超高層住宅建筑給排水消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)及實(shí)踐

周子能

摘要：針對(duì)超高層住宅建筑特點(diǎn)，如何進(jìn)行泵房選址、給水分區(qū)劃分、噪音控制、管材選用、管線綜合等進(jìn)行全面分析，并結(jié)合工程實(shí)例，提出設(shè)計(jì)要點(diǎn)與應(yīng)對(duì)措施，希望能夠?yàn)轭愃乒こ添?xiàng)目給排水消防設(shè)計(jì)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：超高層住宅;泵房選址;給水系統(tǒng);排水系統(tǒng);消防系統(tǒng);管線綜合

1 項(xiàng)目概況

某項(xiàng)目地塊為商業(yè)、住宅用地，總建筑面積102640.46m2，主要包括：3棟47層的超高層住宅，建筑高度139.9m;1棟3層和1棟2層的內(nèi)街獨(dú)立商業(yè);1棟3層的6班幼兒園：地下2層為設(shè)備機(jī)房與車庫(kù)、人防。項(xiàng)目?jī)H東側(cè)市政道路存在一路N1000市政給水水源，市政水壓0.30MPa（相對(duì)于絕對(duì)標(biāo)高34.400m），高日生活用水量為539.33m3/h，最大時(shí)用水量為58.42m3/h。

2 給排水及消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)及實(shí)踐

2.1 泵房選址要點(diǎn)

居住小區(qū)加壓泵房的位置選取應(yīng)遵循以下原則：1、減少水泵運(yùn)行噪聲對(duì)居住環(huán)境影響，避免設(shè)置在人員居住空間的正下方和正上方;2、靠近整個(gè)小區(qū)的中央位置和用水大戶，以縮短供水主干管長(zhǎng)度，減少管網(wǎng)水頭損失;3、盡量不占用具有良好售賣價(jià)值的車位;4、與小區(qū)規(guī)劃開發(fā)進(jìn)度相匹配，滿足分批驗(yàn)收和交樓要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，前3點(diǎn)能普遍有效執(zhí)行，而第4點(diǎn)經(jīng)常被忽略，導(dǎo)致后期在部分樓棟先期交樓的情況下無(wú)法滿足生活給水或消防驗(yàn)收要求而增設(shè)臨時(shí)泵房，造成建設(shè)成本的極大浪費(fèi)?；谝陨显瓌t，本項(xiàng)目泵房選址首批交樓2#棟附近，大致位于小區(qū)中央位置，同時(shí)避開了住宅正下方，在其東南側(cè)設(shè)置消防泵房、西南側(cè)設(shè)置生活泵房，詳下圖。

2.2 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

相對(duì)于100 m以下住宅建筑，超高層住宅建筑生活給水輸送高度更高，給水分區(qū)更多，對(duì)加壓設(shè)備和給水管材的耐壓性能也提出了更高要求，需進(jìn)行更深入的研究和比選。

2.2.1 供水方式選取。本項(xiàng)目采用變頻加壓分區(qū)供水方式，主要基于以下考慮：各分區(qū)給水立管承壓小，管材的造價(jià)低，使用壽命更長(zhǎng);分區(qū)供水由幾套給水管網(wǎng)同時(shí)向用戶供水，提高了供水的可靠性;分區(qū)后使加壓泵盡可能的在高效段運(yùn)行，有利于充分節(jié)能;水箱水泵均布置在生活水泵房，維護(hù)方便且能避免高位水箱帶來(lái)的二次污染。

2.2.2 給水分區(qū)確定。依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》^[1]3.4.3條：各分區(qū)靜水壓不宜大于0.45MPa;結(jié)合綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一般要求住宅入戶水壓不大于0.20MPa，按每30m左右高差設(shè)置一個(gè)給水分區(qū)，當(dāng)入戶管靜水壓大于0.35MPa時(shí)，設(shè)置減壓閥。本項(xiàng)目生活給水豎向分為5個(gè)區(qū)。1～4層為1區(qū)，由市政直接供水; 5～15層為加壓一區(qū)， 16～26層為加壓二區(qū)， 27～37層為加壓三區(qū)，38層及以上為加壓四區(qū)，各加壓分區(qū)由對(duì)應(yīng)分區(qū)變頻泵組加壓供水。

2.2.3 給水管道材質(zhì)選用。一般各省市自來(lái)水公司依據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)際情況，結(jié)合管材安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、衛(wèi)生性等編制有相應(yīng)的地方性二次加壓供水導(dǎo)則，對(duì)管材選取有詳細(xì)明確，參照?qǐng)?zhí)行即可。

