【给排水精品案例】第十四期：北京奥林匹克公园的瞭望塔，你了解了吗？

1.项目规模及功能

北京奥林匹克公园瞭望塔位于北京奥林匹克公园中心区东北部，用地西侧与中轴景观大道相接，北临辛店村路，南临奥运规划中的北一路，东侧连接湖滨西路。规划用地面积81437m2，建筑占地面积6900m2。瞭望塔整个建筑由3部分组成：塔座、塔身、塔冠（见图1），总建筑面为为18687m2，其中塔座建筑面积13430m2（塔座休息大厅、展厅及商业面积9650m2，塔座大厅设备用房面积3100 m2），塔身及塔冠建筑面积5257m2(1号塔观景厅面积988.5 m2、2号塔餐厅及酒吧面积416.6m2、3号塔纪念厅面积399m2、4号塔观景厅面积326.1m2、5号塔指挥厅面积277.3m2，塔身及塔冠的设备用房及交通面积3742.5m2)。塔座部分全部在场地以下，塔身入口标高与市政道路形成高差14m的坡地。1号塔最高点247.60m（相对于±0.00m）。

图1北京奥林匹克公园瞭望塔

2给排水系统

本工程设有给水系统、中水系统、生活排水系统、雨水排水系统。

》系统特点《

本项目用水部位集中在塔座大厅和高度较高的塔冠游人观光活动区，12~168m为竖向交通核，无用水部位，也无设置过多设备的条件。给水系统的特点是合理且安全地将水接力提升到塔冠区域。给水系统面临多个分区接力提升的问题，合理设置水箱和确定给水分区，对本项目供水稳定性至关重要。另外，塔顶观光人数受季节影响会出现淡、旺季，供水设备工作泵的配置要考虑最大、最小用水量时，均达到节水节能的效果，变频供水设备配置高扬程小流量泵配套工作。

》给水系统简述《

< 1>用水量

最高日266.89m3/d，最大时44.79m3/h，其中自来水用水量140.33m3/d，15.60m3/h；市政供水最高日26.97m3/d，最大时2.96m3/h；二次加压供水区最高日113.36m3/d，最大时12.64m3/h。各部位用水定额见表1。

<水源>

沿西侧中轴大道景观广场设有DN400上水管线、沿南侧北一路设有DN600上水管线并在瞭望塔用地区域东侧预留DN300的管线接口。从用地范围的西侧和东侧接入红线内2路DN150引入管，并在引入管的总水表后设置双止回阀型倒流防止器，在红线内构成环状供水管网，环管管径DN150。市政供水压力0.25MPa。

<系统分区>

塔座大厅区：大厅（12.00m以下），利用市政自来水压力直接供水，该区最大时用水量为2.96m3/h。

塔冠区：1～5号塔顶部人群活动区域（168.00m以上），采用两级接力供水方式，第一级由设在塔座大厅地下生活泵房的生活供水泵（工频）将生活水送至设在塔身168.00m楼层的高区生活水箱，第二级在168.00m楼层设置变频供水设备供塔冠区域用水，该区最大时用水量为12.64m3/h。

系统示意见图2。

》中水系统简述《

<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。

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。

<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。

》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。

》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.设计思考及试运行调试情况

》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。

（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。

》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。

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。