平息德克萨斯塔的暴雨

城市中心继续快速发展，并非所有变化都是由COVID-19及其对商业房地产和办公室工作的影响引发的。一个巨大的转变围绕着办公楼本身。从波士顿到堪萨斯城再到圣地亚哥，传统的建筑方式——简单的屋顶、多层的高层建筑、一个建筑大堂和一个地下停车场——正越来越多地出现在市中心。

取而代之的是，新建筑结合了非线性体量、露台、休闲平台、绿色屋顶和可持续发展目标，为员工和环境友好型的工作场所创造了条件。

这种新风格有很多优点，但也带来了新的工程挑战，包括管道。当高层建筑恰好位于飓风多发的休斯顿市中心时，管道的挑战就变得更加艰巨了。除此之外，这座城市还强制实施了一系列与管道相关的新颖而严格的建筑法规。在监管结构内工作需要相当多的工程和设计头脑。

不过，研究结果可以为洪水易发地区的管道工程制定新的标准。一座新建的48层、100万平方英尺的甲级写字楼——得克萨斯大厦(昵称T2)——是休斯顿第六高的建筑，最近刚刚开放，受到了热烈的评价——是前瞻性高层工程和建筑的一个光辉典范。

由Hines开发，Pelli Clarke Pelli Architects(设计建筑师)和Kendall/Heaton Associates(记录建筑师)设计，MEP工程由ME Engineers负责，新建筑的租户包括Hines本身，世界上最大的私人房地产投资，开发和管理公司之一。

在Hines在休斯顿市区的31个突出项目中，德克萨斯万博手机版登录本官网州大厦在城市天际线中占有独特的地位，满足了Hines在休斯顿建造的所有项目的最高标准，包括LEED白金(美国最大的)，WiredScore和WELL建筑标准。

该建筑垂直整合的校园包括12楼的公共花园(这需要深刻的管道挑战);10英尺高的全高窗户;先进的地板下暖通空调系统;以及各种中庭和公共空间。

穹窿的

在德克萨斯塔周围的许多管道挑战中，建筑的雨水排水系统被证明是该项目最深刻的。多种因素影响了雨水排水系统的设计。例如，第12层和第13层包含了大约53,000平方英尺的户外舒适空间，上面有凸起的铺路石、花盆和575英尺的垂直外部建筑表面(见图1)。

美化甲板使用传统的屋顶和溢流排水管，下面是凸起的铺路石和景观区域的植物排水管。从邻近垂直表面流下的雨水被收集到安装在垂直墙底部的连续沟渠中，传统的屋顶和溢流排水沟策略性地位于沟渠内(见图2)。

城市法规要求在雨水排放计算中占相邻垂直表面的50%，因此雨水排放计算需要59,500平方英尺，加上另外12,400平方英尺的水平甲板:总共71,900平方英尺。应用城市规定的8英寸/小时降雨强度率，计算出的流量为每分钟5,975加仑。

为了实现这一目标，团队将一根24英寸的镀锌钢管从11层的天花板连接到位于车库B1层的风暴储存库。从这个拱顶排放到城市雨水下水道系统的雨水被限制在根据原始场地条件计算的历史释放率。

在12层的休闲甲板上，围绕引导雨水进入风暴储存库的工程和施工工作在甲板的南北两侧进行了两次。此外，在13层的休闲甲板上也存在类似的情况，尽管程度较轻(38,750平方英尺，通过排水系统的计算流量为3,220加仑/分钟)。

工程师们根据各自的负载对每个区域的分支管道进行了测量，但是当所有分支都收集起来时，只有一侧的负载被带到风暴拱顶，因为风力驱动的降雨通常只影响建筑物的一侧，而不是同时影响多个侧面。

管理雨水排水的要求也给大堂层的展馆屋顶带来了挑战，它延伸到上层建筑的足迹之外。4个10英寸的屋顶排水管将屋顶上的水排出;然后水被送到一个15英寸的垂直雨水管(见图3)。考虑到展馆相对于雨拱顶的位置，重力排水是不可能的。取而代之的是，一个三重泵将风暴流引导到风暴穹窿。

风暴拱顶本身与德克萨斯塔的另一个有趣的特点联系在一起:雨水回收系统，用于处理可用的雨水，用于场地灌溉。这些设备包括微粒过滤器、化学处理、紫外线处理和一个1200加仑的蓄水池，用于维持灌溉用水。该系统还包括饮用水备份和高水头泵，为建筑周围的景观区域以及12层和13层的花园和植物提供灌溉。

