學校建筑給水排水設計思路探討

謝晨妤

（廣州市設計院集團有限公司，廣東 廣州 510620）

0 引言

學校建筑給排水系統設計不但要實用、美觀，還應起到有效節能的作用。合理的給排水設計既要保護師生的人身、財產安全，還應使給排水設施融入建筑裝修中，保證日常教學生活的正常運行，讓學生在安全的校園環境中學習和生活。

1 工程概況

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

2 設計范圍

用地紅線范圍內的室內外給水排水系統、消防滅火系統、消防排水系統及各系統所需的設備房。

3 學校建筑給排水系統簡介

3.1 生活給水系統

水源為市政自來水，市政水壓按0.20MPa設計，由環島北路及紅景路各引入DN250市政進水管一根，其中一路接入管處設一組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，在地下一層設置有效容積120m3的生活水箱及水泵房，為滿足綠色建筑及節水通用規范的要求，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。本項目各單體給水立管最低衛生器具配水點處的靜水壓不超過0.45MPa，加壓分區分2個，分別采用2套變頻供水設備。各給水支管超壓處設支管減壓閥，用水點壓力控制在0.20MPa以內[1]。

3.2 生活熱水系統

由于該學校使用人群多為高中生，在熱水系統選擇上首先考慮的是安全性及便捷性，其次是節能效果和運維成本。本項目中的高中學生宿舍及教師公寓均在屋面設置空氣源熱泵機組（每套機組含熱泵設備、保溫水箱和內循環泵）。熱水系統采用集中式機械循環系統，熱水管網設置循環泵，采用干管和立管循環方式，具體如圖1所示，設計小時耗熱量380kW，設計小時產水量19750L，設計熱水使用溫度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校方要求選用電熱水器；廚房部分的熱水由于使用點位分散，采用開水器形式靈活共給。

3.3 排水系統

該項目周邊市政雨污分流，本項目采用室外雨、污分流；室內雨、污分流，污、廢合流排放；室外污、廢合流排放的形式，室外設置化糞池；雨水最終排至市政雨水管網，污水排至市政污水管網；接入市政井前最后一個檢查井采用水質檢測井。廚房廢水經一體化密閉式成品隔油器處理后排入污水管網。糞便污水經化糞池處理?；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期P=50年設計，重現期P=100年校核溢流。室外雨水按重現期P=5年設計。另外，實驗室由于其排水性質的特殊性，其廢液直接在實驗室內用專用器具收集，統一處理后再排放。實驗盆排水管道系統直接接至室外污水系統。

3.4 雨水回收系統

根據綠色建筑要求，本項目需設置雨水回用給水系統。雨水回收系統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。屋面雨水由于水質污染少，相對較為潔凈，教學樓、文體館及學生宿舍屋面的部分雨水通過管道收集排進雨水收集池中，經過濾器過濾和投藥殺菌后由變頻供水設備加壓供水進入雨水回用供水管網，供學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水，市政水可直接補入雨水收集池，利用電動碟閥控制。

3.5 消防系統

圖2 雨水回收與利用工藝流程

本項目按一次消防滅火用水量最大的一處位置，即高9.5m的文體館進行消防用水量計算，室內消火栓系統40L/s，自動噴水滅火系統50L/s（凈高8～12m區域）。地下一層設有620m3消防水池和消防水泵房；在高中學生宿舍屋面設置有效容積為36m3的高位消防水箱，室內消火栓系統采用臨時高壓系統，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最不利消火栓高差不足10m，因此在消防水泵房內設置增壓穩壓裝置，消防及噴淋穩壓泵均采用一用一備，同時各設置一個氣壓罐。表1為消防用水量計算。

室外消火栓系統為低壓系統，室外兩路進水總管消防表后的給水主干管在校區內成環狀布置，環網管徑根據室外消火栓設計流量計算，取DN200。

根據規范要求，除不宜用水滅火的場所外，其余所有場所均設置閉式自動噴水滅火系統[2]。其中地下室汽車庫自動噴水滅火系統采用泡沫-水噴淋系統，泡沫混合液與水連續供給時間之和不小于90min。汽車停車庫按中危險級Ⅱ級設計，教學區按中危險級Ⅰ級設計，體育館8～12m區域按高大空間設計，裝設網格、格柵類通透性吊頂處噴水強度按上述值的1.3倍計算。除設備房外，所有噴頭均采用快速響應噴頭，有吊頂處選用下垂式噴頭，無吊頂處和吊頂內選用直立型噴頭。廚房和發電機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房、控制室、高低壓配電房、開關房等均采用預制式七氟丙烷氣體滅火裝置。預制滅火裝置儲存壓力2.5MPa，各防護區外墻上設泄壓口?？刂剖?、高低壓配電房、開關房等防護區設計滅火濃度為9%，其他防護區為8%?？刂剖?、高低壓配電房、開關房等防護區噴放時間不大于10s，其他防護區不大于8s。

