淺談未來社區(qū)建筑給排水設計

陳達 陳艷

臺州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院有限公司 浙江 臺州 318000

未來社區(qū)就是以滿足人民美好生活向往為根本目的的人民社區(qū)，是圍繞社區(qū)全生活鏈服務需求， 根據(jù)《浙江省未來社區(qū)建設試點工作方案》，未來社區(qū)建設將構建未來鄰里、教育、健康、創(chuàng)業(yè)、建筑、交通、能源、物業(yè)和治理等九大場景。此外，“終身學習”的未來教育場景、“全民康養(yǎng)”的未來健康場景、“大眾創(chuàng)新”的未來創(chuàng)業(yè)場景、“循環(huán)無廢”的未來低碳場景、“藝術與風貌交融”的未來建筑場景、“優(yōu)質生活零距離”的未來服務場景和“政府導治、居民自治、平臺數(shù)治”的治理場景都將出現(xiàn)在未來社區(qū)中。而建筑給排水專業(yè)在未來社區(qū)設計中與普通民用建筑有諸多不同之處，無論從系統(tǒng)角度還是管道敷設上都有其特點。筆者結合近期參與的心海社區(qū)TOD項目給排水設計的實踐，闡述未來社區(qū)建筑給排水設計要點及經驗。

圖1 臺州市心海社區(qū)TOD項目西南角鳥瞰圖

1 設計概況

本項目選址位于臺州市商貿核心區(qū)，其中：地塊一約55畝，地塊二約21.9畝。整個項目分為地塊一和地塊二兩個地塊。 地塊一西區(qū)為TOD高層與市內軌道站點接駁，地塊西側為十七層辦公，南側為十一層酒店， 東區(qū)為住宅及配套。 地塊二主要由三大塊——社區(qū)服務中心、養(yǎng)老中心、運動商業(yè)中心組成。 地上三大功能二層由和合連廊連通，三層由空中交往連廊連通、四層由屋頂花園連通，流線聯(lián)系緊密。地下綠谷商業(yè)街串聯(lián)北側的TOD辦公、鄰里中心、以及南側的下沉公園，最后連接到地面，通向南側的城市公園和美術館[1]。二層的和合連廊則通過二層的聯(lián)系從北至南連接TOD辦公、鄰里中心、以及南側的美術館，向東聯(lián)系幼兒園，向西聯(lián)系西側地塊建筑。

本項目位于心海未來社區(qū)的核心區(qū)塊，是社區(qū)的TOD和鄰里中心。TOD地塊建設內容為商業(yè)、酒店、辦公、配套商業(yè)、住宅、綠谷商業(yè)街、和合連廊和地下車庫；鄰里中心地塊建設內容為青創(chuàng)書院中心、康養(yǎng)中心、商業(yè)運動中心、交通空間及連廊和地下車庫。設計以人民美好生活向往為中心，秉承人本化、生態(tài)化、數(shù)字化的價值坐標，嚴格執(zhí)行《浙江省未來社區(qū)試點創(chuàng)建評價指標體系》的內容，通過九大場景的營造與落實，打造心海未來社區(qū)的核心與示范。未來社區(qū)共設九個場景，分別為鄰里場景、教育場景、健康場景、創(chuàng)業(yè)場景、建筑場景、交通場景、低碳場景、服務場景和治理場景，其中鄰里、教育、健康、創(chuàng)業(yè)、建筑和低碳場景與我們建筑給排水專業(yè)相關，尤其是低碳場景與我們密切相關，為實現(xiàn)低碳場景，TOD、鄰里地塊和住宅區(qū)采用空氣能熱水系統(tǒng)。通過雨水回用和中水利用，減小公共用水對市政供水的需求。項目全部采用節(jié)水型潔具，推廣PP模塊雨水收集利用系統(tǒng)，收集屋面、道路、綠地雨水，雨水通過雨水井進入PP雨水模塊池，再經過地埋式一體機處理用于綠化澆花、沖洗地面等。

2 給水排水系統(tǒng)

2.1 生活用水量定額選取

本項目功能眾多，除了常規(guī)的衛(wèi)生間、茶水間、餐廚、空調系統(tǒng)等生活用水外，還有商業(yè)、酒店養(yǎng)老中心、健身中心、菜場等等。本案跟據(jù)《建筑給水排水設計標準》GB50015-2019相關要求，對各個功能用房做細致劃分，選擇不同的用水定額。定額選擇如下：

