學(xué)校建筑給水排水設(shè)計(jì)思路探討

謝晨妤

（廣州市設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510620）

0 引言

學(xué)校建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不但要實(shí)用、美觀，還應(yīng)起到有效節(jié)能的作用。合理的給排水設(shè)計(jì)既要保護(hù)師生的人身、財(cái)產(chǎn)安全，還應(yīng)使給排水設(shè)施融入建筑裝修中，保證日常教學(xué)生活的正常運(yùn)行，讓學(xué)生在安全的校園環(huán)境中學(xué)習(xí)和生活。

1 工程概況

本項(xiàng)目總用地面積50869.62m2，總建筑面積為81345.82m2，耐火等級一級，分為高中教學(xué)樓、高中文體館等多層建筑以及高中學(xué)生宿舍、教研樓等一類高層。全部建筑均按國家綠色建筑二星級標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

2 設(shè)計(jì)范圍

用地紅線范圍內(nèi)的室內(nèi)外給水排水系統(tǒng)、消防滅火系統(tǒng)、消防排水系統(tǒng)及各系統(tǒng)所需的設(shè)備房。

3 學(xué)校建筑給排水系統(tǒng)簡介

3.1 生活給水系統(tǒng)

水源為市政自來水，市政水壓按0.20MPa設(shè)計(jì)，由環(huán)島北路及紅景路各引入DN250市政進(jìn)水管一根，其中一路接入管處設(shè)一組DN200生活用水水表、DN200消防用水水表、DN65綠化水表；另一路接入管僅設(shè)置DN200消防用水水表。生活給水由生活用水水表后的給水管引入，在地下一層設(shè)置有效容積120m3的生活水箱及水泵房，為滿足綠色建筑及節(jié)水通用規(guī)范的要求，首層及地下層由市政給水管直接供水，二層及以上加壓供水。本項(xiàng)目各單體給水立管最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不超過0.45MPa，加壓分區(qū)分2個，分別采用2套變頻供水設(shè)備。各給水支管超壓處設(shè)支管減壓閥，用水點(diǎn)壓力控制在0.20MPa以內(nèi)[1]。

3.2 生活熱水系統(tǒng)

由于該學(xué)校使用人群多為高中生，在熱水系統(tǒng)選擇上首先考慮的是安全性及便捷性，其次是節(jié)能效果和運(yùn)維成本。本項(xiàng)目中的高中學(xué)生宿舍及教師公寓均在屋面設(shè)置空氣源熱泵機(jī)組（每套機(jī)組含熱泵設(shè)備、保溫水箱和內(nèi)循環(huán)泵）。熱水系統(tǒng)采用集中式機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，熱水管網(wǎng)設(shè)置循環(huán)泵，采用干管和立管循環(huán)方式，具體如圖1所示，設(shè)計(jì)小時耗熱量380kW，設(shè)計(jì)小時產(chǎn)水量19750L，設(shè)計(jì)熱水使用溫度55℃。

圖1 空氣源熱泵安裝

文體館配套更衣室的熱水供給根據(jù)校方要求選用電熱水器；廚房部分的熱水由于使用點(diǎn)位分散，采用開水器形式靈活共給。

3.3 排水系統(tǒng)

該項(xiàng)目周邊市政雨污分流，本項(xiàng)目采用室外雨、污分流；室內(nèi)雨、污分流，污、廢合流排放；室外污、廢合流排放的形式，室外設(shè)置化糞池；雨水最終排至市政雨水管網(wǎng)，污水排至市政污水管網(wǎng)；接入市政井前最后一個檢查井采用水質(zhì)檢測井。廚房廢水經(jīng)一體化密閉式成品隔油器處理后排入污水管網(wǎng)。糞便污水經(jīng)化糞池處理?；S池采用鋼筋混凝土化糞池，清掏周期為6個月，污水停留時間為12h。由于學(xué)校屬于重要公共建筑，各單體屋面、開敞走道連廊和露臺雨水按重現(xiàn)期P=50年設(shè)計(jì)，重現(xiàn)期P=100年校核溢流。室外雨水按重現(xiàn)期P=5年設(shè)計(jì)。另外，實(shí)驗(yàn)室由于其排水性質(zhì)的特殊性，其廢液直接在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用專用器具收集，統(tǒng)一處理后再排放。實(shí)驗(yàn)盆排水管道系統(tǒng)直接接至室外污水系統(tǒng)。

3.4 雨水回收系統(tǒng)

根據(jù)綠色建筑要求，本項(xiàng)目需設(shè)置雨水回用給水系統(tǒng)。雨水回收系統(tǒng)的儲存量需要控制在不低于3d的澆灌用水量，在條件允許狀況下，可適度加大儲存量。屋面雨水由于水質(zhì)污染少，相對較為潔凈，教學(xué)樓、文體館及學(xué)生宿舍屋面的部分雨水通過管道收集排進(jìn)雨水收集池中，經(jīng)過濾器過濾和投藥殺菌后由變頻供水設(shè)備加壓供水進(jìn)入雨水回用供水管網(wǎng)，供學(xué)校首層室外的綠化用水、道路沖洗及洗車用水，具體如圖2所示。雨水供水管道應(yīng)采取防止誤接、誤飲、誤用的措施。另外，在雨量不足狀況下需采用市政給水補(bǔ)水，市政水可直接補(bǔ)入雨水收集池，利用電動碟閥控制。

