2.3中水系统简述

2.3.1用水量

中水用量最高日126.56m³/d，最大时29.19m³/h。

各部位用水定额见表2。

2.3.2中水水源

中水水源为市政中水管网，南侧北一路DN100市政中水管线为瞭望塔提供中水用水水源。

2.3.3用水部位

由于塔冠可以使用中水的部位用水量很少，且与室外用水量相比所占比例过小，通过经济技术比较，在室内投资建设一套中水供水加压系统不经济。因此本工程中水用于室外绿化、冲洗和塔座大厅以下部分的冲厕，由市政中水管网直接供水。

2.4排水系统简述

（1）排水量：最高日排水量130.80 m³/d，最大时排水量14.75m³/h。

（2）塔身塔冠(12.00m)以上为重力流排水。2~4号塔冠卫生间污水通过连接层汇合到1号塔污水立管，接入室外污水管道。2~4号塔冠的机房和消防排水单独汇入1号塔的废水立管，接入室外雨水管道。塔座(12.00m)以下排入污、废水集水泵坑，经潜水排水泵提升排水。

2.5雨水系统简述

（1）设计参数：塔顶平台雨水系统的设计重现期为10 a，1号塔塔顶下沉庭院和场地下沉入口的雨水设计重现期为50a。设计降雨历时5min。

（2）塔顶雨水：塔顶屋面雨水先由排水沟收集，在排水沟内采用87型雨水斗排除雨水，5个塔顶屋面的雨水管道均汇到1号塔的雨水立管。为防止一根立管堵塞，整个雨水管系陷于瘫痪，1号塔汇合雨水管设置2根。为防止塔顶屋面雨水系统的巨大动能对室外检查井的破坏，甚至会将井盖冲起，严重者会危及人身安全，排出管接入第一个检查井设置为具有消能作用的检查井，用于消除雨水的动能和雨水系统内的空气。

（3）塔座入口雨水：塔座大厅西主入口为坡度近10%的下沉坡道，为有效拦截强降雨时急速冲入室内的雨水，防止雨水灌入室内，除在最低处设截留沟外，在坡面上增设一道沟。截留沟接至入口两侧的雨水泵坑，坑内各设潜水泵3台，截留沟断面和潜水泵的总排水能力按设计重现期为50a的雨水量配置。潜水泵的运行受雨水泵坑内水位控制，根据雨水量的大小，依次运行1台、2台、3台泵。

（4）室外场地雨水和控制利用：瞭望塔用地场地的特点是大坡度、大绿化，塔身位于一片绿坡上。较大的场地坡度不利于雨水的控制，但绿化面积占总用地面积70％的大面积绿地，为蕴含水资源创造了条件。草坪低于硬质路面，有利于充分吸纳雨水。硬质路面采用渗水砖铺砌，有利于雨水入渗，涵养地下水资源。场地周边设置雨水沟，一是拦截沿坡面快速流向市政道路的雨水，二是起到一部分雨水调蓄，消峰减排的作用。超出绿地和雨水边沟接纳能力的雨水排入市政雨水管道。室外雨水管道设计重现期2a，排入市政管道的雨水设计流量550L/s。

3设计思考及试运行调试情况

3.1 168.00m层生活水箱容积的确定

该水箱只负担其上部塔冠的用水调节，其下部没有重力供水区，可以结合现行《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003，2009版，以下简称“建水规”）的有关条款分析3种计算方式。

（1）将该水箱定义为塔冠区域的中途转输水箱。“建水规”3.7.8条“中途转输水箱的转输调节容积宜取转输水泵5min～10min的流量”。本条条文说明对转输水泵流量的确定是“初级泵的流量大于或等于次级泵的流量”。意即：一级转输泵流量不小于高区加压泵流量。高区加压泵流量为变频泵组供水，其供水量为其供水区的设计秒流量，故一级转输泵流量为其服务区域的设计秒流量。该水箱容积计算值为3m³，实际为4 m³。