雨水排水的复杂性和巨大的工程和施工障碍需要与所有行业密切协调，以避免冲突。

管“浴”

休斯顿的管道规范影响了设计和施工的其他领域。例如，该市禁止管道被包裹在任何混凝土构件中。然而，建筑的核心区域依赖于8到12英尺厚的混凝土垫板结构;由于楼板下面的压力，工程团队得出结论，在楼板下面挖沟是不明智的。

在与休斯顿管道检查部门协商后，城市允许在混凝土内铺设管道，前提是使用附表40的PVC管道和配件。

这造成了一个独特的困境:混凝土浇筑的固化温度将上升到140华氏度以上，这将侵蚀PVC管的结构完整性。为了确保PVC管道在混凝土浇筑和养护期间保持其完整性，该团队建造了一个冷水浴，在管道内循环，以保持水和管道温度低于管道的温度等级(见图4)。

这可不是一件小事。创建垫板基础需要在连续20小时的操作中进行整体浇筑，涉及14000立方码混凝土和1800吨18号钢筋。在整个过程中，冷水浴为PVC管道保持适当的温度，同时不干扰周围环境和混凝土的温度要求。

德克萨斯塔的其他管道方面更典型的高层设计。例如，卫生、排水和排气系统是一种传统的排气系统，采用铸铁管和重型无轮毂联轴器。建筑在建筑的两端提供了卫生和通风的连接，供未来的租户使用。

独立的卫生烟囱为冷却塔排水提供服务;提供砂滤反洗作业。这些烟囱沿着建筑向下延伸，并连接到11层的机械天花板，在那里收集了所有卫生烟囱。这种设计可以防止任何压力波动，否则会导致这些烟囱底部的运行不满意。

对于生活用水系统，团队在地面使用了一个带有三重增压泵系统的开放式水箱来为建筑物供水。每六个办公楼层设有减压阀站，以确保整个楼层都有足够的压力。每层楼都有一个带阀门和盖子的冷水连接，以改善未来的租户。

虽然雨水排水和回收系统因其工程创新而脱颖而出，但屡获殊荣的德克萨斯塔项目还包括其他值得注意的管道壮举。

一个地下隧道网络在休斯顿市中心区展开，该团队设计的德克萨斯塔包括这个6英里长的系统的一部分。为了进一步加强防火，该团队将消防系统从德克萨斯塔扩展到隧道，同时将机械和电气系统从建筑物扩展到隧道。

此外，为了支持未来的餐饮服务租户，设计和施工团队在车库的B1层安装了油脂拦截器。进入油脂截留器需要在第1层的景观区域放置人孔，这决定了截留器在B1层的位置。

更多的天气对建筑物的压力

与十年前相比，设计和建造世界级的市中心高层建筑需要更多的创造力、智慧和技巧。对可持续和环境友好型建筑的欢迎要求引入了广泛的考虑因素、技术和材料，这些因素在相对较近的过去很少或从未被考虑过。

气候专家预测，雨水和洪水对建筑物的压力会越来越大，尤其是靠近海平面上升的海岸或经常处于飓风等风暴路径上的建筑物。建筑设计和施工必须用创造性的解决方案来应对这些挑战，既要保持建筑的完整性，又要实现可持续发展的目标，并为办公人员提供舒适和便利。

如今，很少有北美城市像地势低洼的休斯顿一样，给高层办公楼的建设带来如此多的挑战。当风暴——不仅仅是飓风——袭来时，休斯顿的市中心每年都会发生几次洪水。除了洪水带来的工程要求外，这座城市还制定了独特的严格法规，影响着建筑设计和施工，往往需要巧妙的解决方案。

水的捕获、重定向和移动围绕着管道工程，随着建筑必须应对历史上的水压力，管道工程正变得越来越强大和具有前瞻性。德克萨斯大厦于2021年12月开放，是一座标准的高层办公大楼，位于洪水易发的城市市中心，具有特别全面和严格的雨水法规。

尽管德克萨斯塔建成还不到两年，但它已经成为休斯敦市的典范建筑。

Stephen Shayler是ME Engineers的一名助理。他在工程和设计医用气体、工艺管道、管道和消防系统方面拥有40多年的经验，适用于高层办公大楼、多户混合用途开发项目、商业楼宇建筑和高等教育设施。谢勒有执照管道设计和绿色管道设计由美国管道工程师协会。