随着经济的快速发展, 高层建筑的高度和层数也在不断地增加, 超高层建筑综合体向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展。超高层商业综合体已成为城市的一种地标, 同时对建筑给水工程的设计、施工、材料和管理方面都提出了新的技术要求, 必须采取新的技术措施, 才能确保超高层商业综合体给水系统的良好运行, 满足各类超高层商业综合体的业态分区和后期管理的要求。

　　 一般而言, 超高层建筑都具有使用功能多样性、业态类型多元化的特征, 既包含了酒店、公寓、办公也兼具配套商业等附属功能业态, 如何在方案设计阶段, 妥善解决涉及业态分区和后期物业维护管理的难题, 为后期维护管理使用提供便利, 是给水系统设计方案统筹优化关键技术之一, 也是确保后续施工图设计、建筑施工和使用管理维护便利的重要基础。

　　 超高层商业综合体由于使用功能繁杂, 一般都需要单独经营管理, 物业公司也会分别选择, 因此要按照不同使用功能、供水收费标准不一和使用管理部门需求不同等特征, 设置多套给水系统, 对不同用水部门应分设计量水表。

　　 科学合理的系统分区, 使给水系统能有效的运行并满足使用和管理需求是给水系统设计关键技术之二。对于超高层商业综合体, 应综合建筑设备层和避难层的空间布局、业态分区、物业管理需求、给水管道及配件的承压极限、节水要求等因素, 分析供水设备和分区管道布置对给水系统的影响, 通过方案比选和经济分析确定出合理有效的给水系统, 实现建成后使用和有效管理需求。

　　 如何选择二次供水系统形式以满足业态分区和后期运维, 是给水系统设计关键技术之三。超高层建商业合体具有建筑群的特质, 用水情况各异。供水系统可采用一种方式也可多种方式组合。通过工程实践以及对相关资料的梳理, 对常用的超高层商业综合体采用的两类给水系统形式及应用范围进行了总结, 具体方案设计需要结合建设项目自身特点进行分析, 灵活组合, 采用最为合适的给水系统形式。

　　 高层建筑一般会选择水泵-水箱联合供水方式或者低位水箱+变频调速泵组供水方式, 通常情况下采用水泵-水箱联合供水形式是较为节能的方案, 但若建筑内既有办公又有酒店功能, 特别是酒店为五星级以上标准时, 对水质、水压的要求会随之提高, 供水方案建议采用低位水箱+变频调速泵组供水方式 (见图1) 。

　　 对于住宅或非住宅类居住建筑, 其入驻先后次序、入住率相差较大, 如果采用水泵-水箱联合供水方式, 根据规范要求, 需设储水箱。考虑投入使用初期, 居住户数少、用水量小, 会致使水箱内水的停留时间超过48 h, 系统内的生活饮水水质存在一定的安全隐患问题。同时为保证北方地区采暖壁挂炉供水最不利点压力不小于0.15 MPa 要求, 顶部5～6层仍需设增压泵, 增加了能耗, 故不推荐采用此系统形式。推荐采用恒压变量生活给水变频调速泵组供水, 每组不小于2台工作泵, 并配置小流量泵及气压水罐, 以满足用水流量较小时不启动大泵, 达到节能目的。

　　 针对使用功能及建筑高度的不同, 合理确定一泵到顶还是中间适当部位设分区转输水箱的设计方案 (见图2) 。

　　 通过实践:对于建筑高度<120 m的住宅, 不建议设中间转输水箱, 以避免水泵启动产生的噪音对上下邻层住户的影响、设备间地面水排除困难等问题的产生。

　　 无论住宅还是公建, 推荐优先采用不同分区由同组泵分区减压供水方式, 各分区内超压处采用支管减压阀。即分区静压在设计范围内, 两区合用泵更节能、节省占地面积、减少一次投资及运营成本。