住宅：最大日用水定額200L/人.d，節(jié)水用水定額140L/人.d，小時變化系數(shù)Kh=2.5；

商業(yè)：最大日用水定額8L/人.m2，節(jié)水用水定額5L/人.m2，小時變化系數(shù)Kh=1.5；

辦公：最大日用水定額45L/人.d，節(jié)水用水定額35L/人.d，小時變化系數(shù)Kh=1.5；

餐飲：用水定額50L/人.次，節(jié)水用水定額40L/人.次，小時變化系數(shù)Kh=1.5；

食堂：用水定額25L/人.次，節(jié)水用水定額20L/人.次，小時變化系數(shù)Kh=1.2；

酒店：用水定額400L/人.d，節(jié)水用水定額：320L/人.d，小時變化系數(shù)Kh=2.0；

酒店員工：用水定額100L/人.d，節(jié)水用水定額：80L/人.d，小時變化系數(shù)Kh=2.0；

養(yǎng)老中心：用水定額130L/人.d，節(jié)水用水定額：100L/人.d，小時變化系數(shù)Kh=2.2；

健身中心：用水定額40L/人.d，節(jié)水用水定額：30L/人.d，小時變化系數(shù)Kh=1.5；

菜場：最大日用水定額15L/m2.d，節(jié)水用水定額12L/m2.d，小時變化系數(shù)Kh=2.3；

綠化及澆灑廣場道路用水：用水定額2L/m2.d；綠化平均日節(jié)水用水定額1.4L/m2.d；

澆灑廣場道路平均日節(jié)水用水定額0.5L/m2.d；

停車庫地面沖洗：用水定額2.5L/m2.d，平均日節(jié)水用水定額0.5L/m2.d。

通過精細計算，以達到經濟合理的近期和遠期用水目的。

考慮節(jié)能要求，充分利用市政給水管網壓力，壓力不足部分采用二次加壓供水。本工程室內給水分區(qū)供水，原則上地下室～2層市政直供，3層及以上由變頻加壓設備供水，屋頂不另外設置高位水箱，每個區(qū)塊各自獨立成系統(tǒng)。

考慮到各個功能用房的不同性質，本項目采用二級計量，室外總進水管設總表計量，各幢樓進水管均設水表計量，廚房、熱水系統(tǒng)進水管、屋頂消防水箱進水管等不同功能或計量單位均設置獨立水表。

2.2 生活熱水系統(tǒng)選擇

本項目有生活熱水需求，為實現(xiàn)低碳場景，考慮采用可再生能源利用。可再生能源在民用建筑領域的利用主要包括太陽能光熱系統(tǒng)、太陽能光伏系統(tǒng)、太陽能光誘導技術、空氣源熱泵熱水系統(tǒng)、土壤源熱泵系統(tǒng)、地表水水源熱泵系統(tǒng)、風力發(fā)電技術利用、生物質能利用技術等。

空氣源熱泵是一種全新型生產熱水的設備，它從空氣中吸取熱量將水加熱。空氣能熱泵采用的是逆卡諾原理，將空氣中的能量轉移到水中，不是直接用電熱元件加熱，因此其能效可達到電熱水器的4倍，即加熱等量的熱水，耗電量相當于電熱水器的四分之一，大大節(jié)約了電力的消耗。節(jié)約電力意味著減少碳的排放。在我國的長江流域、西南、華南地區(qū)有大量應用,這些區(qū)域冬季室外溫度一般不低于零下8 ℃ ,室內供熱量需求不大。臺州為中亞熱帶季風氣候區(qū), 冬夏季風交替顯著,溫度適中,四季分明,雨量充沛。年平均氣溫16.6～17.5℃,1月份平均氣溫5.0～6.9℃,7月份平均氣溫26.6～28.5℃。表明臺州地區(qū)可考慮使用空氣源熱水熱泵。空氣能熱水器的工作是通過介質換熱，因此其不需要電加熱元件與水直接接觸，避免了電熱水器漏電的危險，也防止了燃氣熱水器有可能爆炸和中毒的危險，更有效控制了燃油熱水器排放廢氣造成的空氣污染。空氣能熱水器不需要陽光，因此放在室內或室外都可以。太陽能熱水器儲存的水用完之后，很難再馬上產生熱水。如果電加熱又需要很長的時間，而空氣能熱水器只要有空氣，溫度在零攝氏度以上，就可以24小時全天候承壓運行。這樣一來，即使用完一箱水，一個小時左右就會再產生一箱熱水。同時它也能從根本上消除了電熱水器漏電、干燒以及燃氣熱水器使用時產生有害氣體等安全隱患，克服了太陽能熱水器陰雨天不能使用及安裝不便等缺點，具有高安全、高節(jié)能、壽命長、不排放毒氣等諸多優(yōu)點[2]。

