江蘇省常熟市某超高層建筑改造給排水及消防設(shè)計簡析

馬琦

摘要：近年來國內(nèi)超高層建筑興建速度加快，超高層建筑設(shè)計也面臨著新的挑戰(zhàn)。超高層建筑由于其建筑高度高，導(dǎo)致疏散難度大，消防撲救困難，其消防設(shè)計更應(yīng)該嚴(yán)格符合規(guī)范和消防部門的相關(guān)要求。超高層建筑給排水設(shè)計既要保證使用功能需求，又要保證其消防安全性。本文主要介紹常熟市某超高層建筑改造給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計要點。

關(guān)鍵詞：超高層;酒店;生活給排水設(shè)計;消防給水設(shè)計

1 工程概況

常熟市某超高層建筑位于新世紀(jì)大道以東，科技一路以北，北側(cè)為東南大道。原用地性質(zhì)為工業(yè)與研發(fā)用地，其功能為研發(fā)辦公，現(xiàn)在結(jié)構(gòu)已施工至10層樓面;規(guī)劃土地性質(zhì)變更為商辦用地，因此原有建筑進行改造設(shè)計。本項目用地面積22606.00m2，總建筑面積95463.58 m2，其中地上建筑面積70028.00 2，地下建筑面積25435.58 m2。地上共三十九層，1～4層（含裙房）、17～39層為五星級酒店（客房數(shù)284間），5～15層為辦公。包含三個避難層及一個設(shè)備夾層，其中11層、16層、28層為避難層，29層為設(shè)備夾層。地下共兩層，地下一層及地下二層均為設(shè)備用房。建筑消防高度為164.42m，規(guī)劃高度為188m，為超高層綜合樓。

2 給水系統(tǒng)

2.1 供水水源

本項目給水水源為市政自來水，生活水源為市政給水，由北側(cè)東南大道、南側(cè)科技一路各接入1路 DN200給水管道，設(shè)置總表計量。市政供水壓力約0.20MPa。

2.2 供水方式

酒店部分共分為6個獨立的供水分區(qū)。

Ⅰ.低Ⅰ區(qū)：B2F～1F，采用市政直供：市政進水→辦公機房補水;

Ⅱ. 低Ⅱ區(qū)：B2～4F酒店后勤、廚房及公區(qū);

Ⅲ. 中Ⅰ區(qū)：17F～21F酒店客房一區(qū);

Ⅳ. 中Ⅱ區(qū)：22F～27F酒店客房二區(qū);

Ⅴ. 高Ⅰ區(qū)：29F～33F酒店客房三區(qū);

Ⅵ. 高Ⅱ區(qū)：35F～39F酒店公區(qū)（高區(qū)）;

酒店低Ⅱ區(qū)采用低位水箱+變頻加壓供水，中Ⅰ區(qū)、中Ⅱ區(qū)、高Ⅰ區(qū)采用屋頂水箱重力供水，高Ⅱ區(qū)由屋頂水箱加變頻泵組供水。

酒店冷卻塔補水單獨設(shè)置變頻泵組，提升至裙房屋頂向冷卻塔補水。

酒店用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高于市政供水標(biāo)準(zhǔn)，因此酒店設(shè)置獨立的凈水系統(tǒng)。酒店凈水處理設(shè)備位于B1F酒店生活水泵房，為市政進水→B1F酒店生活原水箱→水處理加壓泵→砂濾→碳濾→軟化設(shè)備→精濾→凈水箱→紫外消毒器→變頻泵（或轉(zhuǎn)輸泵）。凈水箱設(shè)置自動加氯系統(tǒng)，余氯ppm可測量監(jiān)測，生活水系統(tǒng)維持最低0.20 PPM的余氯。測量細(xì)菌ppm數(shù)據(jù)為零。辦公部分分為兩個供水分區(qū)，5F～10F為辦公Ⅰ區(qū);11～15F為辦公Ⅱ區(qū)，辦公Ⅰ、Ⅱ區(qū)采用變頻加壓供水（分別設(shè)置一套變頻加壓泵組，每套變頻加壓泵組采用一用一備配置），辦公生活水泵房位于B1F，為市政進水→B1F辦公生活水箱→紫外線消毒→變頻泵→辦公用水點。冷卻塔補水單獨設(shè)置工頻泵組，提升至屋頂高位補水箱向冷卻塔補水。

