某商業綜合交易區給排水及消防設計

樊凌云

（上海城鄉建筑設計院有限公司，上海201103）

1 工程概況

本工程位于上海市青浦區，新府路以東，華隆路以北。總用地面積322 075.4 m2，總建筑面積約130 120 m2，其中地上建筑面積114 120 m2，地下建筑面積16 000m2。主要包括1 棟綜合樓，1 棟配送中心，1 棟宿舍樓，2 座果蔬大棚，6 座交易大廳。本工程的特點是地塊面積大，建筑類型多樣。總體平面示意圖如圖1 所示。

圖1 總體平面示意圖

2 系統設計

本工程設有生活給水系統、生活排水系統、雨水系統、消火栓給水系統、自動噴水滅火系統。

2.1 生活給水系統

2.1.1 地塊總用水量

根據GB 50015—2019《建筑給水排水設計標準》[1]地塊總用水量計算，見表1。

表1 地塊總用水量計算表

由表1 可以看出，該地塊最高日用水量為1 303.9 m3。最大時用水量為307.33 m3。

2.1.2 計算需要泵房加壓的水量及壓力

市政供水壓力0.16 MPa，因此，本工程二層及二層以下生活用水由市政管網直接供給，二層以上生活用水由變頻泵供給。由于地塊面積較大，為避免遠距離輸送水，設置兩處水泵房，一處設于A 建筑地下車庫中，供A 建筑3～4 層及B 建筑3～6 層用水；另一處設于M 建筑地下車庫中，供M 建筑1～5 層用水。其余均由市政管網直接供水。另外，交易大廳地坪沖洗水由雨水處理后的中水沖洗，雨水不足時由河道水補充。

2.1.3 選泵

A 建筑中的泵房，供A 建筑3～4 層及B 建筑3～6 層用水，經計算，供水范圍內設計秒流量為5.55 L/s；最高樓層為B建筑第6 層，樓面標高18.8 m，泵房所在地面標高-3.4 m，加上沿水頭損失和估算局部水頭損失，所需壓力為0.36 MPa，乘以安全系數1.1，所需水泵壓力約0.40 MPa。選泵如下：額定流量Q=20 m3/h，額定給水壓力H=0.40 MPa，額定功率N=4 kW。

M 建筑地下車庫中泵房，供本M 建筑1～5 層用水。以設計秒流量為設計流量選泵，并經計算，所需水壓為0.42 MPa。選泵如下：Q=36 m3/h，H=0.42 MPa。

2.1.4 進水總管管徑的確定

根據總用水量，以設計流速1.2 L/s，從市政給水管網引入DN300 mm 管徑即可滿足要求。

2.2 生活熱水系統

M 建筑為職工宿舍，為居住建筑。根據建筑的性質，考慮集中供應熱水，并響應節能環保號召，采用鍋爐及太陽能聯合供給。鍋爐房設置于本建筑地下車庫，屋頂設置熱水箱及太陽能集熱板。為方便計量，于管井中每房設置IC 卡水表。熱水系統原理圖如圖2 所示。

圖2 熱水系統原理圖

1）熱水系統方式：采用太陽能+燃油熱水機組相結合。

2）熱水箱、太陽能集熱器集中設于屋頂。

3）熱水均由屋頂熱水箱供給。

4）太陽能制熱控制方式：定溫放水+溫差強制循環，當太陽能集熱器出水口溫度T1＞50°（可調）時，電磁閥F1開啟；當T1＜45°（可調）時，電磁閥F1 關閉；如此循環反復，不斷將熱水頂入儲熱水箱中。當熱水箱水滿時，電磁閥F1關閉，進入溫差強制循環控制，即當T1-T2＞5°時，集熱系統循環泵啟動；當T1-T2＜3°（可調）時，集熱系統循環泵關閉。其中，T2為熱水箱溫度。

5）太陽能防凍控制：當管路溫度T3≤5 ℃時，自動啟動循環水泵，循環防凍。

6）熱水箱水位控制：當熱水箱水位低于設定值時，電磁閥F1 開啟；當熱水箱水位高于設定值時，進行太陽能定溫放水。

7）燃油熱水機組控制方式：定溫控制當T2≤55°時，熱水機組投入運行；當T2≥60°時，熱水機組停止運行。

2.3 生活污水系統

本工程污、廢水采用合流制，室內+0.000 m 以上污廢水重力自流排入室外污水管，設專用通氣立管；D、E、F、G、H、I、J、K、L 建筑地面設置排水溝，經網框式地漏排入室外隔油池后，再排入地塊內污水窨井。地下室廢水經過沉沙撇油池后采用潛水排污泵提升至室外污水管。

2.4 雨水系統

1）本地塊大部分建筑單體占地面積較大，由于屋面面積較大，為避免建筑內雨水管道過多，對屋面較大的建筑采用虹吸雨水排水系統，其余均采用重力雨水排水系統。交易大廳及果蔬大棚屋面雨水經雨水斗和雨水管排入室外地溝，其余屋面雨水經雨水斗和雨水管排入室外雨水窨井或經室外明溝，由13#PVC-U 小明溝雨水口和De225 mm 雨水管排至雨水窨井。

2）室外地面雨水經雨水口或地溝，由室外雨水管匯集，經處理后回用于沖洗交易大廳地坪。

2.5 消火栓給水系統

1）為方便控制，所有單體合用消火栓給水系統。

2）消防泵房設置于建筑A 地下車庫內。在建筑B 屋頂設18 m3消防水箱。除A、B、M 建筑各單體的地下車庫及冷庫設置單閥單出口消火栓，其余地方均設置帶消防軟管卷盤單閥單出口消火栓。

