臺地建筑給排水設計思路淺析

林文鵬

所謂臺地，是指臺階式用地中每塊階梯內的用地[1]。場地高差較大、地勢較復雜的項目，本著減少項目土方開挖量的原則，利用場地高差合理設置臺地，能夠最大程度節省工程投資。然而，臺地建筑的給排水系統設計是一大難點，如何結合場地高差合理設置給排水系統是設計初期需要慎重考慮的問題。下面根據工程實例淺析臺地建筑給排水設計的思路和方法，對于如何合理設置給水排水以及消防系統進行具體分析。

1 工程概況

本項目位于福建省福州市城市邊緣地區，場地北高南低，東高西低，根據現有場地情況由東向西設置3 個臺地，分別稱上、中、下臺地。上臺地標高為羅零標高92.00 ～97.00 m，中臺地標高為羅零標高84.20 ～88.00 m，下臺地標高為羅零標高72.30 ～80.00 m，臺地之間的高差通過設置擋墻來解決，內部設置道路繞行銜接相鄰兩臺地，臺地由北向南坡降。3 個臺地共設置44 棟建筑，總建筑面積為332 813.59 m2，地上建筑總高度為3.85 ～49.40 m，最大層數17層，地下2 層。其中，下臺地西北側S1#樓為5 層集中商業（建成后由當地村委回購），建筑高度為23.20 m；其余為多高層住宅及配套用房。

2 市政條件

由于市政給水管位于整個城市供水系統的末端，壓力偏低，根據建設方提供的市政資料，周邊市政管道均集中在地塊西側的市政道路上。西側設有DN300 的市政給水管，給水管在測壓點標高70.00 m 處的壓力為0.18 MPa；污水管道DN400，預留1 個接駁井，標高為66.30 m；雨水管道DN1 000，預留兩個接駁井，西北側接駁井標高為66.82 m，西南側接駁井標高為66.40 m。

3 給水系統設計

3.1 水源

由小區西側規劃道路市政供水管網引進一條DN200 的給水管進水，入口壓力為0.18 MPa，測壓點標高為70.0 m。

3.2 生活泵房設置分析

根據福州市自來水總公司的要求、考慮產權劃分和后期物業管理需求，下臺地西北側S1#樓回購商業與住宅分開設置生活泵房。因項目規模較大，水泵故障檢修可能引起大面積停水，影響較大，且場地存在較大高差，因此住宅部分的生活泵房均在各自臺地的地下室內分別設置，商業生活泵房設置在下臺地地下室內。考慮商業內設置的餐飲區對不間斷用水需求較高，故商業生活泵房水箱按最高日用水量的50%儲存生活用水；住宅部分的生活水箱容積根據規范要求，按最高日用水量的15%儲存生活用水。在滿足規范要求，盡可能減少車位占用的情況下，由于1 層為架空層，可盡量將水泵房設置在主樓下方，充分利用其高度優勢。

由于市政供水壓力無法滿足中、上臺地地下室住宅生活泵房水箱進水的要求，因此在下臺地生活泵房內分別設置了供中、上臺地住宅生活用水的轉輸水泵，水泵設計補水量不宜大于建筑物最高日最大時用水量，且不得小于建筑物最高日平均時用水量；轉輸水量的調節容積宜按提升水泵5 ～10 min 的流量[2]。小區生活給水原理流程圖如圖1 所示。

圖1 小區生活給水原理流程圖（來源：作者自繪）

3.3 冷水系統

考慮到市政給水管位于整個城市供水系統的末端，壓力偏低，特別是供水高峰期水壓存在不穩定的因素，當地水務公司建議，住宅部分的生活供水采用全加壓供水系統，市政供水范圍僅供至回購商業S1#樓1 樓、商業S2 ～S4#樓以及下臺地地下室。住宅豎向分兩個區供水，1～9層為低區，10～17層為高區，分別由上、中、下3 個臺地的生活泵房供給；回購商業考慮充分利用市政水壓，故豎向分兩個區供水，1 層為低區，由市政直供，2 ～5 層為高區，采用變頻給水，由下臺地地下2 層商業泵房供給。

3.4 熱水系統

根據福州市住建局要求，新建住宅12 層以下應設計太陽能熱水系統，設計前期與建設方溝通，僅在多層住宅陽臺欄板處預留太陽能集熱板安裝條件，太陽能熱水器由用戶自理；其余高層住宅僅在衛生間或廚房預留電熱水器安裝條件，冷熱水管及熱水器均由用戶自理，且嚴禁在浴室內安裝直接排氣式燃氣熱水器等容易積聚有害氣體的加熱設備。

4 排水系統設計

4.1 污、廢水系統概述

本項目污、廢水量按90%生活水量考慮，最高日排水量約為1 695.14 m3/d。污、廢水系統采用合流制，室外生活污、廢水經化糞池處理后由室外管網匯集排入市政污水管網；回購商業預留的餐飲排水管經過室外隔油池處理后與污水管匯合，經化糞池處理后排入市政污水管網。室內地面層以上為重力流排水，底層污、廢水設無通氣排水管單獨排放，地下室排水先匯集至集水坑后，再經潛污泵提升排至室外污水或雨水管網。