　　 结合西北某广场超高层商业综合体项目方案设计, 就上述关键技术进行了实践。该项目总建筑面积约36万m², 地下2层, 5层裙房主要业态为大型综合商业和酒店配套用房, 裙房以上为2座塔楼, A塔主要业态为星级酒店和商业办公, 建筑高度150.8 m, 5～ 12层为办公层, 13～ 35层为五星级酒店, 其中13层和27层分别为避难层兼顾设备层。 B塔主要业态为住宅, 建筑高度118.75 m, 6～35 层为住宅。

　　 鉴于项目业态分区复杂, 在方案设计初期, 多次与开发商沟通交流, 按照建设项目业态分区和管理需求, 进行了多方案设计比选, 提出了符合该项目需求的给水系统:一是裙房低区利用市政供水管网的重力供水压力满足给水需求;二是两个塔楼的竖向分区采用了直接加压供水和分段加压供水的给水系统。两个塔楼给水系统选择如下。

　　 A塔楼采用分区转输水箱、串联供水的给水系统。5层以下为重力供水, 5～12层, 由设于地下2层的变频泵加压供给;14～26层, 由13层避难层转输水箱低区变频泵加压供给;28～39层, 由27层避难层转输水箱高区变频泵加压供给, 见图3a。

　　 B塔楼采用中间无水箱、分区设泵、减压阀分区的供水系统。5层以下为重力供水, 5～15层, 由设于地下2层低区的变频泵加压泵供给;16～25层, 由设于地下2层低区的变频泵加压直接供给;27～35层, 由地下2层住宅高区的变频泵加压直接供给, 见图3b。

　　 按照《建筑给水排水设计规范》 (GB 50015-2003, 2009年版) 给水系统竖向分区原则规定, 兼顾酒店管理公司对用水点压力及稳定性的高标准要求, 满足建设方对投资成本的控制需求, 对给水系统采用了分区转输水箱、串联供水, 中间无水箱、分区设泵、减压阀分区 (低位水箱+变频调速泵) 的供水系统。供水方式选择A、B塔各区均采用恒压变量生活给水变频调速泵组供水, 并配置小流量泵及气压水罐, 以满足用水流量较小时不启动大泵, 达到节能目的。

　　 根据《建筑给水排水设计规范》用水点静压不得大于0.6 MPa、各分区最不利用水点静压应小于0.45 MPa的设计原则, 对给水系统分区界限做了合理的划定, 保证给水配件使用安全, 并且充分利用市政供水管网的供水压力, 节约能源, 同时保证在停电或市政管网停水时满足部分用水需要。

　　 按照规范对系统分区的要求, 综合考虑了建筑物业态划分、自来水收费标准差异和使用管理部门需求等特征, 设置了多套给水系统, 对不同用水部门分设计量水表。

　　 水箱设置选择, 解决了西北寒冷地区冬季水箱、管道及阀门等附属构配件防冻保温和保障水箱上部检修空间的问题、占据避难层面积大的问题、上部卫生间管道避让困难的问题以及水泵启动产生的噪音对上下邻层住户产生影响的问题。

　　 通过西北某广场超高层商业综合体项目方案设计实践可以看出, 功能复杂的超高层商业综合体给水系统方案设计有多种选择, 充分了解建筑功能、业态分区、管理模式和管理部门特殊需求等信息, 是选择给水系统方案设计的关键环节, 设计人员在方案初期与业主的有效沟通, 了解建成后的运营管理和物业管理模式是重要的支撑。应提前做出预估并密切与建设方结合, 督促建设单位尽早确定业态分区及管理模式, 根据建设项目具体情况合理选择给水系统。

　　 对于住宅类的超高层建筑, 为避免生活水泵的启动对居住用房的影响, 设备用房应尽量设于地下或远离居住用房的位置;对于高档酒店应从酒店管理特殊性及用水要求的高标准性综合分析, 预留专用设备用房及管道井。

　　 加压泵是两区合用还是各分区设泵, 应结合建筑高度、系统分区、设备用房面积及设备选型等因素, 具体分析并做方案比选后择优选用。二次加压给水设备选型及配置, 应结合建筑高度、系统分区界限、设备用房规模、单台泵功率等因素, 进行方案比选 (包括经济分析) , 力求做到投资省、运营成本低且应严格遵守节能环保国策要求。