2.2.4 給水管道敷設(shè)。

住宅室內(nèi)給水管道敷設(shè)有兩種方式：墊層內(nèi)敷設(shè)和吊頂內(nèi)敷設(shè)，可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際合理選用。本項(xiàng)目采用墊層內(nèi)敷設(shè)，主要考慮項(xiàng)目層高較低，僅2.95米，采用墊層內(nèi)敷設(shè)可減少吊頂、墻體豎向開槽和裝修包管。此外，為更好的加強(qiáng)衛(wèi)生間、陽(yáng)臺(tái)隔墻防水效果，建議給水管從室內(nèi)出敞開陽(yáng)臺(tái)（及帶洗衣機(jī)的封閉陽(yáng)臺(tái)）或從室內(nèi)進(jìn)衛(wèi)生間時(shí)，管道上翻“幾字彎”型走管，詳下圖。

2.3 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.3.1 排水方式選擇。個(gè)別地區(qū)規(guī)定室內(nèi)生活污水與廢水分流，需按照其地方規(guī)定實(shí)施。本項(xiàng)目所在地?zé)o此要求，采用室內(nèi)生活污水與廢水合流、雨水與生活污廢水分流排水管道系統(tǒng)，生活污水經(jīng)化糞池處理后再排至城市污水管道。幼兒園食堂、商業(yè)餐飲廢水經(jīng)隔油池處理后再排至城市污水管道。

2.3.2 排水噪聲控制。排水立管盡可能遠(yuǎn)離臥室布置，合理選用排水管道材質(zhì)和連接形式。本項(xiàng)目排水立管采用柔性機(jī)制排水鑄鐵管，卡箍連接，靠臥室相鄰內(nèi)墻的排水立管采用橡膠圈密封柔性接口機(jī)制的排水鑄鐵管。

2.3.3 排水防漏措施。項(xiàng)目排水立管穿樓板設(shè)計(jì)采用防漏預(yù)埋座，采用防漏預(yù)埋座具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、防漏預(yù)埋座底部自帶固定孔和止水環(huán)，可以方便地固定在模板上，同時(shí)止水環(huán)與混泥土現(xiàn)澆一次成型，真正的起到了止水作用;2、防漏預(yù)埋座四周的網(wǎng)孔可排除結(jié)構(gòu)板面積水，無(wú)需重復(fù)設(shè)置降板區(qū)結(jié)構(gòu)排水地漏;3、防漏預(yù)埋座配件由兩個(gè)不等心圓組成，相當(dāng)于一個(gè)補(bǔ)心配件，可實(shí)現(xiàn)3cm到5cm的垂直偏差調(diào)整，預(yù)埋和施工更加靈活高效。

2.3.4 其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)。結(jié)合以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在超高層住宅排水設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：1、衛(wèi)生間地漏應(yīng)設(shè)置存水彎，存水彎水封深度不小于50mm，確保不反味，不返有害病菌;2、廚房排水支管安裝高度不應(yīng)過(guò)高，建議設(shè)計(jì)安裝高度為H+0.100m，如果過(guò)高，后期將影響洗菜盆排水管道安裝和有效排水;3、散排在各屋面的雨水立管底部應(yīng)設(shè)置水簸箕，防止雨水直接沖刷屋面，破壞防水層和隔熱層;4、在條件允許的情況下，住宅底層衛(wèi)生間排水應(yīng)盡量單獨(dú)排出，減少堵塞和反水可能。

2.4 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

消防給水系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)，其基礎(chǔ)要求就是要滿足消防水量與水壓，確保消防設(shè)施的安全和穩(wěn)定。

2.4.1 消防系統(tǒng)水量確定。依據(jù)建筑物的用途功能、體積、高度等因素綜合考慮，該項(xiàng)目消防水量詳下表：

需特別注意的是：依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》^[2]8.3.3條規(guī)定 ：對(duì)于建筑高度大于100m的住宅建筑，需要在住宅建筑的公共部位、套內(nèi)各房間設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

