大型會展中心消防及給排水設計要點解析

何芳嬌，晉存田

（中交公路規劃設計院有限公司，北京 100088）

1 引言

會展業素有“城市建設的加速器”之稱，伴隨著城市發展，會展建筑作為一個城市的窗口行業，對優化城市社會資源、發展社會經濟具有明顯的促進作用。大型會展類建筑功能復合、空間尺度日益龐大，其給排水及消防設計質量日益引起重視。會展中心3#館建設項目位于臨沂市經開區，是臨沂國際會展中心的重要組成部分，是臨沂市重點項目，定位為集展覽中心、會議中心、商務中心于一體的復合功能場館。本文對場館的消防及給排水設計中遇到的問題及難點進行分析，闡述了相應解決方案。

2 項目概況

臨沂會展中心3#館外觀將沂河綿長舒緩的水波及沂山綿延不絕的山巒演變成建筑優美舒展的形態，舒展的弧形屋頂也傳達出中國傳統建筑的韻味。總建筑面積108 013 m2，地下建筑面積46 280 m2，建筑高度23.80 m，為多層公共建筑；地下為機動車停車庫，含人防工程4 321.3 m2，人防等級為核六級常六級甲類二等人員掩蔽所，局部為設備用房。場館東西跨度316 m，南北跨度91 m，設置兩道抗震縫，將場館分成獨立的3個結構主體。地上主要功能為展覽，辦公、會議，展覽面積約2.6萬m2，包括1層中央展廳（凈高21.8 m）和東、西展廳（凈高10.65 m），面積共約1.7萬m2；2層展廳（凈高8.75 m），面積約0.82萬m2。臨沂會展中心3#館鳥瞰圖如圖1所示。

圖1 臨沂會展中心3#館鳥瞰圖

3 問題、難點及解決方案

3.1 供水泵房設計

3.1.1 存在的問題

生活水泵房的設置需考慮展廳運營狀態、多種業態、物業管理權屬、供水半徑等多種因素[1]。3#館東西跨度大，中間區域為展廳，設備、功能房間均分布在展廳四周，如使用一套加壓水泵供水，則供水管線過長，導致水損較大，需要增大揚程滿足用水點水壓需求，相應增大供水主干管管徑，造成能源浪費。

3.1.2 解決方式

場館內各功能用水對水質要求統一，無須按用水功能分設泵房。綜合考慮，將場館以中軸線為界，分為東、西兩區域，地下設置1間生活水泵房，東、西區域各使用一套獨立的變頻泵組加壓供水（見圖2）。該方案供水區域明晰，可根據開展期運營區域選擇開啟相應泵組供水，管線的輸送距離相對較短，系統設置較靈活，維護檢修方便，節約資源。

圖2 生活水泵房給水系統圖

3.2 大空間消防系統設計

3.2.1 存在的問題

1）場館1層中央展廳凈高21.8 m，面積約8 500 m2，面積較大且中部無立柱，消火栓布置需滿足同一平面有2支消防水槍的2股充實水柱同時到達任何部位的要求，且消火栓的布置間距不大于30 m。地上式消火栓需靠墻或立柱安裝，展廳中心區域不能滿足有2支消防水槍的，2股充實水柱同時到達。

2）場館功能房間較多，包括展廳、商業、辦公、設備用房等，房間凈高跨度大，如何選擇滿足規范要求并且合理的消防系統是設計關鍵。

3）通過跟運營單位溝通，場館內停展期間局部房間停止供暖，冬季室內溫度過低，了解當地周邊類似規模場館相同運營模式的情況，得知冬季充水管道會出現凍裂。消防管網是為了在火災時快速供水保證及時滅火而鋪設的專用管道，如果上凍了水無法流出，就失去了作用，會使火災初期因無法撲滅而導致更嚴重的后果，造成人員傷亡和更大的財產損失。如何采取措施避免管道凍裂也是消防設計的關鍵。

3.2.2 解決方式

場館按現行消防相關規范要求，室內設置室內消火栓系統、自動噴水滅火系統、自動跟蹤定位射流滅火系統、氣體滅火系統，并配置滅火器。消防水泵房設置在地下一層。針對上述問題采取一些解決方式：

1）中央展廳中心區域設置地上式消火栓影響空間功能使用并影響美觀，通過和當地圖審專家溝通，滿足現行規范的要求下，設置地下式消火栓，其余部位均為地上式消火栓。后期裝修和展覽，不得影響地下式消火栓的使用功能。

2）針對展廳不同凈高現狀，合理設計自動噴水滅火系統和自動跟蹤定位射流滅火系統。地下室及地上除1層中央展廳、1層東、西展廳等區域外均設置自動噴水滅火系統。地下車庫按“中危險級II級”設計，噴水強度8 L/（min·m2），地上部分按“中危險級Ⅰ級”設計，凈高小于8 m區域，噴水強度6 L/（min·m2），凈高8~12 m區域，噴水強度15 L/（min·m2）。無吊頂房間噴頭為采用直立型灑水噴頭；有吊頂房間采用吊頂型灑水噴頭；地上部分所有噴頭采用快速響應灑水噴頭。局部凈空高于8 m區域采用擴大覆蓋面積邊墻型噴頭（K115）。

