高層建筑給排水設(shè)計(jì)分析

俞烈濤,蔡文毅,丁 飛

摘要 高層建筑有別于多建筑,具有層數(shù)多、高度大、功能復(fù)雜、用水要求高、排水量大等特點(diǎn),因此,對建筑給水排水工程的設(shè)計(jì)提出了新的要求。本文以工程實(shí)例為對象,以多年工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),具體分析了某高層建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 高層建筑;給排水;設(shè)計(jì)

中圖分類號 TU732 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708(2009)10-0032-02

1 工程案例

某綜合樓是集商場、餐飲、辦公、住宅為一體的大樓。項(xiàng)目地下1 層為車庫及設(shè)備房;首層為部分架空、部分小商鋪及商場;2 層為餐飲、商場及配套辦公室;3 層~28 層由6 棟住宅塔樓組成。建筑高度為94.5m,總建筑面積約125 000m2 。

2 給水系統(tǒng)

由于無負(fù)壓給水一旦自來水管網(wǎng)停水或者出現(xiàn)問題,則有可能造成沒有儲備水。根據(jù)本地實(shí)際情況,故采用變頻調(diào)速供水,控制方式較為簡單,可根據(jù)泵后壓力的變化來確定水泵的轉(zhuǎn)速和多水泵時(shí)啟泵臺數(shù)的調(diào)配,可以做到無級調(diào)速,不論水箱進(jìn)水浮球閥開閉的大小如何,均可有效供水,這樣就增加了供水的可靠性。

市政供水壓力為3.2MPa,為了充分利用市政水壓,地下1層~地上6層采用市政壓力直接供水;7層以上采用兩套變頻設(shè)備供水。系統(tǒng)分區(qū),7層~18層采用低區(qū)變頻設(shè)備供水;其中7層~12層經(jīng)可調(diào)式減壓閥減壓后供水。19層~28層采用高區(qū)變頻設(shè)備供水;其中19層~24層同樣經(jīng)可調(diào)式減壓閥減壓后供水。

住宅總戶數(shù)為624戶,最高日用水量為655m3,設(shè)150m3的生活水池,分為容積基本相等并能獨(dú)立使用的兩格。

水池的泄空管從吸水坑底接出,排入泵房集水井。有人說這樣違反了《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡稱《水規(guī)》) 第3.2.4條第一款規(guī)定,出水口不得被任何液體或雜質(zhì)所淹沒。如果硬要套這條規(guī)范,是有點(diǎn)問題,但筆者認(rèn)為這種情況,做足相對安全的措施就行了,水池溢流水位報(bào)警并關(guān)閉進(jìn)水管上的電動閥(或進(jìn)水閥選用具有三重保險(xiǎn)作用的電動浮球閥) 、集水井潛水泵的排水能力不低于水池進(jìn)水管的流量,并且集水井設(shè)超高水位報(bào)警至消防中心。筆者認(rèn)為做足以上的安全措施后,集水井的水位就一般不會高過水池底坑的排水管口了。

3 排水系統(tǒng)

本工程污、廢水采用合流制,室內(nèi)污、廢水經(jīng)化糞池處理后排入市政污水管網(wǎng);二層餐飲場所的廢水經(jīng)隔油池處理后排入室外污水管網(wǎng);地下室廢水采用潛水泵提升至室外污水管網(wǎng)。

1)優(yōu)化集水井的設(shè)計(jì)。一般來說,消防電梯旁邊要設(shè)一個(gè)獨(dú)立的消防集水井,本工程地下室沒有人防工程,如果在消防電梯旁設(shè)集水井,結(jié)構(gòu)上必然要降低電梯筒的大承臺,那樣會增加一定的造價(jià),筆者想將該井移到車庫內(nèi)與車庫集水井共用。雖然電梯前室與周圍的車庫同屬一個(gè)大防火分區(qū),但由于電梯前室與車庫連通的門為甲級防火門,為了不因?yàn)楣艿赖倪B通而破壞兩區(qū)域的防火安全性,也就是當(dāng)車庫的汽油發(fā)生火災(zāi)時(shí)經(jīng)管道傳入電梯筒,故此筆者將消防電梯底坑至集水井的排水管伸到集水井的潛水泵吸水高度以下,也就是水面以下,并在短立管的頂端設(shè)管堵以便清掃。