2.3 生活用水量計算

本項目最高日生活用水量944.84m3，最大時用水量96.68m3。本項目酒店生活原水水箱及凈水水箱按酒店管理公司要求，儲存酒店最高日用水量的50%，設(shè)計生活水箱總有效容積375m3。辦公生活水箱按25%用水量計算，有效容積為25m3。

具體用水量計算見表1。

3 熱水系統(tǒng)

3.1 酒店公共區(qū)、后勤廚房、洗衣房、客房均設(shè)集中熱水供應(yīng)制備熱水。設(shè)計小時耗熱量1279kw，設(shè)計小時熱水量18.92m3/h，最大日熱水用水量136.45m3/d。冷水計算溫度按5℃，生活熱水的供水溫度為60°C，回水溫度為55°C;生活熱水系統(tǒng)熱源采用地源熱泵熱水機組預(yù)熱至45℃，經(jīng)燃?xì)忮仩t提供高溫?zé)崴畵Q熱至60℃。

3.2 酒店熱水系統(tǒng)豎向分區(qū)同冷水系統(tǒng)，且同一分區(qū)的冷、熱水系統(tǒng)需由同一水源供水，客房生活熱水為同程布置，設(shè)置熱回水支管循環(huán)，不得采用支管減壓閥;除同程系統(tǒng)外，所有熱水回水主/立管及接設(shè)備的熱水回水管設(shè)靜態(tài)平衡閥。酒店區(qū)域所有分區(qū)的生活熱水系統(tǒng)采用上供下回的支管循環(huán)系統(tǒng)，以保證末端用水點5 s內(nèi)有熱水供應(yīng)。酒店客房生活熱水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置電子控制混水閥。通過此恒溫混合閥的熱水供水溫度為51℃（可調(diào)），按此熱水供水溫度進行熱水管道設(shè)計。數(shù)字式恒溫混合閥門應(yīng)連接至BAS系統(tǒng)監(jiān)察。熱水循環(huán)泵的啟閉由設(shè)在熱水循環(huán)泵之前的熱水回水管上的電接點溫度計自動控制。

3.3 酒店每個分區(qū)設(shè)置2臺管道式離心型銅質(zhì)熱水循環(huán)泵，互為備用。

3.4 室內(nèi)游泳池池水加熱單獨采用板式換熱器，游泳池的初次加熱采用熱水機組提供的熱源，日常恒溫由泳池?zé)岜秘?fù)責(zé)。

3.5 公區(qū)衛(wèi)生間采用恒溫龍頭，龍頭內(nèi)置恒溫混水閥。

3.6 辦公部分熱水采用分散式電加熱器，衛(wèi)生間洗手盆下設(shè)電廚寶加熱器。辦公飲水設(shè)置在茶水間設(shè)置電開水器。電熱水器、電開水器應(yīng)設(shè)漏電保護裝置且漏電時應(yīng)能自動斷電。

4 排水系統(tǒng)

4.1 生活排水

酒店部分按照酒店管理公司要求，室內(nèi)部分采用污廢分流，客房衛(wèi)生間馬桶設(shè)置器具通氣;餐飲排水分別排至16層及B1層隔油提升間，經(jīng)隔油處理后排入室外污水管網(wǎng)。辦公部分采用污廢合流系統(tǒng)。

本項目室內(nèi)污廢水管均采用柔性接口機制鑄鐵管。

4.2 雨水排水

本項目塔樓屋面采用87斗雨水系統(tǒng)，設(shè)計重現(xiàn)期10a，并設(shè)置重力溢流管，保證總排水能力不小于100年暴雨重現(xiàn)期。裙房屋面采用虹吸雨水系統(tǒng)，屋面天溝內(nèi)設(shè)置虹吸雨水斗。裙房屋面設(shè)計重現(xiàn)期10a，并設(shè)置重力溢流管，保證總排水能力不小于100年暴雨重現(xiàn)期。

