大型會(huì)展中心消防及給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析

何芳嬌，晉存田

（中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100088）

1 引言

會(huì)展業(yè)素有“城市建設(shè)的加速器”之稱，伴隨著城市發(fā)展，會(huì)展建筑作為一個(gè)城市的窗口行業(yè)，對優(yōu)化城市社會(huì)資源、發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)具有明顯的促進(jìn)作用。大型會(huì)展類建筑功能復(fù)合、空間尺度日益龐大，其給排水及消防設(shè)計(jì)質(zhì)量日益引起重視。會(huì)展中心3#館建設(shè)項(xiàng)目位于臨沂市經(jīng)開區(qū)，是臨沂國際會(huì)展中心的重要組成部分，是臨沂市重點(diǎn)項(xiàng)目，定位為集展覽中心、會(huì)議中心、商務(wù)中心于一體的復(fù)合功能場館。本文對場館的消防及給排水設(shè)計(jì)中遇到的問題及難點(diǎn)進(jìn)行分析，闡述了相應(yīng)解決方案。

2 項(xiàng)目概況

臨沂會(huì)展中心3#館外觀將沂河綿長舒緩的水波及沂山綿延不絕的山巒演變成建筑優(yōu)美舒展的形態(tài)，舒展的弧形屋頂也傳達(dá)出中國傳統(tǒng)建筑的韻味。總建筑面積108 013 m2，地下建筑面積46 280 m2，建筑高度23.80 m，為多層公共建筑；地下為機(jī)動(dòng)車停車庫，含人防工程4 321.3 m2，人防等級為核六級常六級甲類二等人員掩蔽所，局部為設(shè)備用房。場館東西跨度316 m，南北跨度91 m，設(shè)置兩道抗震縫，將場館分成獨(dú)立的3個(gè)結(jié)構(gòu)主體。地上主要功能為展覽，辦公、會(huì)議，展覽面積約2.6萬m2，包括1層中央展廳（凈高21.8 m）和東、西展廳（凈高10.65 m），面積共約1.7萬m2；2層展廳（凈高8.75 m），面積約0.82萬m2。臨沂會(huì)展中心3#館鳥瞰圖如圖1所示。

圖1 臨沂會(huì)展中心3#館鳥瞰圖

3 問題、難點(diǎn)及解決方案

3.1 供水泵房設(shè)計(jì)

3.1.1 存在的問題

生活水泵房的設(shè)置需考慮展廳運(yùn)營狀態(tài)、多種業(yè)態(tài)、物業(yè)管理權(quán)屬、供水半徑等多種因素[1]。3#館東西跨度大，中間區(qū)域?yàn)檎箯d，設(shè)備、功能房間均分布在展廳四周，如使用一套加壓水泵供水，則供水管線過長，導(dǎo)致水損較大，需要增大揚(yáng)程滿足用水點(diǎn)水壓需求，相應(yīng)增大供水主干管管徑，造成能源浪費(fèi)。

3.1.2 解決方式

場館內(nèi)各功能用水對水質(zhì)要求統(tǒng)一，無須按用水功能分設(shè)泵房。綜合考慮，將場館以中軸線為界，分為東、西兩區(qū)域，地下設(shè)置1間生活水泵房，東、西區(qū)域各使用一套獨(dú)立的變頻泵組加壓供水（見圖2）。該方案供水區(qū)域明晰，可根據(jù)開展期運(yùn)營區(qū)域選擇開啟相應(yīng)泵組供水，管線的輸送距離相對較短，系統(tǒng)設(shè)置較靈活，維護(hù)檢修方便，節(jié)約資源。

圖2 生活水泵房給水系統(tǒng)圖

3.2 大空間消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1 存在的問題

1）場館1層中央展廳凈高21.8 m，面積約8 500 m2，面積較大且中部無立柱，消火栓布置需滿足同一平面有2支消防水槍的2股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)任何部位的要求，且消火栓的布置間距不大于30 m。地上式消火栓需靠墻或立柱安裝，展廳中心區(qū)域不能滿足有2支消防水槍的，2股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)。

2）場館功能房間較多，包括展廳、商業(yè)、辦公、設(shè)備用房等，房間凈高跨度大，如何選擇滿足規(guī)范要求并且合理的消防系統(tǒng)是設(shè)計(jì)關(guān)鍵。

