浅谈中国电科太极信息技术产业基地项目给排水设计

陈晶晶

摘要：本文以“中国电科太极信息技术产业基地项目”为例，浅谈本人在该工程的给排水设计中遇到问题和采取的措施。

关键词：下沉广场雨水排水；室内消火栓系统；自动喷淋系统；雨水利用

1工程概况

本项目为中国电科太极信息技术产业基地项目，建设于北京朝阳区望京来广营乡，北邻电子城西区三号路，南邻来广营中街，西临电子城西区一号路，东临代征规划道路。本项目为M4高新技术产业用地，建筑主要分为科研办公楼、云计算产业中心、信息技术检测与测评中心、电子装备系统装联中心；其中科研办公楼为高层民用公共建筑、其他为多层民用公共建筑；项目总用地规模：72092.46m2，其中代征绿地面积：10154.62m2，代征道路用地面积：13037.84m2，建设用地面积：48900m2；项目总建筑面积：152494.55m2。其中：地上建筑面积：78240㎡，地下建筑面积：74254.55m2（含人防建筑面积16382.20m2）；建筑物基底总面积：17115m2，建筑密度：35%，建筑容积率：1.6，绿地率：30%

2 项目中几个重点设计内容

该项目设计中有几个重点设计内容：

①下沉广场的排水问题；②室内消火栓设置问题；③自动喷淋灭火系统及报警阀位置的设置问题；④雨水利用问题。

2.1下沉广场的排水问题

下沉广场位于太极项目北侧，贴临B座办公楼，与B座地下一层相连。东西长约68.55米，南北长约40.20米，B座地下一层为ABC座办公楼连通，1#2#科研楼地下一层均连通，总建筑面积为23260.1平方米。下沉广场总地势平坦，地面标高平均为-6.15m，比室外市政道路要低6m，下沉庭院最低部分为整体的混凝土结构底板，底板上方有平均0.45m覆土层.因下沉广场面积较大无法采用重力流排水，避免暴雨时雨水倒灌室内，造成损失，故下沉广场雨水排放成为设计重点。

下沉广场的雨水排水采用室外成品排水沟收集，再用排水管统一排至集水坑，后由潜水泵排至室外雨水管网内。设计中潜污水泵的流量、集水坑的数量与容积成为一设计难点。

因该下沉庭院南临B座科研办公楼，与B座科研楼底下一层连通，为本项目主要景观区，如果被雨水淹没，倒灌到地下一层服务厅和职工食堂，其影响会很大。依据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009版），《建筑屋面雨水排水系统技术规程》CJJ142-2014，可知下沉广场雨水排放按50年的重现期设计。为了使重现期的雨水能及时排除，故每个集水坑均设有两台潜水泵，一般情况下仅为一用一备。但是当水位超过溢流水位时，两台潜水泵同时启动。潜水泵的流量根据50年的重现期，5分钟的暴雨强度来计算。根据同时运行的潜水泵的流量之和不小于下沉广场面积内的流量的原则来确定潜水泵的台数与流量。

当重现期P>10年时，北京市暴雨强度公式为：

q=1378*（1+1.047LgP）/（t+8）^0.642其中P为重现期，t为10分钟。

当重现期P为50年时，

q1=1378*（1+1.047*Lg50）/（15+8）^0.642=598.72L/S.ha。

下沉广场的正投影面积S=2760m2。

下沉广场的降雨量为：Q1=ψ（径流系数）×q1×S=0.95×511.35L/S.ha÷10000×2760m2=157L/S=565.1m3/h。

本项目根据建筑找坡，坡降等因素，同时设4个集水坑，每个集水坑设两台潜污泵，平时一用一备，当达到溢流水位时，两台泵同时启动。每台泵的设计流量为80m3/h每个集水坑储存5分钟的降雨量，其容积为V=80m3/h÷60min/H×5min=6.7m3。