5 消防系統(tǒng)

5.1 消防水源及室外消火栓系統(tǒng)

本項目消防水源為市政自來水，由北側(cè)東南大道、南側(cè)科技一路各接入1路 DN200給水管道。市政供水壓力約0.20MPa。兩路市政引入管上各設(shè)置消防總表一塊，在場地內(nèi)連成環(huán)狀管網(wǎng)。

5.2 消防用水量

消防用水量見表2

消防水池需儲存一次消防用水量，為594m3。本項目為改造項目，消防水池位于地下二層，土建已建好，其有效容積為580m3，不能滿足一次室內(nèi)消防用水量需求。本項目市政兩路進水，消防水池可考慮火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)連續(xù)補水，補水管管徑DN100，補水管流速按1.5m/s，則補水量為42.4m3/h，火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)總補水量為127.2m3，與消防水池儲水量之和滿足一次消防用水量。

5.3 室外消火栓系統(tǒng)

室外消火栓系統(tǒng)采用低壓系統(tǒng)，由兩路市政直接供水，兩路市政引入管上分別設(shè)置消防總表及倒流防止器。室外消防管網(wǎng)在地塊內(nèi)環(huán)狀布置，環(huán)管上設(shè)置地上式室外消火栓，間距不超過120m，保護距離不大于150m。

5.4 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

5..4.1本項目室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓系統(tǒng)。室內(nèi)消防水池及泵房設(shè)置在地下二層，消防水池有效容積580m3。高位消防水箱設(shè)置在最高處屋頂，水箱有效容積150m3，最低有效水位166.02m，屋頂設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓設(shè)施一套。16F避難層設(shè)消防轉(zhuǎn)輸水箱一座，有效容積60m3。

5.4.2室內(nèi)消火栓采用臨時高壓給水系統(tǒng)，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)各分區(qū)的消火栓栓口靜水壓力不大于1.0MPa，當(dāng)動壓大于0.5MPa時，采用減壓穩(wěn)壓消火栓。消火栓充實水柱長度按13m設(shè)計，栓口動壓不小于0.35MPa。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)豎向分為三個區(qū)，B2～15F為低區(qū)，由地下室消防泵房室內(nèi)消火栓泵組供水;16～28F為中區(qū)，由16F消防泵房室內(nèi)消火栓泵組減壓后供水;29～39F為高區(qū)，由16F消防泵房室內(nèi)消火栓泵組供水。

5.4.3本項目消火栓均采用帶軟管卷盤的組合式消防柜，箱內(nèi)配置SN65消火栓一個，L=25m內(nèi)襯里橡膠水帶一條，消防軟管卷盤1個（30m長?19軟管，?6喉嘴），報警按鈕等設(shè)施。

5.4.4室內(nèi)消火栓系統(tǒng)在室外設(shè)置三套地上式水泵接合器，每套水泵接合器流量按15L/s計。

5.4.5系統(tǒng)控制：地下二層消防泵房室內(nèi)消火栓泵由屋頂消防水箱重力穩(wěn)壓管上的流量開關(guān)、出水干管上的壓力開關(guān)直接啟動;16F消防泵房室內(nèi)消火栓泵由屋頂增壓穩(wěn)壓設(shè)備出水干管上的流量開關(guān)、出水干管上的壓力開關(guān)直接啟動，并啟動地下二層消防泵房內(nèi)的室內(nèi)消火栓轉(zhuǎn)輸泵。室內(nèi)消火栓泵不設(shè)自動停泵功能，停泵應(yīng)由具有管理權(quán)限的工作人員根據(jù)火災(zāi)撲救情況確定。室內(nèi)消火栓泵均為一用一備，一臺故障時應(yīng)能自動切換到備用泵。

5.5 自動噴水滅火系統(tǒng)

本項目自動噴水滅火系統(tǒng)采用臨時高壓系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)豎向分為三個區(qū)，B2～15F為低區(qū)，由地下室消防泵房室內(nèi)噴淋泵組供水;16～28F為中區(qū)，由16F消防泵房室內(nèi)噴淋泵組減壓后供水;29～39F為高區(qū)，由16F消防泵房噴淋泵組供水。