2)衛(wèi)生間與廚房分設(shè)廢水立管的問題?！蹲≌ㄖ?guī)范》(以下簡稱《住規(guī)》) 中第8.2.7條規(guī)定,住宅廚房和衛(wèi)生間的排水立管應(yīng)分別設(shè)置。但筆者發(fā)現(xiàn)普遍的做法是立管一到轉(zhuǎn)換層后,兩種管道就合并了。筆者認(rèn)為,在沒有中水回用的項(xiàng)目中,大可不必受此限制。因?yàn)榉衷O(shè)立管的目的是為了防止衛(wèi)生間大流量的坐便器沖水時(shí)破壞廚房間洗菜池水封,而使衛(wèi)生間排水管道內(nèi)的污濁有害氣體串至廚房內(nèi)。那么,當(dāng)衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)有專用通氣管時(shí),再就近把廚房間排水管接入衛(wèi)生間內(nèi)的排水立管 ,就不可能發(fā)生因水封破壞而相互串氣現(xiàn)象。尤其對與高層住宅頂部的空中別墅,一般廚房間與下部標(biāo)準(zhǔn)層廚房間不再同一個(gè)位置,大可不必為該廚房間而專設(shè)一根立管從28層一直立到一層再接出室外,可就近把該層廚房間排水管接入衛(wèi)生間內(nèi)的排水立管。

3)底部橫支管與立管連接的問題。通常的做法就是:

(1)底部兩層增設(shè)單獨(dú)的排水立管,并設(shè)伸頂通氣,或者增大立管管徑不設(shè)伸頂通氣。這種做法的缺點(diǎn)是立管增加造成不美觀并且增加造價(jià)或占用更多的室內(nèi)空間。

(2)在底部廚房的排水支管上增設(shè)排水止回閥,該支管設(shè)于廚柜內(nèi)方便檢修。而底部陽臺洗衣機(jī)的排水地漏則選用塑料無水封磁性翻斗式地漏。上面所采用的兩種新型排水配件均具有防倒灌及防臭氣的功能。同樣,在不設(shè)洗衣機(jī)的陽臺也全部采用塑料無水封磁性翻斗式地漏,可避免因?yàn)槠胀ǖ芈┧飧珊远斐沙魵庖绯?因此,設(shè)洗衣機(jī)的陽臺排水都要接入市政污水管網(wǎng)。

(3)《住規(guī)》第8.2.7條的條文說明規(guī)定,靠近與臥室相鄰的內(nèi)墻時(shí),應(yīng)采用消聲措施的管材。據(jù)筆者所知,目前用得較多的室內(nèi)塑料排水管材有4種:硬聚氯乙烯直壁排水管、硬聚氯乙烯內(nèi)螺旋管、中空壁消聲硬聚氯乙烯管、中空壁消聲硬聚氯乙烯螺旋管。第1種用得最多,不用多介紹;第2種的優(yōu)點(diǎn)是流量比直壁管大,并有一定的降噪效果。比如,可用作十幾層建筑的污水立管時(shí),不設(shè)專用通氣管;第3種是用作只要求降低管道噪聲的排水管,效果較第2種好;第4種是用在既要降低噪聲,又要增大流量的場所。根據(jù)以上各管材的特點(diǎn),本工程室內(nèi)靠近臥室的污廢水立管采用中空壁消聲硬聚氯乙烯管。

4 消防系統(tǒng)

本工程設(shè)有消火栓系統(tǒng)、自動噴水系統(tǒng)、氣體自動滅火系統(tǒng)及手提式滅火器。用水量標(biāo)準(zhǔn):室內(nèi)消火栓為40L/s ,火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3h;室外消防用水量為30L/ s,火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3h;自動噴淋系統(tǒng)為30L/s,火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為1h。

4.1消火栓系統(tǒng)

1)室外消火栓系統(tǒng)由小區(qū)內(nèi)的環(huán)狀市政管網(wǎng)供水;

2) 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為兩個(gè)區(qū)。低區(qū)為地下1層~16層,由小區(qū)低區(qū)消火栓加壓給水管網(wǎng)供水;高區(qū)為17層~28層,由小區(qū)高區(qū)消火栓加壓給水管網(wǎng)供水。屋頂水箱貯存18m3 消防水量,設(shè)置高度滿足最高層消火栓的7m靜水壓力。

4.2自動噴水滅火系統(tǒng)

