guó)臺(tái)北）,位于中國(guó)臺(tái)北，2004年建成，共101層，樓高1671英尺(509米)，到目前為止，是世界上最高的建筑物。此世界最高建筑還安裝有世界最快的客梯。電梯以世界頂級(jí)速度運(yùn)行，上升

2、速度為每分鐘1010米，下降速度為每分鐘600米。每小時(shí)運(yùn)行距離為60.6公里。 融合東方古典文化及臺(tái)灣本土特色的這棟前衛(wèi)建筑，造型宛若勁竹節(jié)節(jié)高升、柔韌有余，象征生生不息的中國(guó)傳統(tǒng)建筑意涵。運(yùn)用高科技材質(zhì)及創(chuàng)意照明，以透明、清晰、營(yíng)造視覺(jué)穿透效果，與自然及周遭環(huán)境和諧融合，為臺(tái)北都會(huì)帶來(lái)視覺(jué)上全新的體驗(yàn) 。,國(guó)際金融中心大廈有世界最大且最重的“風(fēng)阻尼器”，還有兩臺(tái)世界最高速的電梯，從一樓到89樓，只要39秒的時(shí)間。,2，3 國(guó)家石油雙子星座大廈（塔樓1、2）,國(guó)家石油雙子星座大廈（塔樓1），451.9米，位于馬來(lái)西亞吉隆坡。,4 西爾斯大樓（美國(guó)）,西爾斯大樓，443米，位于美國(guó)芝加哥。,5

3、金茂大廈（中國(guó)上海）,上海金茂大廈 金茂大廈高1380英尺(421米)，共88層，于1998年落成，是中國(guó)大陸最高的建筑。被譽(yù)為中華第一高樓的上海金茂大廈，堪稱(chēng)國(guó)際上后現(xiàn)代建筑藝術(shù)的佳作，融現(xiàn)代氣派、民族風(fēng)格為一體。高聳入云的塔尖，如綻放的上海市花白玉蘭。,6 國(guó)際金融中心大廈（二期）,香港國(guó)際金融中心(第二期) 位于中國(guó)香港，高1362英尺(415米)，88層，目前是世界第6高的建筑物，于2003年建成。 國(guó)際金融中心第二期取代了灣仔的中環(huán)廣場(chǎng)，成為香港目前最高的大廈。,國(guó)際金融中心大廈（二期）,7 中信廣場(chǎng)大廈,廣州中信廣場(chǎng)大樓 位于中國(guó)廣州，1997年建成后曾是中國(guó)大陸最高的建筑，但19

4、98年上海金茂大廈的建成讓它很快就失去了這個(gè)稱(chēng)號(hào)。高1283英尺(391米)，80層。,8信興廣場(chǎng)大廈（中國(guó)深圳）,深圳信興廣場(chǎng)大樓位于中國(guó)深圳，高1260英尺(384米)，69層，于1996年完工。同時(shí)也是中國(guó)最高的“鋼鐵”建筑物。,9 帝國(guó)大廈（美國(guó)紐約）,紐約曼哈頓的帝國(guó)大廈是紐約最具人氣的旅游景點(diǎn)之一，也是目前紐約最高的建筑。帝國(guó)大廈高1250英尺(381米)，102層。建于1931的帝國(guó)大廈也曾是“地球上最高的建筑”。紐約世貿(mào)中心高1368和1362英尺（417和415米）曾一度取代了它，成為紐約最高的建筑。,10 中國(guó)銀行大廈（中國(guó)香港）,由貝聿銘建筑師事務(wù)所設(shè)計(jì)，1990年完工。

5、總建筑面積12.9萬(wàn)平方米，地上70層，總高369米。結(jié)構(gòu)采用4角12層高的巨形鋼柱支撐，室內(nèi)無(wú)一根柱子。 仔細(xì)觀察中銀大廈，會(huì)發(fā)現(xiàn)許多貝氏作品慣用的設(shè)計(jì)，以平面為例，中銀大廈是一個(gè)正方平面，對(duì)角劃成4組三角形，每組三角形的高度不同，節(jié)節(jié)高升，使得各個(gè)立面在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膸缀我?guī)范內(nèi)變化多端，至于平面的概念，可以溯至1973年的馬德里大廈，馬德里大廈亦是以方正的正面做多邊的分割，分析其組合，乃系兩個(gè)平等四邊形的變化。,5.1 高層建筑的特點(diǎn),二、高層建筑的分界 建筑防火規(guī)范中: 10層與10層以上的居住建筑 高度超過(guò)24m的公共建筑,5.1 高層建筑的特點(diǎn),三、高層建筑的特點(diǎn) 1 樓層層數(shù)多、高度大,

