高層建筑給排水設計分析

俞烈濤,蔡文毅,丁 飛

摘要 高層建筑有別于多建筑,具有層數多、高度大、功能復雜、用水要求高、排水量大等特點,因此,對建筑給水排水工程的設計提出了新的要求。本文以工程實例為對象,以多年工作經驗為基礎,具體分析了某高層建筑的給排水系統設計。

關鍵詞 高層建筑;給排水;設計

中圖分類號 TU732 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2009)10-0032-02

1 工程案例

某綜合樓是集商場、餐飲、辦公、住宅為一體的大樓。項目地下1 層為車庫及設備房;首層為部分架空、部分小商鋪及商場;2 層為餐飲、商場及配套辦公室;3 層~28 層由6 棟住宅塔樓組成。建筑高度為94.5m,總建筑面積約125 000m2 。

2 給水系統

由于無負壓給水一旦自來水管網停水或者出現問題,則有可能造成沒有儲備水。根據本地實際情況,故采用變頻調速供水,控制方式較為簡單,可根據泵后壓力的變化來確定水泵的轉速和多水泵時啟泵臺數的調配,可以做到無級調速,不論水箱進水浮球閥開閉的大小如何,均可有效供水,這樣就增加了供水的可靠性。

市政供水壓力為3.2MPa,為了充分利用市政水壓,地下1層~地上6層采用市政壓力直接供水;7層以上采用兩套變頻設備供水。系統分區,7層~18層采用低區變頻設備供水;其中7層~12層經可調式減壓閥減壓后供水。19層~28層采用高區變頻設備供水;其中19層~24層同樣經可調式減壓閥減壓后供水。

住宅總戶數為624戶,最高日用水量為655m3,設150m3的生活水池,分為容積基本相等并能獨立使用的兩格。

水池的泄空管從吸水坑底接出,排入泵房集水井。有人說這樣違反了《建筑給水排水設計規范》(以下簡稱《水規》) 第3.2.4條第一款規定,出水口不得被任何液體或雜質所淹沒。如果硬要套這條規范,是有點問題,但筆者認為這種情況,做足相對安全的措施就行了,水池溢流水位報警并關閉進水管上的電動閥(或進水閥選用具有三重保險作用的電動浮球閥) 、集水井潛水泵的排水能力不低于水池進水管的流量,并且集水井設超高水位報警至消防中心。筆者認為做足以上的安全措施后,集水井的水位就一般不會高過水池底坑的排水管口了。

3 排水系統

本工程污、廢水采用合流制,室內污、廢水經化糞池處理后排入市政污水管網;二層餐飲場所的廢水經隔油池處理后排入室外污水管網;地下室廢水采用潛水泵提升至室外污水管網。

1)優化集水井的設計。一般來說,消防電梯旁邊要設一個獨立的消防集水井,本工程地下室沒有人防工程,如果在消防電梯旁設集水井,結構上必然要降低電梯筒的大承臺,那樣會增加一定的造價,筆者想將該井移到車庫內與車庫集水井共用。雖然電梯前室與周圍的車庫同屬一個大防火分區,但由于電梯前室與車庫連通的門為甲級防火門,為了不因為管道的連通而破壞兩區域的防火安全性,也就是當車庫的汽油發生火災時經管道傳入電梯筒,故此筆者將消防電梯底坑至集水井的排水管伸到集水井的潛水泵吸水高度以下,也就是水面以下,并在短立管的頂端設管堵以便清掃。

2)衛生間與廚房分設廢水立管的問題。《住宅建筑規范》(以下簡稱《住規》) 中第8.2.7條規定,住宅廚房和衛生間的排水立管應分別設置。但筆者發現普遍的做法是立管一到轉換層后,兩種管道就合并了。筆者認為,在沒有中水回用的項目中,大可不必受此限制。因為分設立管的目的是為了防止衛生間大流量的坐便器沖水時破壞廚房間洗菜池水封,而使衛生間排水管道內的污濁有害氣體串至廚房內。那么,當衛生間內設有專用通氣管時,再就近把廚房間排水管接入衛生間內的排水立管 ,就不可能發生因水封破壞而相互串氣現象。尤其對與高層住宅頂部的空中別墅,一般廚房間與下部標準層廚房間不再同一個位置,大可不必為該廚房間而專設一根立管從28層一直立到一層再接出室外,可就近把該層廚房間排水管接入衛生間內的排水立管。

3)底部橫支管與立管連接的問題。通常的做法就是:

(1)底部兩層增設單獨的排水立管,并設伸頂通氣,或者增大立管管徑不設伸頂通氣。這種做法的缺點是立管增加造成不美觀并且增加造價或占用更多的室內空間。

(2)在底部廚房的排水支管上增設排水止回閥,該支管設于廚柜內方便檢修。而底部陽臺洗衣機的排水地漏則選用塑料無水封磁性翻斗式地漏。上面所采用的兩種新型排水配件均具有防倒灌及防臭氣的功能。同樣,在不設洗衣機的陽臺也全部采用塑料無水封磁性翻斗式地漏,可避免因為普通地漏水封干涸而造成臭氣溢出,因此,設洗衣機的陽臺排水都要接入市政污水管網。