2.4.2 消防系統(tǒng)分區(qū)及管材選用。

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)豎向分為高、低兩個(gè)區(qū)， 最大分區(qū)高度83m，滿足消火栓栓口處?kù)o壓小于1.0MPa。共用一組消火栓泵，高區(qū)由消防泵直接供水，低區(qū)減壓后供水。1～19層為低區(qū)，20層及其以上為高區(qū)。消火栓栓口動(dòng)壓控制不超過(guò)0.5MPa，超過(guò)者設(shè)置減壓穩(wěn)壓型消火栓。室內(nèi)消火栓給水管每個(gè)分區(qū)均成環(huán)網(wǎng)布置。管材根據(jù)工作壓力大小選用。本項(xiàng)目工作壓力≤1.2MPa時(shí)采用熱浸鍍鋅鋼管;1.2MPa<工作壓力<1.6MPa時(shí)采用熱浸鍍鋅加厚鋼管，大于1.6MPa時(shí)采用熱浸鍍鋅無(wú)縫鋼管。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)按照滿足“報(bào)警閥處的工作壓力大于1.60MPa或噴頭處的工作壓力大于1.20MPa”要求，豎向分為高、低兩個(gè)區(qū)，共用一組噴淋泵，高區(qū)由噴淋泵直接供水，低區(qū)減壓后供水。-2至32層為低區(qū)，33層及其以上為高區(qū)。管材根據(jù)工作壓力選取，本項(xiàng)目30層及以下采用熱浸鍍鋅無(wú)縫鋼管，管材公稱壓力2.5MPa;30層以上采用熱浸鍍鋅焊接鋼管，管材公稱壓力1.6MPa。

2.4.3 消防管道試壓。消防系統(tǒng)管道為鋼管的試驗(yàn)壓力為：工作壓力P≤1.0MPa時(shí)，按1.5P計(jì)，且不應(yīng)小于1.4MPa;工作壓力P>1.0MPa時(shí)，按P+0.4MPa計(jì)。多數(shù)消防設(shè)計(jì)說(shuō)明中僅簡(jiǎn)單描述為施工單位按規(guī)范實(shí)施，這就造成施工單位盲目試壓或錯(cuò)誤試壓導(dǎo)致試壓事故時(shí)有發(fā)生。建議消防設(shè)計(jì)說(shuō)明中增加管道試壓詳細(xì)說(shuō)明，同時(shí)消防給水系統(tǒng)圖上應(yīng)標(biāo)注各分區(qū)引入管道入口壓力及減壓閥前后壓力，便于實(shí)際施工過(guò)程中精準(zhǔn)試壓。

2.5 管線綜合

超高層住宅建筑機(jī)電管線相對(duì)復(fù)雜，容易出現(xiàn)各專業(yè)管線打架導(dǎo)致后期返工問(wèn)題，這就需要各專業(yè)提前進(jìn)行管線綜合設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)各專業(yè)圖紙分散且協(xié)調(diào)工作量大，修改麻煩，基于此，本項(xiàng)目創(chuàng)新采用了BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合。

通過(guò)BIM技術(shù)，將各系統(tǒng)管線的大小、位置、標(biāo)高進(jìn)行三維仿真模擬，對(duì)可能發(fā)生碰撞的管線進(jìn)行直觀調(diào)整，實(shí)現(xiàn)管道走向和安裝高度的可施工性，減少后期施工拆改，不僅省時(shí)省力，還減少了材料浪費(fèi);對(duì)于本項(xiàng)目，尤其是存在大量管道穿梁情況下，能提高套管預(yù)埋的準(zhǔn)確性，減少二次開洞，同時(shí)也提高了結(jié)構(gòu)安全性。BIM模型創(chuàng)建后還可以通過(guò)凈高檢查，篩選出管線凈高不符合規(guī)范的空間位置，有效避免施工完成后，凈高不足的問(wèn)題。超高層住宅戶內(nèi)設(shè)置有消防噴淋管道，在管道布置時(shí)，要避免影響戶內(nèi)層高和美觀。通過(guò)BIM管線綜合使消防噴頭有效避開與燈具沖突，調(diào)整噴頭布置形式，與裝修的完美配合。設(shè)計(jì)階段的BIM模型，還可通過(guò)剖切三維管線及室內(nèi)仿真漫游等方式展示給施工人員，使其更好理解施工方案，提高施工質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，相對(duì)于普通高層住宅建筑，超高層住宅建筑項(xiàng)目對(duì)給排水消防設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)針對(duì)超高層建筑特點(diǎn)和要求，對(duì)給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)各要點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，采取科學(xué)措施有效解決，從而提升建筑的的安全性與穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)更高的居住品質(zhì)和居住體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50015-2003（2009年版）建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[2]GB50016-2014（2018年版）建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S]