淺談中國電科太極信息技術產業(yè)基地項目給排水設計

陳晶晶

摘要：本文以“中國電科太極信息技術產業(yè)基地項目”為例，淺談本人在該工程的給排水設計中遇到問題和采取的措施。

關鍵詞：下沉廣場雨水排水；室內消火栓系統(tǒng)；自動噴淋系統(tǒng)；雨水利用

1工程概況

本項目為中國電科太極信息技術產業(yè)基地項目，建設于北京朝陽區(qū)望京來廣營鄉(xiāng)，北鄰電子城西區(qū)三號路，南鄰來廣營中街，西臨電子城西區(qū)一號路，東臨代征規(guī)劃道路。本項目為M4高新技術產業(yè)用地，建筑主要分為科研辦公樓、云計算產業(yè)中心、信息技術檢測與測評中心、電子裝備系統(tǒng)裝聯(lián)中心；其中科研辦公樓為高層民用公共建筑、其他為多層民用公共建筑；項目總用地規(guī)模：72092.46m2，其中代征綠地面積：10154.62m2，代征道路用地面積：13037.84m2，建設用地面積：48900m2；項目總建筑面積：152494.55m2。其中：地上建筑面積：78240㎡，地下建筑面積：74254.55m2（含人防建筑面積16382.20m2）；建筑物基底總面積：17115m2，建筑密度：35%，建筑容積率：1.6，綠地率：30%

2 項目中幾個重點設計內容

該項目設計中有幾個重點設計內容：

①下沉廣場的排水問題；②室內消火栓設置問題；③自動噴淋滅火系統(tǒng)及報警閥位置的設置問題；④雨水利用問題。

2.1下沉廣場的排水問題

下沉廣場位于太極項目北側，貼臨B座辦公樓，與B座地下一層相連。東西長約68.55米，南北長約40.20米，B座地下一層為ABC座辦公樓連通，1#2#科研樓地下一層均連通，總建筑面積為23260.1平方米。下沉廣場總地勢平坦，地面標高平均為-6.15m，比室外市政道路要低6m，下沉庭院最低部分為整體的混凝土結構底板，底板上方有平均0.45m覆土層.因下沉廣場面積較大無法采用重力流排水，避免暴雨時雨水倒灌室內，造成損失，故下沉廣場雨水排放成為設計重點。

下沉廣場的雨水排水采用室外成品排水溝收集，再用排水管統(tǒng)一排至集水坑，后由潛水泵排至室外雨水管網內。設計中潛污水泵的流量、集水坑的數(shù)量與容積成為一設計難點。

因該下沉庭院南臨B座科研辦公樓，與B座科研樓底下一層連通，為本項目主要景觀區(qū)，如果被雨水淹沒，倒灌到地下一層服務廳和職工食堂，其影響會很大。依據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2003（2009版），《建筑屋面雨水排水系統(tǒng)技術規(guī)程》CJJ142-2014，可知下沉廣場雨水排放按50年的重現(xiàn)期設計。為了使重現(xiàn)期的雨水能及時排除，故每個集水坑均設有兩臺潛水泵，一般情況下僅為一用一備。但是當水位超過溢流水位時，兩臺潛水泵同時啟動。潛水泵的流量根據(jù)50年的重現(xiàn)期，5分鐘的暴雨強度來計算。根據(jù)同時運行的潛水泵的流量之和不小于下沉廣場面積內的流量的原則來確定潛水泵的臺數(shù)與流量。

當重現(xiàn)期P>10年時，北京市暴雨強度公式為：

q=1378*（1+1.047LgP）/（t+8）^0.642其中P為重現(xiàn)期，t為10分鐘。

當重現(xiàn)期P為50年時，

q1=1378*（1+1.047*Lg50）/（15+8）^0.642=598.72L/S.ha。

下沉廣場的正投影面積S=2760m2。

下沉廣場的降雨量為：Q1=ψ（徑流系數(shù)）×q1×S=0.95×511.35L/S.ha÷10000×2760m2=157L/S=565.1m3/h。

本項目根據(jù)建筑找坡，坡降等因素，同時設4個集水坑，每個集水坑設兩臺潛污泵，平時一用一備，當達到溢流水位時，兩臺泵同時啟動。每臺泵的設計流量為80m3/h每個集水坑儲存5分鐘的降雨量，其容積為V=80m3/h÷60min/H×5min=6.7m3。

集水坑尺寸為：長×寬×高=2.5m×2.0m×2.2m。

8臺潛水泵同時啟動，則其故Q2>Q1。

流量之和為Q2=80m3/H×8=640m3/h。所以，該泵的流量滿足50年重現(xiàn)期的要求。

2.2 室內消火栓系統(tǒng)設置問題

本項目地上最高13層樓板標高為+56米，最低處為地下三層樓板標高為-13.40m；靜距離為69.4米，因屋頂水箱間增壓穩(wěn)壓設備揚程為36米，故本系統(tǒng)消火栓壓力大于規(guī)范規(guī)定的100米；因此本項目通過泵房內串聯(lián)可調式減壓閥，將消火栓系統(tǒng)分為高低兩個區(qū)。低區(qū)供-地下三層到地上4層，高區(qū)供地上五層到地上十三層；