(3)《住規》第8.2.7條的條文說明規定,靠近與臥室相鄰的內墻時,應采用消聲措施的管材。據筆者所知,目前用得較多的室內塑料排水管材有4種:硬聚氯乙烯直壁排水管、硬聚氯乙烯內螺旋管、中空壁消聲硬聚氯乙烯管、中空壁消聲硬聚氯乙烯螺旋管。第1種用得最多,不用多介紹;第2種的優點是流量比直壁管大,并有一定的降噪效果。比如,可用作十幾層建筑的污水立管時,不設專用通氣管;第3種是用作只要求降低管道噪聲的排水管,效果較第2種好;第4種是用在既要降低噪聲,又要增大流量的場所。根據以上各管材的特點,本工程室內靠近臥室的污廢水立管采用中空壁消聲硬聚氯乙烯管。

4 消防系統

本工程設有消火栓系統、自動噴水系統、氣體自動滅火系統及手提式滅火器。用水量標準:室內消火栓為40L/s ,火災延續時間3h;室外消防用水量為30L/ s,火災延續時間3h;自動噴淋系統為30L/s,火災延續時間為1h。

4.1消火栓系統

1)室外消火栓系統由小區內的環狀市政管網供水;

2) 室內消火栓系統分為兩個區。低區為地下1層~16層,由小區低區消火栓加壓給水管網供水;高區為17層~28層,由小區高區消火栓加壓給水管網供水。屋頂水箱貯存18m3 消防水量,設置高度滿足最高層消火栓的7m靜水壓力。

4.2自動噴水滅火系統

系統分為兩個區。低區為地下1 層~16 層,由室外小區低區噴淋加壓給水管網供水;高區為17 層~28 層,由室外小區高區噴淋加壓給水管網供水。屋頂水箱設置高度只滿足最高層消火栓的7m 靜水壓力,并未滿足噴淋系統最不利點處噴淋頭的最低工作壓力和噴水強度,故高區供水系統仍需要設置增壓設施。首先,噴淋系統分區水壓的問題。《自動噴水滅火系統設計規范》(以下簡稱《噴規》) 第8.0.1條規定,配水管道的工作壓力不應大于1.20MPa。所謂配水管道,就是報警閥后的管道。如果按此規定,高區的報警閥就必須搬到住宅樓上,這樣就要增大某一樓層的管道井尺寸,那樣對于住宅樓來說是相當困難的。筆者認為只要選擇工作壓力較高的報警閥就可忽略這個問題,本工程選用工作壓力為1.6MPa 的報警閥,并把高區的報警閥和低區的一起放在地下室便于管理。很多地方的審查專家也默認此做法,也希望即將要修訂《噴規》時也能考慮修訂此條文;其次,系統的放空閥的設置問題。筆者認為噴頭不多時,像電梯廳的噴淋,放水閥可與末端試水閥或試水裝置合用,而且也符合《噴規》條文說明第4.2.9條第3 點對泄水管管徑的規定;大面積的噴淋,應在水流指示器后的干管上增設放空閥,檢修時可只關閉該防火分區;當一個報警閥只負擔一個防火分區時,可考慮共用報警閥處的放空閥;最后,關于十字梁噴頭布置的問題。地下層車庫頂板及裙樓的頂板結構上有局部采用了十字梁。《噴規》第7.1.3條第4款規定,凈空高度不超過8m的場所中,間距不超過(4×4) m 布置的十字梁,可在梁間布置1只噴頭,但噴水強度仍應符合表5.0.1 的規定。后面的噴水強度的規定是很容易被忽略的。經過計算,此時應采用流量特性K為115的噴頭。

4.3自動氣體滅火系統改為采用無管網懸掛式儲壓超細干粉滅火系統

按2007 年公安部的《關于貫徹公共安全行業標準加強消防監督有關問題的通知》中規定,高層民用建筑中火災危險性大、發生火災后對生產和生活產生嚴重影響的配電室等屬于“特殊重要設備室”,應設氣體滅火系統。本工程由于配電房較為分散,而且各房間的容積都不符合《氣體滅火系統設計規范》內的面積和容積的規定,經技術經濟比較采用無管網懸掛式儲壓超細干粉滅火系統,該裝置為無管道系統,相對簡單,也不用另外設氣體瓶罐間,僅象一只只吊燈懸掛于頂部,技術先進,經濟合理,并便于施工和維修。該系統可由感溫元件溫控啟動;熱引發啟動;電引發啟動。是高層建筑內變配電間氣體滅火系統較好的替代系統。

4.4手提滅火器配置

1)負一層車庫是B 類火災,屬于中危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為55B;最大保護面積為1m2/B。選用MF/ABC4,最大保護距離為12m。

2)負一層設備房、首層消防控制室、電梯機房、屋頂風機房是E 類火災;首層商鋪、二層餐飲、廚房、商場、辦公室是A 類火災。以上都屬于中危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為2A;最大保護面積為75m2/A。選用MF/ABC3,最大保護距離為20m。

3)首層架空、大堂及三層以上住宅是A 類火災,屬于輕危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為1A;最大保護面積為100 m2/ A。選用MF/ ABC3,放于消火栓和滅火器連體箱內,最大保護距離為25m。

參考文獻

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