3）通過跟運(yùn)營單位溝通，場館內(nèi)停展期間局部房間停止供暖，冬季室內(nèi)溫度過低，了解當(dāng)?shù)刂苓咁愃埔?guī)模場館相同運(yùn)營模式的情況，得知冬季充水管道會(huì)出現(xiàn)凍裂。消防管網(wǎng)是為了在火災(zāi)時(shí)快速供水保證及時(shí)滅火而鋪設(shè)的專用管道，如果上凍了水無法流出，就失去了作用，會(huì)使火災(zāi)初期因無法撲滅而導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果，造成人員傷亡和更大的財(cái)產(chǎn)損失。如何采取措施避免管道凍裂也是消防設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

3.2.2 解決方式

場館按現(xiàn)行消防相關(guān)規(guī)范要求，室內(nèi)設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)，并配置滅火器。消防水泵房設(shè)置在地下一層。針對上述問題采取一些解決方式：

1）中央展廳中心區(qū)域設(shè)置地上式消火栓影響空間功能使用并影響美觀，通過和當(dāng)?shù)貓D審專家溝通，滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求下，設(shè)置地下式消火栓，其余部位均為地上式消火栓。后期裝修和展覽，不得影響地下式消火栓的使用功能。

2）針對展廳不同凈高現(xiàn)狀，合理設(shè)計(jì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)。地下室及地上除1層中央展廳、1層?xùn)|、西展廳等區(qū)域外均設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。地下車庫按“中危險(xiǎn)級II級”設(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度8 L/（min·m2），地上部分按“中危險(xiǎn)級Ⅰ級”設(shè)計(jì)，凈高小于8 m區(qū)域，噴水強(qiáng)度6 L/（min·m2），凈高8~12 m區(qū)域，噴水強(qiáng)度15 L/（min·m2）。無吊頂房間噴頭為采用直立型灑水噴頭；有吊頂房間采用吊頂型灑水噴頭；地上部分所有噴頭采用快速響應(yīng)灑水噴頭。局部凈空高于8 m區(qū)域采用擴(kuò)大覆蓋面積邊墻型噴頭（K115）。

1層中央展廳（凈高21.8 m）、1層?xùn)|、西展廳（凈高10.65 m）設(shè)置自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有人工智能、主動(dòng)探測、尋找并早期發(fā)現(xiàn)火源；可對火源的位置進(jìn)行定點(diǎn)定位并報(bào)警；主動(dòng)開啟定位噴水滅火；可迅速撲滅早期火災(zāi)等優(yōu)點(diǎn)，在大空間公共建筑設(shè)計(jì)中都有很好的應(yīng)用[2]。定位射流裝置安裝高度在8~25 m，后期裝修和展覽需注意不得遮擋或影響其使用功能。

3）為盡可能避免室內(nèi)溫度較低充導(dǎo)致水管道凍裂，地下室車庫采用預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)控制），地上采用濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。地下車庫內(nèi)所有的充水管道均做保溫，車庫出入口附近30 m內(nèi)的充水管道需采取電伴熱及保溫措施。經(jīng)與暖通專業(yè)核實(shí)，1層?xùn)|、西登錄大廳，東、西展廳，中央展廳、2層?xùn)|、西展廳停展期間環(huán)境溫度過低，區(qū)域內(nèi)所有的給水管道、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管道及噴射型自動(dòng)跟蹤射流系統(tǒng)管道均需采取電伴熱及保溫措施，消火栓管道采取保溫措施。管道及設(shè)備保溫應(yīng)在管道試壓及除銹防腐處理完成后進(jìn)行。

3.3 屋面排水設(shè)計(jì)

3.3.1 大跨度金屬屋面排水難點(diǎn)

場館中心中部區(qū)域?yàn)榇罂缍任萆w，屋蓋采用空間桁架形式，展廳屋蓋的豎向支撐構(gòu)件為矩形鋼柱，桁架短向跨度為61 m，長向117 m，屋面材料采用輕質(zhì)鋁板，建筑設(shè)計(jì)造型呈弧形，中間低，東西兩側(cè)高，高差2 m。屋面中心下凹，屋面更易積水，雨水不能及時(shí)排出或冬季降雪堆積都會(huì)增加屋面荷載，對結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響。合理規(guī)劃雨水系統(tǒng)，快速將屋面雨水排出，避免積水，冬季避免降雪堆積凍結(jié)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

3.3.2 解決方式點(diǎn)