目前，在臺州地區(qū)，一般民用建筑項目熱水系統(tǒng)中應用比較普遍的為太陽能光熱系統(tǒng)和空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。本工程綜合考慮建筑造型、工程造價和設備可靠性，采用了空氣能作為可再生能源及能源新利用的資源具有一定合理性。

TOD、鄰里地塊和住宅區(qū)采用空氣能熱水系統(tǒng)。根據(jù)《民用建筑可再生能源應用核算標準》（DB33/1105-2014）要求，住宅每戶在設備平臺設置一臺空氣源熱泵熱水器：熱泵額定輸入功率＞768W，儲熱水箱容積＞128L，帶輔助電加熱＞1000W。酒店和鄰里中心采用空氣源熱水系統(tǒng)并采用容積式電輔助加熱形式以滿足極端溫度時熱水的需要。

2.3 排水系統(tǒng)設計

室內雨、污、廢分流，雨水采用有組織排水，屋面雨水排水管道按10年重現(xiàn)期、降雨歷時5min進行流量設計，加溢流管總排水能力大于50年重現(xiàn)期要求。陽臺排水及地下室排水接入廢水檢查井、設備平臺空調凝結水排水散排入滲處理。地下廣場、地下室集水坑排水設潛污泵提升排出，其中地下廣場排水泵流量按50年重現(xiàn)期、降雨歷時5min進行流量設計。

本項目為綜合性建筑，排水管道布置充分考慮管道因腐蝕、結垢、堵塞等原因需要維修、清掃、更換時所需要的空間，以及維護時對正常運營的影響，盡量避免布置于公共區(qū)域，管道布置盡量減少或避免管網噪聲污染；可能產生振動噪音較多的管道盡量避讓康養(yǎng)中心等需要安靜的房間，如無法避免則考慮設置消音、減震設備，保證用戶有安靜的療養(yǎng)和休息環(huán)境。

本項目有醫(yī)療設施，采用附近洗手盆的排水給地漏水封補水方式，避免水封干涸，造成管道內有害氣體揮發(fā)至室內空間；廚房及菜市場污水有較多毛發(fā)和纖維等雜質，地漏采用帶網框地漏，方便清掏。本項目對排水要求較高，為滿足未來社區(qū)建筑和治理場景，屋面采用87改進型雨水斗，使得屋面排水更為有利。

3 消防系統(tǒng)

3.1 消防用水量火災延續(xù)時間

TOD辦公酒店地塊最不利建筑屬＞ 50m的一類綜合樓，根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》，室外消火栓用水量為40L/S，室內消火栓用水量為40L/S，自動噴淋用水量為30L/S；火災延續(xù)時間：室內外消火栓用水為3h，自動噴淋用水為1h。

每個室內消防系統(tǒng)在地下室各設一座消防水池，水池內貯存1h自動噴淋用水量和3h室內消火栓用水量，室外消防用水量由室外消火栓供給。

3.2 消火栓系統(tǒng)設計

除門衛(wèi)、垃圾間等小型附屬子項，均設置室內消火栓系統(tǒng)，各建筑物給水管豎向布置成環(huán)狀，火災初期滅火用水由屋頂消防水箱供水，后期滅火由設在地下室水泵房內的消火栓加壓泵抽地下消防水池水加壓供給；按以后產權歸屬及管理，TOD辦公酒店區(qū)塊、鄰里中心區(qū)塊合用，住宅區(qū)塊獨立設置，共分兩套室內消火栓系統(tǒng)。