3）選泵

消火栓泵流量：查GB 50016—2014《建筑設計防火規范》（2018 年版）[2]及DGJ 08-94—2007《民用建筑水滅火系統設計規程》[3]可知，Q=20 L/s。

給水壓力計算按公式（1）：

選泵：XBD4.2/20-100L，Q=20 L/s，H=0.42 MPa，N=15 kW。消火栓給水泵控制：消火栓給水泵兩臺，互為備用，型號XBD4.2/20-100L，參數Q=20 L/s，H=0.42 MPa，N=15 kW。火災時，按動任一消火栓處啟泵按鈕或消防中心、水泵房處啟泵按鈕均可啟動該泵并報警。泵啟動后，反饋信號至消火栓處和消防控制中心。

2.6 自動噴水滅火系統

為避免濕式報警閥后管道鋪設過長，噴淋泵后引管道至各單體建筑，濕式報警閥設置于各單體建筑內。

1）噴淋泵。流量：查GB 50084—2017《自動噴水滅火系統設計規范》[4]及DGJ 08-94—2007《民用建筑水滅火系統設計規程》可知，系統流量應按8～12 m 會展中心確定，噴水強度為12 L/（min·m2），作用面積300 m2，系統流量Q=80 L/s。給水壓力H：

式中，∑hp為自動噴水滅火系統管道沿程水頭損失和局部水頭損失的總和，MPa；h0為最不利噴頭的工作壓力，MPa，一般取0.1 MPa；hr為報警閥、水流指示器的局部水頭損失，MPa，濕式報警閥取0.04 MPa 或按監測數據確定，水流指示器為0.02 MPa、雨淋閥為0.07 MPa；Zp為最不利點的噴頭與消防泵吸水的消防水池的最低水位或市政進水管中心線的高差，MPa。

此處：

∑hp=0.19 MPa，h0=0.1 MPa，hr=0.06 MPa，ZP=0.24 MPa，

所以H=0.19+0.1+0.06+0.24-0.09=0.50 MPa。

考慮安全系數1.1，則H=0.50×1.10=0.55 MPa。

所以噴淋泵（二用一備）XBD5.8/40-125L，Q=40 L/s，H=0.58 MPa，N=55 kW。

2）除冷庫和大棚外，其余各單體均設置自動噴水滅火系統。配送中心、職工食堂和配套服務、綜合辦公以及宿舍，地下車庫按中危險級Ⅱ級設置直立式標準噴頭，地上層按中危險Ⅰ級設置吊頂型標準噴頭；并且宿舍房間內設置流量系數K=115 邊墻型擴展覆蓋型噴頭，宿舍其余部位設置吊頂型標準噴頭。交易大廳中庭按高大凈空場所的會展中心設流量系數K=115 的快速響應型直立式噴頭，噴頭間距不大于3 m，交易大廳其余部位按中危險Ⅰ級設置直立式標準噴頭。直立式噴頭濺水盤距頂板100 mm，噴頭動作溫度除廚房為93 ℃外，其余均為68 ℃。

3）每個濕式報警閥控制的噴頭不超過800 只，噴淋水由配送中心、職工食堂地下車庫內泵房噴淋泵加壓，噴淋泵2 用1 備，型號XBD5.8/40-125 L，Q=40 L/s，H=0.58 MPa，N=55 kW。室內噴淋初期水量由配套服務、綜合樓屋頂高位18 m3消防水箱供給，每個防火分區均設水流指示器和信號閥。

2.7 以消防用水量校核引入管徑

室內消火栓用水量為20 L/s，室外消防水量為30 L/s。噴淋流量80 L/s。消防總流量130 L/s，增加一路DN300 mm 引入管，流速1.53 m/s，滿足要求。兩路管道在地塊內成環。

2.8 滅火器

根據GB 50140—2005《建筑滅火器配置設計規范》[5]滅火器設置場所危險等級：地下車庫按中危險級B 類火災設置磷酸銨鹽干粉滅火器；配電間，電梯機房等設備用房為中危險級，按E 類火災設置磷酸銨鹽干粉滅火器。其余部位均按中危險級A 類火災設置磷酸銨鹽干粉滅火器。

3 結語

1）類似工程的特點：用地面積較大，容積率較低，建筑高度不高，但建筑形式多樣。既有辦公建筑，又有宿舍類建筑，還有凈空高大的建筑。

2）設計時應重點考慮的問題：（1）對于這樣的建筑群，消防定性很關鍵，整個地塊的消防用水量應按照消防用水量最大的建筑來確定；（2）對于凈空高大場所，應采用流量系數較大的快速響應噴頭或者消防水炮；（3）建筑高度不高，但建筑面積較大，生活用水量較大，但揚程不高，選泵時，建議選用多臺泵交替運行；（4）由于建筑較分散，適合依不同功能區域設置多個生活泵房就近供水，既達到節能的目的，又可使供水均衡平穩；（5）對于屋面面積這樣大的屋面，采用虹吸雨水系統能減少雨水立管的數量，能方便有效地排水，但應注意虹吸雨水單立管流量大，流速較高，雨水接戶管應根據雨水流量計算并適當放大管徑，建議接戶管不小于DN500 mm，以減緩對雨水窨井的沖擊。