系統(tǒng)分為兩個(gè)區(qū)。低區(qū)為地下1 層~16 層,由室外小區(qū)低區(qū)噴淋加壓給水管網(wǎng)供水;高區(qū)為17 層~28 層,由室外小區(qū)高區(qū)噴淋加壓給水管網(wǎng)供水。屋頂水箱設(shè)置高度只滿足最高層消火栓的7m 靜水壓力,并未滿足噴淋系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴淋頭的最低工作壓力和噴水強(qiáng)度,故高區(qū)供水系統(tǒng)仍需要設(shè)置增壓設(shè)施。首先,噴淋系統(tǒng)分區(qū)水壓的問題。《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡稱《噴規(guī)》) 第8.0.1條規(guī)定,配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa。所謂配水管道,就是報(bào)警閥后的管道。如果按此規(guī)定,高區(qū)的報(bào)警閥就必須搬到住宅樓上,這樣就要增大某一樓層的管道井尺寸,那樣對于住宅樓來說是相當(dāng)困難的。筆者認(rèn)為只要選擇工作壓力較高的報(bào)警閥就可忽略這個(gè)問題,本工程選用工作壓力為1.6MPa 的報(bào)警閥,并把高區(qū)的報(bào)警閥和低區(qū)的一起放在地下室便于管理。很多地方的審查專家也默認(rèn)此做法,也希望即將要修訂《噴規(guī)》時(shí)也能考慮修訂此條文;其次,系統(tǒng)的放空閥的設(shè)置問題。筆者認(rèn)為噴頭不多時(shí),像電梯廳的噴淋,放水閥可與末端試水閥或試水裝置合用,而且也符合《噴規(guī)》條文說明第4.2.9條第3 點(diǎn)對泄水管管徑的規(guī)定;大面積的噴淋,應(yīng)在水流指示器后的干管上增設(shè)放空閥,檢修時(shí)可只關(guān)閉該防火分區(qū);當(dāng)一個(gè)報(bào)警閥只負(fù)擔(dān)一個(gè)防火分區(qū)時(shí),可考慮共用報(bào)警閥處的放空閥;最后,關(guān)于十字梁噴頭布置的問題。地下層車庫頂板及裙樓的頂板結(jié)構(gòu)上有局部采用了十字梁?！秶娨?guī)》第7.1.3條第4款規(guī)定,凈空高度不超過8m的場所中,間距不超過(4×4) m 布置的十字梁,可在梁間布置1只噴頭,但噴水強(qiáng)度仍應(yīng)符合表5.0.1 的規(guī)定。后面的噴水強(qiáng)度的規(guī)定是很容易被忽略的。經(jīng)過計(jì)算,此時(shí)應(yīng)采用流量特性K為115的噴頭。

4.3自動氣體滅火系統(tǒng)改為采用無管網(wǎng)懸掛式儲壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)

按2007 年公安部的《關(guān)于貫徹公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)消防監(jiān)督有關(guān)問題的通知》中規(guī)定,高層民用建筑中火災(zāi)危險(xiǎn)性大、發(fā)生火災(zāi)后對生產(chǎn)和生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響的配電室等屬于“特殊重要設(shè)備室”,應(yīng)設(shè)氣體滅火系統(tǒng)。本工程由于配電房較為分散,而且各房間的容積都不符合《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》內(nèi)的面積和容積的規(guī)定,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采用無管網(wǎng)懸掛式儲壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng),該裝置為無管道系統(tǒng),相對簡單,也不用另外設(shè)氣體瓶罐間,僅象一只只吊燈懸掛于頂部,技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,并便于施工和維修。該系統(tǒng)可由感溫元件溫控啟動;熱引發(fā)啟動;電引發(fā)啟動。是高層建筑內(nèi)變配電間氣體滅火系統(tǒng)較好的替代系統(tǒng)。

4.4手提滅火器配置

1)負(fù)一層車庫是B 類火災(zāi),屬于中危險(xiǎn)級。每具滅火器最小配置滅火級別為55B;最大保護(hù)面積為1m2/B。選用MF/ABC4,最大保護(hù)距離為12m。

2)負(fù)一層設(shè)備房、首層消防控制室、電梯機(jī)房、屋頂風(fēng)機(jī)房是E 類火災(zāi);首層商鋪、二層餐飲、廚房、商場、辦公室是A 類火災(zāi)。以上都屬于中危險(xiǎn)級。每具滅火器最小配置滅火級別為2A;最大保護(hù)面積為75m2/A。選用MF/ABC3,最大保護(hù)距離為20m。

3)首層架空、大堂及三層以上住宅是A 類火災(zāi),屬于輕危險(xiǎn)級。每具滅火器最小配置滅火級別為1A;最大保護(hù)面積為100 m2/ A。選用MF/ ABC3,放于消火栓和滅火器連體箱內(nèi),最大保護(hù)距離為25m。

參考文獻(xiàn)

[1]袁文蔚.高層住宅給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,(4).

[2]尹綱領(lǐng).高層建筑給排水設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),1996(3).

[3]張先義.淺談高層建筑給排水設(shè)計(jì)[J].中外建筑,2001(6).

[4]宋紀(jì)元.略論高層建筑給排水工程設(shè)計(jì)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),1994(1).