高层建筑给排水设计分析

俞烈涛,蔡文毅,丁 飞

摘要 高层建筑有别于多建筑,具有层数多、高度大、功能复杂、用水要求高、排水量大等特点,因此,对建筑给水排水工程的设计提出了新的要求。本文以工程实例为对象,以多年工作经验为基础,具体分析了某高层建筑的给排水系统设计。

关键词 高层建筑;给排水;设计

中图分类号 TU732 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2009)10-0032-02

1 工程案例

某综合楼是集商场、餐饮、办公、住宅为一体的大楼。项目地下1 层为车库及设备房;首层为部分架空、部分小商铺及商场;2 层为餐饮、商场及配套办公室;3 层~28 层由6 栋住宅塔楼组成。建筑高度为94.5m,总建筑面积约125 000m2 。

2 给水系统

由于无负压给水一旦自来水管网停水或者出现问题,则有可能造成没有储备水。根据本地实际情况,故采用变频调速供水,控制方式较为简单,可根据泵后压力的变化来确定水泵的转速和多水泵时启泵台数的调配,可以做到无级调速,不论水箱进水浮球阀开闭的大小如何,均可有效供水,这样就增加了供水的可靠性。

市政供水压力为3.2MPa,为了充分利用市政水压,地下1层~地上6层采用市政压力直接供水;7层以上采用两套变频设备供水。系统分区,7层~18层采用低区变频设备供水;其中7层~12层经可调式减压阀减压后供水。19层~28层采用高区变频设备供水;其中19层~24层同样经可调式减压阀减压后供水。

住宅总户数为624户,最高日用水量为655m3,设150m3的生活水池,分为容积基本相等并能独立使用的两格。

水池的泄空管从吸水坑底接出,排入泵房集水井。有人说这样违反了《建筑给水排水设计规范》(以下简称《水规》) 第3.2.4条第一款规定,出水口不得被任何液体或杂质所淹没。如果硬要套这条规范,是有点问题,但笔者认为这种情况,做足相对安全的措施就行了,水池溢流水位报警并关闭进水管上的电动阀(或进水阀选用具有三重保险作用的电动浮球阀) 、集水井潜水泵的排水能力不低于水池进水管的流量,并且集水井设超高水位报警至消防中心。笔者认为做足以上的安全措施后,集水井的水位就一般不会高过水池底坑的排水管口了。

3 排水系统

本工程污、废水采用合流制,室内污、废水经化粪池处理后排入市政污水管网;二层餐饮场所的废水经隔油池处理后排入室外污水管网;地下室废水采用潜水泵提升至室外污水管网。

1)优化集水井的设计。一般来说,消防电梯旁边要设一个独立的消防集水井,本工程地下室没有人防工程,如果在消防电梯旁设集水井,结构上必然要降低电梯筒的大承台,那样会增加一定的造价,笔者想将该井移到车库内与车库集水井共用。虽然电梯前室与周围的车库同属一个大防火分区,但由于电梯前室与车库连通的门为甲级防火门,为了不因为管道的连通而破坏两区域的防火安全性,也就是当车库的汽油发生火灾时经管道传入电梯筒,故此笔者将消防电梯底坑至集水井的排水管伸到集水井的潜水泵吸水高度以下,也就是水面以下,并在短立管的顶端设管堵以便清扫。

2)卫生间与厨房分设废水立管的问题。《住宅建筑规范》(以下简称《住规》) 中第8.2.7条规定,住宅厨房和卫生间的排水立管应分别设置。但笔者发现普遍的做法是立管一到转换层后,两种管道就合并了。笔者认为,在没有中水回用的项目中,大可不必受此限制。因为分设立管的目的是为了防止卫生间大流量的坐便器冲水时破坏厨房间洗菜池水封,而使卫生间排水管道内的污浊有害气体串至厨房内。那么,当卫生间内设有专用通气管时,再就近把厨房间排水管接入卫生间内的排水立管 ,就不可能发生因水封破坏而相互串气现象。尤其对与高层住宅顶部的空中别墅,一般厨房间与下部标准层厨房间不再同一个位置,大可不必为该厨房间而专设一根立管从28层一直立到一层再接出室外,可就近把该层厨房间排水管接入卫生间内的排水立管。

3)底部横支管与立管连接的问题。通常的做法就是:

(1)底部两层增设单独的排水立管,并设伸顶通气,或者增大立管管径不设伸顶通气。这种做法的缺点是立管增加造成不美观并且增加造价或占用更多的室内空间。

(2)在底部厨房的排水支管上增设排水止回阀,该支管设于厨柜内方便检修。而底部阳台洗衣机的排水地漏则选用塑料无水封磁性翻斗式地漏。上面所采用的两种新型排水配件均具有防倒灌及防臭气的功能。同样,在不设洗衣机的阳台也全部采用塑料无水封磁性翻斗式地漏,可避免因为普通地漏水封干涸而造成臭气溢出,因此,设洗衣机的阳台排水都要接入市政污水管网。