3.3 自動噴水滅火系統(tǒng)

辦公樓、酒店、鄰里中心、地下室等設置自動噴水滅火系統(tǒng)，自動噴淋系統(tǒng)采用濕式系統(tǒng)。

3.4 藥物滅火及其他

開閉所、變配電所設計火探式自動探火滅火系統(tǒng)；數(shù)據(jù)中心等設置固定式無管路七氟丙烷滅火系統(tǒng)；餐廳總面積大于1000m2時的廚房的灶臺、排油煙罩等處設置廚房自動滅火裝置，并聯(lián)動關閉進燃氣閥。《建筑滅火器配置設計規(guī)范》（GB500140-2005）配置手提式滅火器，滅火器采用磷酸銨鹽干粉型滅火器。

4 海綿城市設計（雨水控制）

根據(jù)“臺州市海綿城市專項規(guī)劃”及《民用建筑雨水控制與利用設計規(guī)程》(DB 33/T1167-2019)，本項目綜合采取“ 滲、滯、蓄、凈、用、排” 等源頭低影響開發(fā)，結合實際情況，遵循施工簡便、設置靈活、維護簡單、經濟高效的原則，對道路及硬地、周邊綠地等實施低影響開發(fā)改造。景觀設計中小區(qū)非機動車道和地面停車場采用透水性鋪裝，增加雨水自然滲透空間；結合校區(qū)綠化設置雨水蓄水池和下沉式綠地、通過調節(jié)校區(qū)景觀湖的出水攔水壩的高度等措施，充分發(fā)揮雨時調蓄、旱時綠化灌溉功能，使年徑流總量控制率達到75%以上，外排雨水雨量徑流系數(shù)不大于0.5。

本項目設計中，優(yōu)先采取下墊面改造的方式，通過植物搭配和景觀造型，并結合綠色屋頂，以及生態(tài)停車位等，降低綜合雨量系數(shù)，在滿足規(guī)劃要求同時能實現(xiàn)較好的景觀效果和社會效應，滿足未來社區(qū)低碳和治理場景[3]。

5 設計難點及亮點

相對于一般綜合性建筑，本項目三個亮點和難點：

一是和合連廊排水，項目亮點是采用和合連廊，線性連接三個組團，串聯(lián)各大功能空間，方便出行。難點是結構復雜，雨水匯水面積較長較大，容易積水，景觀立面要求高。

二是屋頂綠化設計，本案亮點是綠化配合商業(yè)辦公與居住區(qū)共同營造優(yōu)美宜居的生活環(huán)境。難點是結構荷載大且存在不確定性，綠化灌溉系統(tǒng)復雜。

三是立體商業(yè)排污，本案亮點為立體商業(yè)街，為社區(qū)居民提供購物、休閑、美食、娛樂的場所。難點為商業(yè)體較分散，用水點及用水量不明確，部分商業(yè)位于地下室金街內，常規(guī)重力排水排污行不通。

解決方案：

一、連廊兩側設置排水溝，立管利用連廊柱網位置做包管處理，散排至地面，再結合景觀和海綿設置，利用卵石溝進行入滲，溢流部分收集至雨水井。

二、采用屋頂花園，板槽式綠化，鋪貼式綠化。辦公建筑局部采用立面垂直綠化，以建筑退臺花園和層間線腳花池為主，體現(xiàn)建筑的流線感和現(xiàn)代感。綠化灌溉利用雨水回收系統(tǒng)，采用微噴滴灌相結合方式，節(jié)能節(jié)水。

三、采用壓力排水（真空排水）系統(tǒng)，排水點位后期隨需增加，靈活機動，既解決了前期無法明確用水點的問題，又有效解決了重力排水開洞造成的結構安全隱患和滲漏水的風險。

6 結語

目前未來社區(qū)建設項目越來越多，政府也非常關心。只有嚴格按照心海城未來社區(qū)規(guī)劃框架和浙江省未來社區(qū)試點要求及有關規(guī)定，做好規(guī)劃設計，力求滿足未來社區(qū)的九大場景要求，并結合評價指標體系，根據(jù)每項指標對應的約束性和引導性內容具體分析，分解落實，才能更好的服務大眾，滿足市場需求。