6、建筑面積大,使用功能多,在建筑內(nèi)工作、生活的人數(shù)多。設(shè)備多、標(biāo)準(zhǔn)高、管線(xiàn)多而且管徑大，建筑、結(jié)構(gòu)和水泵、水箱等設(shè)備在布置中的矛盾也多,必須密切配合、協(xié)調(diào)工作。,5.1 高層建筑的特點(diǎn),2 無(wú)論是供水和排水設(shè)施,其服務(wù)的人數(shù)多、使用頻繁、負(fù)荷大,要求必須可靠、安全。 3 易發(fā)生火災(zāi), 火勢(shì)蔓延快,撲救困難。因此,高層建筑消防給水有極重要的意義,高層建筑必須設(shè)置獨(dú)立的,自救的消防給水系統(tǒng)。,5.2 高層建筑給水,一、給水系統(tǒng)分類(lèi) 高層建筑的給水系統(tǒng)可以分為以下幾種: 生活給水系統(tǒng):供樓內(nèi)飲用水和沐浴用水； 中水系統(tǒng):當(dāng)建筑面積達(dá)到一定規(guī)模后, 按當(dāng)?shù)卣囊?guī)定, 需要設(shè)中水系統(tǒng)。中水系統(tǒng)是用洗滌廢

7、水和沐浴廢水經(jīng)處理、消毒后,供廁所沖洗用水； 生產(chǎn)給水系統(tǒng):供各種工業(yè)生產(chǎn)用水； 消防給水系統(tǒng): 其中包括消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水消防系統(tǒng)、氣體消防系統(tǒng)； 鍋爐房給水系統(tǒng)。,5.2 高層建筑的特點(diǎn),二、給水系統(tǒng)的豎向分區(qū) 高層建筑中常常沿豎直方向進(jìn)行分區(qū)供水,以減小每區(qū)內(nèi)的水壓差。每區(qū)的高度應(yīng)根據(jù)每區(qū)最低層處用水設(shè)備允許的靜水壓力而定, 一般為: 住宅、旅館及醫(yī)院:最大靜水壓宜為3035mH20; 辦公樓等公共建筑 :3540mH20; 每區(qū)的最大靜水壓不得大于 60mH20。,5.2 高層建筑給水,三、高層建筑的給水方式 高層建筑的供水方式可以分為 重力供水方式 壓力供水方式,5.2 高層建

8、筑給水,1. 重力供水 重力供水方式,在給水系統(tǒng)的最高處設(shè)高位水箱,水泵將水供給水箱,水箱再靠重力流向給水管網(wǎng), 進(jìn)行配水,供各用水設(shè)備的用水。 重力供水系統(tǒng)在建筑的底層設(shè)貯水池和水泵, 貯水池用以調(diào)節(jié)室外供水管網(wǎng)向室內(nèi)均勻供水和室內(nèi)用水的不均勻之間的水量。 貯水池往往同時(shí)用作消防水量的貯水池。 在貯存消防水量時(shí),要注意水流要使池水總在更新,避免死水區(qū), 同時(shí)又要使平時(shí)的用水不能動(dòng)用到消防貯水量。,5.2 高層建筑給水,1重力式供水 (1) 串聯(lián)式給水方式。 水泵向第一區(qū)水箱供水,該水箱除負(fù)責(zé)向本區(qū)管網(wǎng)配水外,還要作為上層各區(qū)提升泵的吸水池與貯水池。 優(yōu)點(diǎn):水泵適應(yīng)每區(qū)的用水量和用水壓力, 效

9、率高。 缺點(diǎn): 每區(qū)都需要設(shè)水箱、水泵,而且水箱容積除供本區(qū)用水還要儲(chǔ)備以后各區(qū)的水量, 占地大; 可靠性差, 管理不便, 噪聲大。,圖5-1 串聯(lián)式給水方式,5.2 高層建筑給水,(2) 并聯(lián)給水方式 將各供水區(qū)的水泵集中設(shè)于地下室,各水泵從儲(chǔ)水池向各自的供水區(qū)的水箱送水,再由各區(qū)的水箱向本區(qū)管網(wǎng)供水。 優(yōu)點(diǎn):這種給水方式比起串聯(lián)重力給水方式動(dòng)力消耗小,可靠性提高,水泵集中于底層,管理方便。 缺點(diǎn):但仍有占地大、設(shè)備及管路復(fù)雜。,圖5-2并聯(lián)給水方式,5.2 高層建筑給水,圖5-1 串聯(lián)式給水方式 圖5-2并聯(lián)給水方式,5.2 高層建筑給水,(3) 單管給水方式。 該種給水方式又可分: 1)