4.2 雨水系統概述

室內外雨水與污水應分流。住宅屋面雨水排水系統采用87 型雨水斗及側排雨水斗，均為鑄鐵材質，各屋面均設置屋面雨水溢流口。

4.3 室外排水分析

設計前期考慮到場地由北向南坡向的高差情況，建設方對于地下室頂板覆土盡可能少的要求（對結構專業造價影響較大），以及各住宅污水排水化糞池的設置分析，在中、上臺地北側分別設置了化糞池，雨污水經北側道路污水管網，與回購商業單獨設置的化糞池及隔油池的污水管網匯合后排至西北側的污水接駁口。其余樓棟的排水均順著場地坡度，由室外管網匯集至各平臺的南側，在化糞池匯總后排至西側的市政污水管網。

考慮到地下室頂板覆土較少，雨污水管道一般不在地下室頂板上方交叉，但本項目受場地限制，中間樓棟的室外雨污水管道若不交叉，會出現多條平行布置的干管，對項目造價影響較大。設計初期分析，各臺地內東西向場地的高差幾乎一樣，因此東西向雨水支干管坡度按3‰、污水支干管坡度5‰進行常規設計，南北向的雨污干管則以場地結構頂板坡度作為管道的設計坡度。東西向雨水支管跨越南北向污水干管上方接至雨水干管，這樣既可以解決管道的埋深問題，又能滿足頂板覆土少的要求。

道路處若管頂覆土小于700 mm，則可采用承壓措施或設管溝保護；管溝蓋板考慮過車時，也可考慮采用10 cm 厚的C20 素混凝土滿包處理。對于高差跌水較大的位置，可間隔距離設置跌水井。值得注意的是，管道設計坡度較大時，需根據規范規定校核管道的設計流速，非金屬管道不宜超過5.0 m/s[3]。

5 消防給水系統

5.1 消防水池水箱的設計分析

綜合考慮市政供水水壓、后期物業管理以及工程造價等因素，本項目消防住宅和回購商業采用分設消防泵房、合用消防水池的方法，252 t 室內消防水池及泵房設置于下臺地地下室內。此外，根據《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974-2014），消防水池應設置取水口或取水井，且吸水高度不應大于6.0 m。因此，288 t 室外消防水池設置在中臺地地下室，取水口設置在中臺地室外地面；室外消火栓加壓水泵設置在下臺地的住宅泵房內，吸水管由中臺地引至下臺地的泵房內，以滿足水泵的吸水需要[4]。由于住宅與回購商業室內消防系統獨立設置，因此分別在12#樓屋頂和回購商業S1#樓屋頂設1個18 m3的屋面消防水箱。

5.2 消防設計參數

根據規范要求，各棟樓消防用水量如表1所示（括號內數字為火災延續時間，單位為h）。

表1 各樓棟消防用水量

由表1可知，住宅部分（S3～S4#樓）的總消防用水量為360 t，回購商業（S1#樓）的總消防用水量為540 t。由于室內外消防水量分開設置，按用水量最大的1座建筑進行設防，分別儲存消防用水，住宅與回購商業共用消防水池，因此將地下室室內消防水池用水量設為252 t，室外消防水池用水量設為288 t。

5.3 消防系統概述

室內消火栓、自動噴淋給水系統均采用臨時高壓給水系統，室外消火栓給水系統采用低壓消防給水及臨時高壓給水兩套供水系統，各系統豎向均不分區。考慮后期物業管理需要，住宅部分和商業部分的消防管網獨立分開設置。

（1）室內消火栓系統。室內消火栓管網環狀布置，地下室車庫、配套公建以及住宅各層均布置消火栓，按照任何部位均要滿足規范的標準要求的充實水柱來設置[5]。

（2）自動噴淋給水系統。地下室住宅與回購商業的消防泵房內分別設噴淋泵兩臺（1用1備，與水噴霧共用加壓泵），由于屋頂消防水箱無法滿足噴淋系統最不利位置噴頭0.1 MPa 靜水壓的要求，因此在商業地下室消防泵房內設置噴淋穩壓設備。噴淋泵啟動由報警閥處的壓力開關控制。

（3）室外消火栓系統。由于市政供水水壓較低，因此市政室外消火栓環狀管僅圍繞下臺地設置，環狀管網上設置地上式室外消火栓。另外，地下室消防泵房內設有室外消火栓加壓泵，其出水管與室外形成加壓的室外消火栓環網相連接，環網圍繞整個小區，并在加壓環網上設置地上式室外加壓消火栓，兼作消防取水口的作用，保護取水口150 m范圍外的建筑。

5.4 氣體滅火系統

高層住宅下方的配電室及變電所等電氣設備用房設置七氟丙烷氣體滅火系統保護。

6 結語

臺地建筑是隨著城鎮化擴張、土地緊張而出現的產物。相比其他項目，臺地建筑給排水設計過程中，大到整個項目的給排水系統方案分析，小到各部分的細節設計，均需投入更多精力去分析和深入研究，與各專業的交圈也需要更加精細，以減少設計考慮不足帶來的不良效果。本文通過研究，希望能給廣大同行提供一些設計思路及參考。