超大型屋面采用虹吸式雨水排水的做法已經(jīng)成為慣例。采用虹吸排水系統(tǒng)，天溝垂直屋面坡度設(shè)置，有效截留雨水，空間桁架按受力做成雙坡屋面，既符合了結(jié)構(gòu)的受力需求，同時(shí)又解決了屋面向天溝找坡問題。由于虹吸系統(tǒng)水量集中且巨大，部分懸吊管需橫穿展廳頂部桁架排出。屋面增設(shè)溢流口，提高設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，以應(yīng)對極端天氣頻發(fā)狀況，雨水重現(xiàn)期按50 a設(shè)計(jì)，暴雨強(qiáng)度804.78 L/（s·hm2），排水設(shè)計(jì)及溢流按100 a重現(xiàn)期校核，暴雨強(qiáng)度894.44 L/（s·hm2）。因采用內(nèi)檐溝集水，計(jì)算設(shè)計(jì)雨水流量時(shí)，根據(jù)規(guī)范要求應(yīng)乘以系數(shù)1.5。為避免冬季降雪凍結(jié)，在天溝底部增設(shè)電伴熱，降低積雪對屋面荷載的影響。

3.4 場地排水設(shè)計(jì)

3.4.1 大底盤場地排水難點(diǎn)

1）車庫頂板覆土厚度有限

地塊總平面趨近長方形，長邊約420 m，短邊約160 m，場館位于地塊正中，雨水市政接口條件位于場地北側(cè)及南側(cè)，污水市政接口條件僅位于南側(cè)。因場館地下車庫四周均為外擴(kuò)，場地底盤尺度大，外擴(kuò)距離最遠(yuǎn)處達(dá)到50 m，重力排出管線長，排水路由1層底部出戶后需在車庫頂板上覆土內(nèi)敷設(shè)，由于場館四周均有排水排出，北側(cè)污水管需引至南側(cè)市政接口，覆土厚度最大處僅為1.5 m，整個(gè)場地排水出線受控于車庫頂板覆土厚度和市政接口的位置及標(biāo)高。

2）局部排水出戶管線路由較長

東、西側(cè)衛(wèi)生間未靠外墻布置，排水管線出戶路線較長，若在地下車庫梁下敷設(shè)出戶，受車庫頂板覆土厚度影響，無法按規(guī)范要求的坡度排出，若從衛(wèi)生間至排水出戶段降板處理，則板上覆土深度增大結(jié)構(gòu)負(fù)重荷載，結(jié)構(gòu)構(gòu)件隨之增大，對降板區(qū)域的地下室凈高造成負(fù)影響。

所以，場地排水路由如何合理規(guī)劃，排水出戶管如何處理保證排水順暢是室外排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

3.4.2 解決方式

從排水安全、地下室凈高影響小、經(jīng)濟(jì)合理、維修便利等方面考慮，合理規(guī)劃排水路由[3]。排水管出戶后，嚴(yán)格按照規(guī)范坡度要求以最短路由敷設(shè)至實(shí)土區(qū)，排水主管在實(shí)土區(qū)引至市政接口。室內(nèi)排水管線路由與結(jié)構(gòu)溝通，部分局部采取首層降板方式處理，將排水路由敷設(shè)其中。對凈高有要求的區(qū)域則管線穿梁排出，結(jié)構(gòu)采取加固措施，每跨梁所穿管線不超過3根，并且盡量均勻分散布置，穿梁位置盡可能在梁下1/3處，需提給結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確的穿梁平面位置、標(biāo)高、套管尺寸，并且施工交底時(shí)需提醒施工單位地下穿梁區(qū)域，以保證排水順暢。

4 結(jié)語

本文分析了臨沂經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)會(huì)展中心3#館建設(shè)項(xiàng)目給排水設(shè)計(jì)中遇到的問題及難點(diǎn)，針對性地闡述了解決方案。此外，設(shè)計(jì)中需重視各專業(yè)間的條件互提工作，確保設(shè)計(jì)條件預(yù)留到位。由于地下管線交多，圖紙完成后需組織各專業(yè)對圖工作，進(jìn)行管線綜合，沖突部位需及時(shí)調(diào)整。施工交底階段，需提醒施工單位地下車庫管線穿梁區(qū)域、室外管線覆土不滿足規(guī)范要求的區(qū)域需采取混凝土包封等相關(guān)內(nèi)容，以免疏漏影響項(xiàng)目質(zhì)量，影響后期使用。大型展館屬人員密集場所，伴隨著極端天氣頻繁發(fā)生，其消防和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)尤為重要，對保障人民生命和財(cái)產(chǎn)安全有著十分重要的意義。希望3#館建設(shè)項(xiàng)目能為今后此類工程的給排水設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)借鑒，以提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量。