此种计算水箱容积最小，但代价是较大的一级转输泵，节能效果没有第二种明显。但对于中间机房面积有限的塔式建筑，减小中间水箱容积就起了主导作用。

（2）将该水箱定义为塔冠区域的高位水箱。“建水规”3.7.5.1条“由水泵联动提升进水的高位水箱调节容积，不宜小于最大用水时水量的50%”；3.8.3条“建筑物内采用高位水箱调节的生活给水系统时，向水箱供水的水泵最大出水量不应小于最大小时用水量”。分析该水箱的进水和出水工况：一级转输泵以最大时流量向水箱补水，水箱出水以系统秒流量向系统供水，与3.7.5.1条和3.8.3条的补水和供水工况吻合，故该水箱定义为塔冠区域的高位水箱是合适的。据此计算水箱容积=50%转输泵流量，计算值6.3m³。此种计算，一级转输泵流量小于秒流量，水箱容积增加57%，但节能效果优于第一种。

（3）将该水箱定义为塔冠区域的低位水箱。“建水规”3.7.3条“建筑物内的生活用水低位贮水池(箱) 有效容积宜按建筑物最高日用水量的20%～25%确定”；3.6.3.2条“贮水调节池的设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时用水量，且不得小于建筑物最高日平均时用水量”。通常低位水箱是由市政给水管补水，其管径按最高日平均时用水量确定。可以将一级转输泵设定为以平均时流量向168.00m层水箱补水，这样就与3.7.3条和3.6.3条的补水和供水工况吻合，故该水箱定义为塔冠区域的低位水箱是合适的。据此计算水箱容积=25%最高日用水量，计算值28m³。此种计算，一级转输泵流量最小，水箱容积却大大增加。

本项目塔冠区域用水量并不大，一级转输泵按其服务区域的设计秒流量确定，而设置最小的转输水箱，解决了机房面积有限的问题。

3.2管道防冻问题

给排水和消防系统的所有竖向管道均敷设在1号塔，而塔身仅是连接塔座和塔冠的竖向交通，没有采暖和空调。除连接2~5塔的电梯厅层和机房层外，其他均与室外相通。因此，解决好管道的防冻就至关重要。A管井主要设置消防管，B管井主要设置给、排水管，管井外墙按建筑外保温墙处理，B管井与采暖管井仅以内墙相隔，见图6。

设计中考虑到给水管道内常年使用的流动水，排水立管中快速流下的水膜，造成结冻的可能性不大，从节省造价考虑，对B管井中的给水管做防冻保温，排水管不做保温，机房层及连接层配置了电暖气，A管井中的消防管全部做自调控电伴热防冻保温。

在冬季施工中，临时供水，给水管出现了结冻情况，究其原因，管井外围护墙未完全做好保温，且相邻的采暖管中也未通水。又对将来的运行情况进行了分析，可能会由于瞭望塔的接待淡季，管道中的水静止不动，管井门密闭不严等因素导致结冻情况，为安全起见，B管井内及机房层及连接层的所有管道、水箱、水泵、气压罐均增设了电伴热，增加电伴热带3315m，增加造价约15万元。本工程仅消防系统电伴热带约1万m，平均年电费10万多元。

4结语

随着国内经济的发展，建筑形式日新月异，在安全可靠、技术合理的前提下，做出适应不同建筑形式的系统，是每位给排水工程师必备的素质。

超高层转输水箱的容积，应根据建筑平面面积综合分析、合理确定，对于机房面积有限的特殊塔式建筑，宜尽量减小中间水箱容积，增大一级转输泵流量。

超高层塔式建筑的管道随结构体系的变形补偿，管道防冻耗能量不可小觑。

本项目虽然规模不大，但由于其特殊的建筑形式，设计组成员就遇到的问题进行了多次头脑风暴，并体现在设计中。还有许多问题值得探讨，期待有机会与大家分享。

本文刊登于《给水排水》杂志2015年第7期