(3)《住规》第8.2.7条的条文说明规定,靠近与卧室相邻的内墙时,应采用消声措施的管材。据笔者所知,目前用得较多的室内塑料排水管材有4种:硬聚氯乙烯直壁排水管、硬聚氯乙烯内螺旋管、中空壁消声硬聚氯乙烯管、中空壁消声硬聚氯乙烯螺旋管。第1种用得最多,不用多介绍;第2种的优点是流量比直壁管大,并有一定的降噪效果。比如,可用作十几层建筑的污水立管时,不设专用通气管;第3种是用作只要求降低管道噪声的排水管,效果较第2种好;第4种是用在既要降低噪声,又要增大流量的场所。根据以上各管材的特点,本工程室内靠近卧室的污废水立管采用中空壁消声硬聚氯乙烯管。

4 消防系统

本工程设有消火栓系统、自动喷水系统、气体自动灭火系统及手提式灭火器。用水量标准:室内消火栓为40L/s ,火灾延续时间3h;室外消防用水量为30L/ s,火灾延续时间3h;自动喷淋系统为30L/s,火灾延续时间为1h。

4.1消火栓系统

1)室外消火栓系统由小区内的环状市政管网供水;

2) 室内消火栓系统分为两个区。低区为地下1层~16层,由小区低区消火栓加压给水管网供水;高区为17层~28层,由小区高区消火栓加压给水管网供水。屋顶水箱贮存18m3 消防水量,设置高度满足最高层消火栓的7m静水压力。

4.2自动喷水灭火系统

系统分为两个区。低区为地下1 层~16 层,由室外小区低区喷淋加压给水管网供水;高区为17 层~28 层,由室外小区高区喷淋加压给水管网供水。屋顶水箱设置高度只满足最高层消火栓的7m 静水压力,并未满足喷淋系统最不利点处喷淋头的最低工作压力和喷水强度,故高区供水系统仍需要设置增压设施。首先,喷淋系统分区水压的问题。《自动喷水灭火系统设计规范》(以下简称《喷规》) 第8.0.1条规定,配水管道的工作压力不应大于1.20MPa。所谓配水管道,就是报警阀后的管道。如果按此规定,高区的报警阀就必须搬到住宅楼上,这样就要增大某一楼层的管道井尺寸,那样对于住宅楼来说是相当困难的。笔者认为只要选择工作压力较高的报警阀就可忽略这个问题,本工程选用工作压力为1.6MPa 的报警阀,并把高区的报警阀和低区的一起放在地下室便于管理。很多地方的审查专家也默认此做法,也希望即将要修订《喷规》时也能考虑修订此条文;其次,系统的放空阀的设置问题。笔者认为喷头不多时,像电梯厅的喷淋,放水阀可与末端试水阀或试水装置合用,而且也符合《喷规》条文说明第4.2.9条第3 点对泄水管管径的规定;大面积的喷淋,应在水流指示器后的干管上增设放空阀,检修时可只关闭该防火分区;当一个报警阀只负担一个防火分区时,可考虑共用报警阀处的放空阀;最后,关于十字梁喷头布置的问题。地下层车库顶板及裙楼的顶板结构上有局部采用了十字梁。《喷规》第7.1.3条第4款规定,净空高度不超过8m的场所中,间距不超过(4×4) m 布置的十字梁,可在梁间布置1只喷头,但喷水强度仍应符合表5.0.1 的规定。后面的喷水强度的规定是很容易被忽略的。经过计算,此时应采用流量特性K为115的喷头。

4.3自动气体灭火系统改为采用无管网悬挂式储压超细干粉灭火系统

按2007 年公安部的《关于贯彻公共安全行业标准加强消防监督有关问题的通知》中规定,高层民用建筑中火灾危险性大、发生火灾后对生产和生活产生严重影响的配电室等属于“特殊重要设备室”,应设气体灭火系统。本工程由于配电房较为分散,而且各房间的容积都不符合《气体灭火系统设计规范》内的面积和容积的规定,经技术经济比较采用无管网悬挂式储压超细干粉灭火系统,该装置为无管道系统,相对简单,也不用另外设气体瓶罐间,仅象一只只吊灯悬挂于顶部,技术先进,经济合理,并便于施工和维修。该系统可由感温元件温控启动;热引发启动;电引发启动。是高层建筑内变配电间气体灭火系统较好的替代系统。

4.4手提灭火器配置

1)负一层车库是B 类火灾,属于中危险级。每具灭火器最小配置灭火级别为55B;最大保护面积为1m2/B。选用MF/ABC4,最大保护距离为12m。

2)负一层设备房、首层消防控制室、电梯机房、屋顶风机房是E 类火灾;首层商铺、二层餐饮、厨房、商场、办公室是A 类火灾。以上都属于中危险级。每具灭火器最小配置灭火级别为2A;最大保护面积为75m2/A。选用MF/ABC3,最大保护距离为20m。

3)首层架空、大堂及三层以上住宅是A 类火灾,属于轻危险级。每具灭火器最小配置灭火级别为1A;最大保护面积为100 m2/ A。选用MF/ ABC3,放于消火栓和灭火器连体箱内,最大保护距离为25m。

参考文献

[1]袁文蔚.高层住宅给排水及消防系统的设计[J].安徽建筑工业学院学报:自然科学版,2004,(4).

[2]尹纲领.高层建筑给排水设计应注意的几个问题[J].山东建筑工程学院学报,1996(3).

[3]张先义.浅谈高层建筑给排水设计[J].中外建筑,2001(6).

[4]宋纪元.略论高层建筑给排水工程设计[J].工程建设与设计,1994(1).