10、 單管減壓水箱串聯(lián)給水 水泵將水由儲(chǔ)水池送到最高處的水箱, 再逐級(jí)向下一區(qū)的高位水箱給水, 形成減壓水箱串聯(lián)給水。 優(yōu)點(diǎn)：省水泵，占地小; 缺點(diǎn)：能耗大,水箱容積大。 2) 單管減壓水箱并聯(lián)給水 水泵從儲(chǔ)水池同時(shí)向各供水區(qū)供水, 對(duì)于不同高度的水箱其進(jìn)水管上設(shè)不同的減壓閥,這樣水箱是并聯(lián)于單供水管上的。 優(yōu)點(diǎn)：各區(qū)的水箱容積體積小,供水管道數(shù)量也少;缺點(diǎn)：能耗大。 3) 單管減壓閥串聯(lián)給水 水泵從儲(chǔ)水池直接將水送到最頂層的水箱,由水箱向各個(gè)供水區(qū)供水,區(qū)與區(qū)之間設(shè)減壓閥。 4) 單管減壓閥并聯(lián)給水,圖 6-3 單管給水方式,(a)單管減壓水箱串聯(lián)給水,(b)單管減壓水箱并聯(lián)給水;,圖 5-3

11、單管給水方式 (c)單管減壓閥串聯(lián)給水;(d)單管減壓閥并聯(lián)給水,5.2 高層建筑給水,2. 壓力供水 (1)氣壓給水 優(yōu)點(diǎn)：用氣壓罐代替高位水箱,可以將氣壓罐設(shè)在建筑底層,減輕荷載,節(jié)省樓層面積,對(duì)抗震有利。 缺點(diǎn):是氣壓給水壓力變化幅度大,氣壓罐效率低,耗能多,造價(jià)較高。 方式：并聯(lián)氣壓給水和氣壓罐減壓閥給水方式兩種。,5.2 高層建筑給水,圖 5-4 氣壓給水 (a) 氣壓罐并列供水方式;(b) 氣壓罐減壓閥供水方式,5.2 高層建筑給水,(2) 水泵直接給水方式 1) 變頻調(diào)速泵供水 各供水區(qū)自己選用水泵自行直接供水,為適應(yīng)用水量變化和與之相聯(lián)的揚(yáng)程變化采用自動(dòng)控制變頻調(diào)速泵。 優(yōu)點(diǎn)：

12、節(jié)電； 缺點(diǎn)：投資大。 方式：分為并聯(lián)調(diào)速泵供水和減壓閥供水兩種方式。,5.2 高層建筑給水,(2) 水泵直接給水方式 2) 多泵并聯(lián)供水 同一個(gè)供水區(qū)內(nèi), 為適應(yīng)用水量和相應(yīng)的水壓變化,設(shè)置多臺(tái)泵,在不同的情況下進(jìn)行水泵切換。 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用低; 缺點(diǎn)：泵房占地大,初期投資大。,5.2 高層建筑給水,(2) 水泵直接給水方式 3) 水泵減壓給水方式 所有各區(qū)共同一組水泵,水壓以最高區(qū)為準(zhǔn),其他各區(qū)設(shè)減壓閥減壓后供水。 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單； 缺點(diǎn)：能耗大。 適用：用水量變化小的建筑。,5.2 高層建筑給水,變頻調(diào)速泵供水,多泵并聯(lián)供水,水泵減壓給水供水,節(jié)電,投資大,運(yùn)行費(fèi)用低,水泵臺(tái)數(shù)多,占地大

13、,初期 投資大,設(shè)備簡(jiǎn)單,能耗大,水泵直接給水方式,圖 5-5 變頻調(diào)速供水 () 并列調(diào)速泵供水 ;(b) 減壓閥調(diào)速泵供水,5.2 高層建筑給水系統(tǒng),圖 5-6 多臺(tái)泵并聯(lián)給水方式 圖 5-7 水泵減壓給水方式,5.3 高層建筑消防給水系統(tǒng),一、特點(diǎn) 火災(zāi)危險(xiǎn)性大，高層部分無(wú)法依靠室外消防設(shè)施協(xié)助救火。 1 功能復(fù)雜，起火因素多； 2火災(zāi)蔓延迅速； 3疏散困難，易造成傷害； 4火災(zāi)撲救困難。,5.3 高層建筑的消防給水系統(tǒng),二、消火栓給水系統(tǒng) 1 消火栓給水系統(tǒng)的形式 （1）每幢設(shè)一個(gè)獨(dú)立的消防給水系統(tǒng)。 可設(shè)置常高壓給水系統(tǒng)或臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。 （2）若高層建筑比較密集，且高度相差不大，