本項目除樓梯間、變配電所等不宜用水滅火的場所外，均設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)保護。報警閥設(shè)置于報警閥間內(nèi)，各層各防火分區(qū)均設(shè)置水流指示器及信號閥，配水支管壓力超0.4MPa時均設(shè)置減壓孔板減壓。

噴淋系統(tǒng)在室外設(shè)置三套地上式水泵接合器，每套水泵接合器流量按15L/s計。

地下二層消防泵房噴淋泵由屋頂消防水箱重力穩(wěn)壓管上的流量開關(guān)、出水干管上的壓力開關(guān)、地下二層報警閥處壓力開關(guān)直接啟動;16F消防泵房噴淋泵由屋頂增壓穩(wěn)壓設(shè)備出水干管上的流量開關(guān)、噴淋泵出水干管上的壓力、16F及29F報警閥處壓力開關(guān)直接啟動，并啟動地下二層消防泵房內(nèi)的噴淋轉(zhuǎn)輸泵。噴淋泵不設(shè)自動停泵功能，停泵應(yīng)由具有管理權(quán)限的工作人員根據(jù)火災(zāi)撲救情況確定。噴淋泵均為一用一備，一臺故障時應(yīng)能自動切換到備用泵。

5.6 氣體滅火系統(tǒng)

超高層建筑變配電所為重要的設(shè)備機房，設(shè)置七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。本項目變配電所布置分散，因此采用預(yù)制式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。本項目設(shè)有4套預(yù)制式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。設(shè)計濃度9%，設(shè)計噴射時間10s，滅火浸漬時間10min。系統(tǒng)采用自動、手動及機械應(yīng)急啟動三種控制方式。每個防護區(qū)外墻凈高2/3處以上設(shè)置泄壓口。

5.7 滅火器配置

滅火器采用與消火栓箱組合和單配滅火器箱二種配置方式。各設(shè)置點均配2具，滅火器擺放時頂部不應(yīng)大于1.50m，底部不應(yīng)小于0.10m。手提式滅火器均采用磷酸銨鹽干粉滅火器。變配電間、設(shè)備機房按嚴(yán)重危險級E類火災(zāi)配置，最大保護距離15m，單具充裝量5kg;辦公、酒店公共活動區(qū)域、宴會廳、餐廳等按嚴(yán)重危險級A類火災(zāi)配置，最大保護距離15m，單具充裝量5kg;酒店客房按輕危險級A類火災(zāi)配置，最大保護距離15m，單具充裝量5kg。

6 設(shè)計中遇到的問題及解決方法

6.1地下一層機房調(diào)整，原有土建改造

因為酒店管理公司對供水水質(zhì)及儲水量都做出了要求，儲存水量遠大于研發(fā)辦公的用水量，因此原有地下二層生活水泵房面積無法滿足需求。生活水泵房調(diào)整至地下一層（無地下二層區(qū)域，相當(dāng)于結(jié)構(gòu)底層），結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工完畢，考慮到鑿除筏板新做集水坑施工難度太大，與建筑專業(yè)配合，泵房地面回填抬高200mm，設(shè)置排水溝，排水溝底向外墻開動，在室外設(shè)置提升井用于機房排水。提升機采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并進行抗浮核算。

6.2 排水管道布置

由于酒店功能需求，部分樓層功能錯層布置，管井轉(zhuǎn)換較多，例如4層核心筒管井轉(zhuǎn)出核心筒外，排水管道需穿越茶歇區(qū)，且此部分結(jié)構(gòu)已建，不具備降板條件，因此采用排水管下設(shè)集水盤的方式防止排水管道滲漏污染。

6.3 設(shè)備夾層消火栓布置

因設(shè)備夾層層高僅為2.19米，且夾層內(nèi)管線多，經(jīng)BIM建模排布后，發(fā)現(xiàn)消火栓箱門被管線阻擋無法開啟，因此夾層處消火栓僅設(shè)置栓口，并在栓口附近設(shè)置報警按鈕，水龍帶等單獨設(shè)置于便于取用的地方。