1層中央展廳（凈高21.8 m）、1層東、西展廳（凈高10.65 m）設置自動跟蹤定位射流滅火系統。該系統具有人工智能、主動探測、尋找并早期發現火源；可對火源的位置進行定點定位并報警；主動開啟定位噴水滅火；可迅速撲滅早期火災等優點，在大空間公共建筑設計中都有很好的應用[2]。定位射流裝置安裝高度在8~25 m，后期裝修和展覽需注意不得遮擋或影響其使用功能。

3）為盡可能避免室內溫度較低充導致水管道凍裂，地下室車庫采用預作用自動噴水滅火系統（由火災自動報警系統控制），地上采用濕式自動噴水滅火系統。地下車庫內所有的充水管道均做保溫，車庫出入口附近30 m內的充水管道需采取電伴熱及保溫措施。經與暖通專業核實，1層東、西登錄大廳，東、西展廳，中央展廳、2層東、西展廳停展期間環境溫度過低，區域內所有的給水管道、自動噴水滅火系統管道及噴射型自動跟蹤射流系統管道均需采取電伴熱及保溫措施，消火栓管道采取保溫措施。管道及設備保溫應在管道試壓及除銹防腐處理完成后進行。

3.3 屋面排水設計

3.3.1 大跨度金屬屋面排水難點

場館中心中部區域為大跨度屋蓋，屋蓋采用空間桁架形式，展廳屋蓋的豎向支撐構件為矩形鋼柱，桁架短向跨度為61 m，長向117 m，屋面材料采用輕質鋁板，建筑設計造型呈弧形，中間低，東西兩側高，高差2 m。屋面中心下凹，屋面更易積水，雨水不能及時排出或冬季降雪堆積都會增加屋面荷載，對結構造成嚴重影響。合理規劃雨水系統，快速將屋面雨水排出，避免積水，冬季避免降雪堆積凍結是設計的關鍵。

3.3.2 解決方式點

超大型屋面采用虹吸式雨水排水的做法已經成為慣例。采用虹吸排水系統，天溝垂直屋面坡度設置，有效截留雨水，空間桁架按受力做成雙坡屋面，既符合了結構的受力需求，同時又解決了屋面向天溝找坡問題。由于虹吸系統水量集中且巨大，部分懸吊管需橫穿展廳頂部桁架排出。屋面增設溢流口，提高設計重現期，以應對極端天氣頻發狀況，雨水重現期按50 a設計，暴雨強度804.78 L/（s·hm2），排水設計及溢流按100 a重現期校核，暴雨強度894.44 L/（s·hm2）。因采用內檐溝集水，計算設計雨水流量時，根據規范要求應乘以系數1.5。為避免冬季降雪凍結，在天溝底部增設電伴熱，降低積雪對屋面荷載的影響。

3.4 場地排水設計

3.4.1 大底盤場地排水難點

1）車庫頂板覆土厚度有限

地塊總平面趨近長方形，長邊約420 m，短邊約160 m，場館位于地塊正中，雨水市政接口條件位于場地北側及南側，污水市政接口條件僅位于南側。因場館地下車庫四周均為外擴，場地底盤尺度大，外擴距離最遠處達到50 m，重力排出管線長，排水路由1層底部出戶后需在車庫頂板上覆土內敷設，由于場館四周均有排水排出，北側污水管需引至南側市政接口，覆土厚度最大處僅為1.5 m，整個場地排水出線受控于車庫頂板覆土厚度和市政接口的位置及標高。

2）局部排水出戶管線路由較長

東、西側衛生間未靠外墻布置，排水管線出戶路線較長，若在地下車庫梁下敷設出戶，受車庫頂板覆土厚度影響，無法按規范要求的坡度排出，若從衛生間至排水出戶段降板處理，則板上覆土深度增大結構負重荷載，結構構件隨之增大，對降板區域的地下室凈高造成負影響。

所以，場地排水路由如何合理規劃，排水出戶管如何處理保證排水順暢是室外排水系統設計的關鍵。

3.4.2 解決方式

從排水安全、地下室凈高影響小、經濟合理、維修便利等方面考慮，合理規劃排水路由[3]。排水管出戶后，嚴格按照規范坡度要求以最短路由敷設至實土區，排水主管在實土區引至市政接口。室內排水管線路由與結構溝通，部分局部采取首層降板方式處理，將排水路由敷設其中。對凈高有要求的區域則管線穿梁排出，結構采取加固措施，每跨梁所穿管線不超過3根，并且盡量均勻分散布置，穿梁位置盡可能在梁下1/3處，需提給結構準確的穿梁平面位置、標高、套管尺寸，并且施工交底時需提醒施工單位地下穿梁區域，以保證排水順暢。

4 結語

本文分析了臨沂經濟開發區會展中心3#館建設項目給排水設計中遇到的問題及難點，針對性地闡述了解決方案。此外，設計中需重視各專業間的條件互提工作，確保設計條件預留到位。由于地下管線交多，圖紙完成后需組織各專業對圖工作，進行管線綜合，沖突部位需及時調整。施工交底階段，需提醒施工單位地下車庫管線穿梁區域、室外管線覆土不滿足規范要求的區域需采取混凝土包封等相關內容，以免疏漏影響項目質量，影響后期使用。大型展館屬人員密集場所，伴隨著極端天氣頻繁發生，其消防和排水系統設計尤為重要，對保障人民生命和財產安全有著十分重要的意義。希望3#館建設項目能為今后此類工程的給排水設計提供經驗和技術借鑒，以提高項目設計質量。