14、經(jīng)過(guò)比較后，也可設(shè)集中加壓水泵站及貯水池，以節(jié)省投資便于管理。,5.3 高層建筑的消防給水系統(tǒng),（3）按建筑物高度考慮消防給水系統(tǒng) 建筑高度不超過(guò)50m，消防車(chē)可由室外消火栓取水，通過(guò)水泵接合器向建筑物內(nèi)消防管網(wǎng)送水，協(xié)助撲滅火災(zāi)。 建筑高度超過(guò)50m，宜采用分區(qū)給水系統(tǒng)。 原則：消火栓口壓力不大于0.8MPa，自動(dòng)噴水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力不大于1.2MPa 形式：串聯(lián)式、并聯(lián)式 分別設(shè)水泵接合器,5.3 高層建筑的消防給水系統(tǒng),（4）建筑物內(nèi)設(shè)消火栓和自動(dòng)噴水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)將二者分開(kāi)設(shè)置。 如有困難時(shí)，可以合用水泵，但應(yīng)在自動(dòng)噴水系統(tǒng)的報(bào)警閥前將管道分開(kāi)設(shè)置，以免干擾。,5.3 高層建筑消防給水系統(tǒng),二

15、、消火栓給水系統(tǒng) 由消防貯水池、水泵站、消防給水管網(wǎng)、消防滅火設(shè)備及存水箱等組成。 2 消火栓給水系統(tǒng)的管網(wǎng) （1）環(huán)網(wǎng) 給水管網(wǎng)無(wú)論在平面上或豎向上都應(yīng)成環(huán)狀。 （2）引入管大于兩條 其引入管應(yīng)不少于兩條，并由不同的方向進(jìn)入建筑內(nèi)。 當(dāng)其中一條發(fā)生故障時(shí)，另一條仍能保證消防所需的水量和水壓。 （3）立管： 消防立管管徑不小于100mm，管徑按計(jì)算確定，v2.5m/s。 （4）消防泵出水管 兩臺(tái)及以上的消防泵，設(shè)兩條及以上的出水管與室內(nèi)給水管網(wǎng)相連。,5.3 高層建筑的消防給水系統(tǒng),3 室內(nèi)消火栓 基本要求同低層。 唯口徑應(yīng)為65 mm， 水龍帶長(zhǎng)度25m， 水槍不小于19mm， 每支水槍流量

16、為5L/s， 充實(shí)水柱長(zhǎng)度不小于10m。,在高級(jí)賓館、重要辦公樓、一類(lèi)建筑的商業(yè)樓、展覽館、綜合樓和高度超過(guò)100m的其它建筑內(nèi)，均應(yīng)增設(shè)消防卷盤(pán)（小口徑消火栓）,H100m，10m； H100m，13m,消火栓的組成？,多層消防龍頭的口徑？,多層消防水龍帶的長(zhǎng)度及材質(zhì)？,多層消防槍的口徑？,5.3 高層建筑的消防給水系統(tǒng),4 消防用水量 同時(shí)設(shè)有消火栓、自動(dòng)噴水、水幕及其他滅火設(shè)備時(shí)，應(yīng)按同時(shí)啟用的滅火設(shè)備的用水量之和計(jì)算。,消火栓給水系統(tǒng)用水量,5 給水壓力 （1） 高壓消防給水系統(tǒng)（有室外高壓管網(wǎng)，不需設(shè)水箱） （2） 臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)（需設(shè)高位水箱，貯存10分鐘消防水量） 水箱高度

17、應(yīng)滿(mǎn)足最不利噴頭處工作壓力不低于0.05 MPa和最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不低于0.07 MPa（100m）或不低于0.15MPa,管網(wǎng)內(nèi)經(jīng)常保持滅火所需水量、水壓，不需啟動(dòng)升壓設(shè)備，可直接使用滅火設(shè)備救火,5.3 高層建筑消防給水系統(tǒng),三、高層建筑自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 1 H100m，一般應(yīng)全部設(shè)（面積小于5m2的衛(wèi)生間除外） 。 H100m，一類(lèi)建筑和裙房的規(guī)定部位設(shè)。 2 常有人停留或可燃物較多的地下室。,5.4 高層建筑的排水系統(tǒng),一、從排水系統(tǒng)的通風(fēng)方式來(lái)分可以分為： 伸頂通氣管的排水系統(tǒng)； 特種接頭的單立管排水系統(tǒng)（用于10層和10層左右建筑); 設(shè)專(zhuān)用通氣管的排水系統(tǒng); 設(shè)器具通氣管的