表1 消防用水量計算

4 學校建筑給排水設計的問題

4.1 給排水系統設計時需要注意的要點

4.1.1 水質問題

學校用水的主要對象是學生，水質問題顯得尤為重要。市政給水中的生活給水系統水質須滿足《城市供水水質標準》（CJ/T 206—2005）、《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）的要求；直飲水系統用戶端水質須滿足《飲用凈水水質標準》（CJ 94—2005）的要求；熱泵熱水機組等設備進水水質須滿足《低壓鍋爐水質標準》（GB/T 1576—2008）的要求；雨水回用供水水質需滿足《城市污水再生利用.景觀環境用水水質》（GB/T 18921—2002）的要求。

4.1.2 室內排水問題

如今，學?；A建設在逐步推進，校園硬件條件逐年升級。對于設有分體空調的學生宿舍等建筑，應合理考慮空調冷凝水的排放方式，可結合建筑立面造型，盡可能把排水管隱蔽安裝，提高建筑的綜合美觀度；對于設有中央空調系統的教學樓等建筑，雖為多層建筑，但應設置噴淋系統并考慮末端試水的排水方式。對于設有充電裝置的地下車庫區域，為防止有害氣體進入，該區域排水管道應設置水封，并間接排入室外污水管道。對于部分樓棟出入口設有雨棚時，根據2022年4月1日開始執行的《建筑給水排水與節水通用規范》，此部分雨水需有組織排放[4]。

4.1.3 室外排水問題

在給排水施工圖設計過程中，為避免后期返工，對于室外排水，需結合園林方案統一考慮。例如設有綠化庭院時，除庭院內本身需設置排水溝將水統一收集至集水坑外，在庭院與室內的交界處也需考慮設置一道淺溝防止雨水反溢；如建筑周圍設有下凹綠地時，雨水需直接或間接通過滲透雨水口或滲透雨水井等設施接入下凹綠地，此標高較為復雜；如室外運動場所的排水溝不宜設置得太深、太寬，可結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，并增設排水出口，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，雨水利用問題越發凸顯。按以往雨水直排入市政管道的方式，不僅浪費雨水且大水量的排水可能會超過雨水管網的承受能力，從而導致內澇。學校建筑作為主要公共建筑，從保護水資源及滿足綠色建筑或海綿城市要求的角度，均需考慮設置雨水回用系統，針對屋面等較為潔凈的雨水進行收集，處理后供綠化、洗車、道路沖洗等使用。

4.1.5 與其他專業配合問題

學校建筑一般以多層建筑為主，部分樓棟下方無地下室，在設計時需嚴格復核結構樁基礎的位置及高度等，避免因位置碰撞導致管道無法接出等問題。項目需要設置海綿設施時，前期需與園林或海綿專業加強溝通和配合，避免后期因雨水管無法接入海綿設施而導致反復工作。

4.2 消防系統設計時需要注意的要點

4.2.1 消火栓安裝問題

考慮到學生在校內經常跑動且消火栓需安裝在顯眼易于取用的位置，消火栓應盡量采取暗裝方式，防止誤傷學生，并在包封位置設置明顯標志。在設計時，對于消火栓箱采取暗裝的方式，需加厚內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，在進行噴淋水量的計算時需特別注意這些地方，否則計算結果相差甚遠。另外在前期溝通時，需明確各區域的裝修形式，部分采用特殊通透類吊頂的位置，噴淋水量需另行計算，并與前者比較后取大者。

4.2.3 充電樁車庫消防設計問題

該項目設計初期正值廣東省《電動汽車充電基礎設施建設技術規程》發布，該規程對水專業的系統及造價影響較大，需及時告知業主。為避免與其他區域串通，室內消火栓系統應設置獨立的分區，其分區的室內消防給水管網應設置供消防泡沫車連接的水泵接合器。水泵接合器的數量應按室內消防用水量計算確定。設有充電設施的防火單元自動噴水滅火系統應采用泡沫-水噴淋系統，泡沫液連續供給時間不應小于10min，泡沫混合液與水連續供給時間之和不應小于90min，每個車位上方至少設置一個噴頭[5-6]。

5 結語

學校建筑的給排水設計與其他類型建筑的給排水設計相比，雖不復雜但細節極多。從項目初期開始，就需盡可能地站在校方角度，為學生考慮，使工程美觀實用且經濟安全。給排水設計中，要不斷學習和完善自己的知識儲備，及時改進自己的設計思路，使設計盡可能達到滿意的效果。在實際設計過程中還要秉承統籌規劃與節約用水的基本原則，選用綠色建筑節能措施。綜上所述，對學校建筑涉及的給排水問題應細化剖析，以提高學校建筑給排水設計質量，為師生營造更好的學習和工作環境。