3.5 消防系統(tǒng)

圖2 雨水回收與利用工藝流程

本項(xiàng)目按一次消防滅火用水量最大的一處位置，即高9.5m的文體館進(jìn)行消防用水量計(jì)算，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)40L/s，自動噴水滅火系統(tǒng)50L/s（凈高8～12m區(qū)域）。地下一層設(shè)有620m3消防水池和消防水泵房；在高中學(xué)生宿舍屋面設(shè)置有效容積為36m3的高位消防水箱，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓系統(tǒng)，消火栓給水泵采用一用一備，噴淋給水泵采用兩用一備。由于高位消防水箱最低有效水位與系統(tǒng)最不利消火栓高差不足10m，因此在消防水泵房內(nèi)設(shè)置增壓穩(wěn)壓裝置，消防及噴淋穩(wěn)壓泵均采用一用一備，同時各設(shè)置一個氣壓罐。表1為消防用水量計(jì)算。

室外消火栓系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)，室外兩路進(jìn)水總管消防表后的給水主干管在校區(qū)內(nèi)成環(huán)狀布置，環(huán)網(wǎng)管徑根據(jù)室外消火栓設(shè)計(jì)流量計(jì)算，取DN200。

根據(jù)規(guī)范要求，除不宜用水滅火的場所外，其余所有場所均設(shè)置閉式自動噴水滅火系統(tǒng)[2]。其中地下室汽車庫自動噴水滅火系統(tǒng)采用泡沫-水噴淋系統(tǒng)，泡沫混合液與水連續(xù)供給時間之和不小于90min。汽車停車庫按中危險(xiǎn)級Ⅱ級設(shè)計(jì)，教學(xué)區(qū)按中危險(xiǎn)級Ⅰ級設(shè)計(jì)，體育館8～12m區(qū)域按高大空間設(shè)計(jì)，裝設(shè)網(wǎng)格、格柵類通透性吊頂處噴水強(qiáng)度按上述值的1.3倍計(jì)算。除設(shè)備房外，所有噴頭均采用快速響應(yīng)噴頭，有吊頂處選用下垂式噴頭，無吊頂處和吊頂內(nèi)選用直立型噴頭。廚房和發(fā)電機(jī)房的高溫部位采用動作溫度93℃噴頭，其余部位采用動作溫度為68℃的噴頭[3]。

在不宜用水滅火的場所如各弱電機(jī)房、控制室、高低壓配電房、開關(guān)房等均采用預(yù)制式七氟丙烷氣體滅火裝置。預(yù)制滅火裝置儲存壓力2.5MPa，各防護(hù)區(qū)外墻上設(shè)泄壓口?？刂剖?、高低壓配電房、開關(guān)房等防護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)滅火濃度為9%，其他防護(hù)區(qū)為8%。控制室、高低壓配電房、開關(guān)房等防護(hù)區(qū)噴放時間不大于10s，其他防護(hù)區(qū)不大于8s。

表1 消防用水量計(jì)算

4 學(xué)校建筑給排水設(shè)計(jì)的問題

4.1 給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時需要注意的要點(diǎn)

4.1.1 水質(zhì)問題

學(xué)校用水的主要對象是學(xué)生，水質(zhì)問題顯得尤為重要。市政給水中的生活給水系統(tǒng)水質(zhì)須滿足《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T 206—2005）、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）的要求；直飲水系統(tǒng)用戶端水質(zhì)須滿足《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 94—2005）的要求；熱泵熱水機(jī)組等設(shè)備進(jìn)水水質(zhì)須滿足《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 1576—2008）的要求；雨水回用供水水質(zhì)需滿足《城市污水再生利用.景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（GB/T 18921—2002）的要求。

4.1.2 室內(nèi)排水問題

如今，學(xué)校基礎(chǔ)建設(shè)在逐步推進(jìn)，校園硬件條件逐年升級。對于設(shè)有分體空調(diào)的學(xué)生宿舍等建筑，應(yīng)合理考慮空調(diào)冷凝水的排放方式，可結(jié)合建筑立面造型，盡可能把排水管隱蔽安裝，提高建筑的綜合美觀度；對于設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)的教學(xué)樓等建筑，雖為多層建筑，但應(yīng)設(shè)置噴淋系統(tǒng)并考慮末端試水的排水方式。對于設(shè)有充電裝置的地下車庫區(qū)域，為防止有害氣體進(jìn)入，該區(qū)域排水管道應(yīng)設(shè)置水封，并間接排入室外污水管道。對于部分樓棟出入口設(shè)有雨棚時，根據(jù)2022年4月1日開始執(zhí)行的《建筑給水排水與節(jié)水通用規(guī)范》，此部分雨水需有組織排放[4]。