地下三層有五個防火分區(qū)為人防區(qū)域，如果采取消防豎管穿人防頂板，會導致很多消防立管穿人防頂板；為了減少車庫內消火栓穿人防頂板，地下三層和地下二層消火栓管道分別成環(huán)；又因為地下一層的功能為后廚，職工餐廳，檔案室，變電室等，功能復雜，面積龐大。地下一層消火栓位置和地下二層基本不對應，故地下一層消火栓單獨成環(huán)。同時也盡可能地減少穿越地下一層底板的管道。

2.3 自動噴水滅火系統(tǒng)

2.3.1自動噴淋滅火系統(tǒng)的選用及報警閥位置的設置問題

因為該項目地下三層和地下二層為地下車庫，建筑不采暖；故自噴系統(tǒng)采用預作用自動噴淋滅火系統(tǒng)，云計算中心為整個園區(qū)的核心部位，故走廊部分采用預作用自動噴淋滅火系統(tǒng)；地下一層為職工餐廳、后廚等功能房間，所以地下一層至頂層，建筑采暖，故采用濕式自動噴淋滅火系統(tǒng)。在采暖部分采用濕式自動噴淋滅火系統(tǒng)，在不采暖部分采用預作用自動噴淋滅火系統(tǒng)。預作用系統(tǒng)的報警閥前的管道均充滿水。

由于本工程每層面積比較龐大，故本工程共有9個濕式報警閥和7個預作用報警閥。故本工程報警閥位置的設置直接影響到消防泵房的大小、吊頂內管道的多少、建筑層高及發(fā)生火災時滅火效果的問題。

如果將所有的報警閥均設在消防水泵房，則消防水泵房面積很大，況且從水泵房出來的自動噴淋干管會非常多。由于消防水泵設在地下二層的中央位置，周邊基本均為設置采暖的商業(yè)，故將4個濕式報警閥設在水泵房內，此報警閥管轄消防泵房附近的地下一層商業(yè)與地下二層商業(yè)的噴淋。再在地下一層與地下二層的合適的位置設置4個報警閥間，分別放置其余的報警閥。同時從消防水泵房的噴淋水泵出水管上引出兩條自動噴淋環(huán)管，接往4個不同的報警閥室，使所有的報警閥前均實現(xiàn)雙向供水。此方案優(yōu)點是避免了噴淋配水管走得太長，而且節(jié)約了噴淋干管的數(shù)量，從而減少了管道太多而影響層高的問題。

2.4 雨水利用

本工程雨水利用以不增加建設區(qū)域內雨水徑流外排水總量為標準，根據(jù)《雨水控制與利用工程設計規(guī)范》的規(guī)定：

2.4.1公共建筑周邊綠地與小區(qū)綠地廣場綠地，應采用下凹綠地，具體做法是使路面好、高于綠地5～10cm，當路面設置立道牙時應采取將雨水引入綠地的措施。下凹綠地面積占總綠地面積的50%以上。

2.4.2公共停車場、人行道、步行街、自行車道和建筑工程外部庭院應采用透水鋪裝地面，透水鋪裝率不小于70%

2.4.3新建建設工程硬化面積達10000平方米以上（含）的項目，應配建雨水調蓄設施，具體配建標準為：非居住區(qū)項目，硬化面積包括建設用地范圍內的屋頂、道路、廣場、庭院等部分的硬化面積，具體計算辦法為“硬化面積=建設用地面積-綠地面積（包括實現(xiàn)綠化的屋頂）-透水鋪裝用地面積”。

根據(jù)以上規(guī)定，本方案主要采用下凹綠地就地入滲、利用透水鋪裝以及雨水回收相結合的方式來控制本項目硬化地面增加的外排雨水。下凹綠地率取50%，透水鋪裝率取70%，每萬平方米硬化面積配建雨水調蓄設施容積取300立方米。項目下凹綠地面積、透水鋪裝面積、蓄水池容積的計算結果見下表：

硬化面積計算原則：

公建部分硬化面積=公建建設用地面積-綠地面積（包括實現(xiàn)綠化的屋頂）-透水鋪裝面積。

雨水處理工藝：本次設計方案中采用雨水綜合利用技術，利用下凹綠地、滲透式鋪裝，地面雨水儲存回用水池等，收集利用區(qū)域內屋面和地面徑流雨水。充分利用雨水資源，減少外排徑流量、提高區(qū)域內設計管網的安全系數(shù)，同時可有效回補地下水，節(jié)約水資源。

本次設計道路設計標高需高于綠地50mm～100mm，周圍有下凹綠地的路面雨水自流進入兩側綠地。初期水質較差的雨水直接排入市政雨水管網，中后期潔凈的雨水進入雨水收集池，凈化后用于綠地澆灑等使用。

3 結語

本文針對現(xiàn)代公共建筑設計作出了一些顯淺的分析，包括下沉廣場雨水排水、室內消火栓系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)、雨水利用等方面。隨著國民經濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代公共建筑的設計越來越具有普遍性，而建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展也能推動建筑給水排水技術能在未來取得更加迅速的發(fā)展。

參考文獻：

[1]DB11/685-2013，雨水控制與利用工程設計規(guī)范.

[2] CJJ142-2014，建筑屋面雨水排水系統(tǒng)技術規(guī)程

[3]GB 50045-95，高層民用建筑設計防火規(guī)范

[4]GB 50084-2001，自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范