18、排水系統(tǒng); 地下室污水收集與提升排除系統(tǒng)。,二、 排水管系中水氣流動(dòng)的物理現(xiàn)象,1 建筑排水特點(diǎn) （1）間斷排水、水量變化大，氣壓不穩(wěn)定。 （2）流速變化劇烈。 2 水封作用及破壞原因 （1）水封是利用一定高度的靜水壓力來(lái)抵抗 排水管內(nèi)氣壓變化，防止管內(nèi)氣體進(jìn)入室內(nèi)的措施。 （2）水封破壞因靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的原因造成存水彎內(nèi)水封高度減少，不足以抵抗管道內(nèi)允許的壓力變化值（25mmH2O）管內(nèi)氣體進(jìn)入室內(nèi)的現(xiàn)象。,3 排水橫管中的水流狀態(tài) （1）沖激流 水流特點(diǎn)：歷時(shí)短，流速大，來(lái)勢(shì)猛。 （2）壓力變化 1）橫支管 2）橫干管,最低橫支管與立管連接處距立管管底垂直距離,圖 壓力分布圖,4、排水立管水流

19、狀態(tài) （1） 立管中水氣流的基本特征 斷續(xù)的非均勻流； 水氣兩相； 壓力變化。,（2）立管中水流運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 1）附壁流 水流附著管壁作螺旋運(yùn)動(dòng) ，空氣可以自由流通，氣壓穩(wěn)定為大氣壓。 2）水膜流 水膜流具有兩個(gè)主要特征： 會(huì)形成短時(shí)間的水塞隔膜流， 1/31/4充水率。 水膜運(yùn)動(dòng)由變速運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng) 3）水塞流 當(dāng)流量達(dá)到充水率1/3以上時(shí)隔膜 流形成頻繁，形成不易破壞的水塞， 水塞引起立管氣體壓力激烈波動(dòng)，形成有壓沖擊流。,附壁流,水膜流,水塞流,5.4 高層建筑的排水系統(tǒng),三、高層建筑排水通氣系統(tǒng) 柱塞流 壓力變化 1 特殊單立管系統(tǒng) (1) 蘇維托排水系統(tǒng) (2) 旋流單立管排水系統(tǒng) 2

20、加設(shè)專(zhuān)用通氣管的排水系統(tǒng),5.4 高層建筑的排水系統(tǒng),(1) 蘇維托排水系統(tǒng) 兩個(gè)管件,一是混合器,二是放氣器,組成一個(gè)單立管排水系統(tǒng)。 1）混合器裝設(shè)在各樓層橫排水支管接入立管的地方。 減小下落速度；引導(dǎo)排水橫支管內(nèi)入流水流呈附壁流。 2）放氣器是裝在立管底部。 突塊撞擊立管水流；水中夾氣在分離室被分離, 通過(guò)分離室上的跑氣口被導(dǎo)入排出管。 蘇維托系統(tǒng)改善了排水立管中的水流狀態(tài),使氣流暢通,使用水設(shè)備上的水封不被破壞。 這種系統(tǒng)可用于一般的高層住宅,具有節(jié)省材料和投資的優(yōu)點(diǎn)。 它是瑞士弗里茨蘇瑪于 1959年提出的。,5.4 高層建筑的排水系統(tǒng),圖 氣水混合接頭配件 圖 氣水分離接頭配件圖 圖 蘇維脫排水系統(tǒng)圖,5.4 高層建筑的排水系統(tǒng),圖 5-11 旋轉(zhuǎn)立管排水系統(tǒng)圖,5.4 高層建筑的排水系統(tǒng),(2) 旋流單立管排水系統(tǒng) 一是旋流器,二是的導(dǎo)流彎頭。 1)旋流器 裝在立管與橫支管相接處。導(dǎo)流葉片整理橫支管的來(lái)水成沿立管縱軸呈旋流狀態(tài)進(jìn)入立管, 立管中氣流暢通, 立管氣壓平穩(wěn)。 2) 導(dǎo)流彎頭 在立管底部與排出管相接處彎頭凸岸有一葉片,葉片迫使水流貼向凹岸一邊流動(dòng)。 減緩水流的沖擊, 避免擁水造成立管底部出現(xiàn)過(guò)大的正壓。,5.4 高層建筑的排水系統(tǒng),2 加設(shè)專(zhuān)用通氣管的排水系統(tǒng) 在10層及10層以上的建筑中,當(dāng)立管