4.1.3 室外排水問題

在給排水施工圖設(shè)計(jì)過程中，為避免后期返工，對于室外排水，需結(jié)合園林方案統(tǒng)一考慮。例如設(shè)有綠化庭院時，除庭院內(nèi)本身需設(shè)置排水溝將水統(tǒng)一收集至集水坑外，在庭院與室內(nèi)的交界處也需考慮設(shè)置一道淺溝防止雨水反溢；如建筑周圍設(shè)有下凹綠地時，雨水需直接或間接通過滲透雨水口或滲透雨水井等設(shè)施接入下凹綠地，此標(biāo)高較為復(fù)雜；如室外運(yùn)動場所的排水溝不宜設(shè)置得太深、太寬，可結(jié)合造型做直線或彎曲度較小的曲線排水溝，連接室外雨水排水管網(wǎng)，并增設(shè)排水出口，盡可能降低排水溝最低處深度。

4.1.4 雨水利用問題

在水資源越來越稀缺的今日，雨水利用問題越發(fā)凸顯。按以往雨水直排入市政管道的方式，不僅浪費(fèi)雨水且大水量的排水可能會超過雨水管網(wǎng)的承受能力，從而導(dǎo)致內(nèi)澇。學(xué)校建筑作為主要公共建筑，從保護(hù)水資源及滿足綠色建筑或海綿城市要求的角度，均需考慮設(shè)置雨水回用系統(tǒng)，針對屋面等較為潔凈的雨水進(jìn)行收集，處理后供綠化、洗車、道路沖洗等使用。

4.1.5 與其他專業(yè)配合問題

學(xué)校建筑一般以多層建筑為主，部分樓棟下方無地下室，在設(shè)計(jì)時需嚴(yán)格復(fù)核結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)的位置及高度等，避免因位置碰撞導(dǎo)致管道無法接出等問題。項(xiàng)目需要設(shè)置海綿設(shè)施時，前期需與園林或海綿專業(yè)加強(qiáng)溝通和配合，避免后期因雨水管無法接入海綿設(shè)施而導(dǎo)致反復(fù)工作。

4.2 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)時需要注意的要點(diǎn)

4.2.1 消火栓安裝問題

考慮到學(xué)生在校內(nèi)經(jīng)常跑動且消火栓需安裝在顯眼易于取用的位置，消火栓應(yīng)盡量采取暗裝方式，防止誤傷學(xué)生，并在包封位置設(shè)置明顯標(biāo)志。在設(shè)計(jì)時，對于消火栓箱采取暗裝的方式，需加厚內(nèi)嵌在墻體處的消火栓背墻，以保證墻體滿足防火要求。

4.2.2 噴淋給水泵選擇問題

學(xué)校建筑雖然基本以多層建筑為主，但不乏文體館、圖書館等有高大空間的場所，在進(jìn)行噴淋水量的計(jì)算時需特別注意這些地方，否則計(jì)算結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。另外在前期溝通時，需明確各區(qū)域的裝修形式，部分采用特殊通透類吊頂?shù)奈恢?，噴淋水量需另行?jì)算，并與前者比較后取大者。

4.2.3 充電樁車庫消防設(shè)計(jì)問題

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期正值廣東省《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù)規(guī)程》發(fā)布，該規(guī)程對水專業(yè)的系統(tǒng)及造價影響較大，需及時告知業(yè)主。為避免與其他區(qū)域串通，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的分區(qū)，其分區(qū)的室內(nèi)消防給水管網(wǎng)應(yīng)設(shè)置供消防泡沫車連接的水泵接合器。水泵接合器的數(shù)量應(yīng)按室內(nèi)消防用水量計(jì)算確定。設(shè)有充電設(shè)施的防火單元自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)采用泡沫-水噴淋系統(tǒng)，泡沫液連續(xù)供給時間不應(yīng)小于10min，泡沫混合液與水連續(xù)供給時間之和不應(yīng)小于90min，每個車位上方至少設(shè)置一個噴頭[5-6]。

5 結(jié)語

學(xué)校建筑的給排水設(shè)計(jì)與其他類型建筑的給排水設(shè)計(jì)相比，雖不復(fù)雜但細(xì)節(jié)極多。從項(xiàng)目初期開始，就需盡可能地站在校方角度，為學(xué)生考慮，使工程美觀實(shí)用且經(jīng)濟(jì)安全。給排水設(shè)計(jì)中，要不斷學(xué)習(xí)和完善自己的知識儲備，及時改進(jìn)自己的設(shè)計(jì)思路，使設(shè)計(jì)盡可能達(dá)到滿意的效果。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中還要秉承統(tǒng)籌規(guī)劃與節(jié)約用水的基本原則，選用綠色建筑節(jié)能措施。綜上所述，對學(xué)校建筑涉及的給排水問題應(yīng)細(xì)化剖析，以提高學(xué)校建筑給排水設(shè)計(jì)質(zhì)量，為師生營造更好的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境。