集水坑尺寸为：长×宽×高=2.5m×2.0m×2.2m。

8台潜水泵同时启动，则其故Q2>Q1。

流量之和为Q2=80m3/H×8=640m3/h。所以，该泵的流量满足50年重现期的要求。

2.2 室内消火栓系统设置问题

本项目地上最高13層楼板标高为+56米，最低处为地下三层楼板标高为-13.40m；静距离为69.4米，因屋顶水箱间增压稳压设备扬程为36米，故本系统消火栓压力大于规范规定的100米；因此本项目通过泵房内串联可调式减压阀，将消火栓系统分为高低两个区。低区供-地下三层到地上4层，高区供地上五层到地上十三层；

地下三层有五个防火分区为人防区域，如果采取消防竖管穿人防顶板，会导致很多消防立管穿人防顶板；为了减少车库内消火栓穿人防顶板，地下三层和地下二层消火栓管道分别成环；又因为地下一层的功能为后厨，职工餐厅，档案室，变电室等，功能复杂，面积庞大。地下一层消火栓位置和地下二层基本不对应，故地下一层消火栓单独成环。同时也尽可能地减少穿越地下一层底板的管道。

2.3 自动喷水灭火系统

2.3.1自动喷淋灭火系统的选用及报警阀位置的设置问题

因为该项目地下三层和地下二层为地下车库，建筑不采暖；故自喷系统采用预作用自动喷淋灭火系统，云计算中心为整个园区的核心部位，故走廊部分采用预作用自动喷淋灭火系统；地下一层为职工餐厅、后厨等功能房间，所以地下一层至顶层，建筑采暖，故采用湿式自动喷淋灭火系统。在采暖部分采用湿式自动喷淋灭火系统，在不采暖部分采用预作用自动喷淋灭火系统。预作用系统的报警阀前的管道均充满水。

由于本工程每层面积比较庞大，故本工程共有9个湿式报警阀和7个预作用报警阀。故本工程报警阀位置的设置直接影响到消防泵房的大小、吊顶内管道的多少、建筑层高及发生火灾时灭火效果的问题。

如果将所有的报警阀均设在消防水泵房，则消防水泵房面积很大，况且从水泵房出来的自动喷淋干管会非常多。由于消防水泵设在地下二层的中央位置，周边基本均为设置采暖的商业，故将4个湿式报警阀设在水泵房内，此报警阀管辖消防泵房附近的地下一层商业与地下二层商业的喷淋。再在地下一层与地下二层的合适的位置设置4个报警阀间，分别放置其余的报警阀。同时从消防水泵房的喷淋水泵出水管上引出两条自动喷淋环管，接往4个不同的报警阀室，使所有的报警阀前均实现双向供水。此方案优点是避免了喷淋配水管走得太长，而且节约了喷淋干管的数量，从而减少了管道太多而影响层高的问题。

2.4 雨水利用

本工程雨水利用以不增加建设区域内雨水径流外排水总量为标准，根据《雨水控制与利用工程设计规范》的规定：

2.4.1公共建筑周边绿地与小区绿地广场绿地，应采用下凹绿地，具体做法是使路面好、高于绿地5～10cm，当路面设置立道牙时应采取将雨水引入绿地的措施。下凹绿地面积占总绿地面积的50%以上。

2.4.2公共停车场、人行道、步行街、自行车道和建筑工程外部庭院应采用透水铺装地面，透水铺装率不小于70%

2.4.3新建建设工程硬化面积达10000平方米以上（含）的项目，应配建雨水调蓄设施，具体配建标准为：非居住区项目，硬化面积包括建设用地范围内的屋顶、道路、广场、庭院等部分的硬化面积，具体计算办法为“硬化面积=建设用地面积-绿地面积（包括实现绿化的屋顶）-透水铺装用地面积”。

根据以上规定，本方案主要采用下凹绿地就地入渗、利用透水铺装以及雨水回收相结合的方式来控制本项目硬化地面增加的外排雨水。下凹绿地率取50%，透水铺装率取70%，每万平方米硬化面积配建雨水调蓄设施容积取300立方米。项目下凹绿地面积、透水铺装面积、蓄水池容积的计算结果见下表：

硬化面积计算原则：

公建部分硬化面积=公建建设用地面积-绿地面积（包括实现绿化的屋顶）-透水铺装面积。

雨水处理工艺：本次设计方案中采用雨水综合利用技术，利用下凹绿地、渗透式铺装，地面雨水储存回用水池等，收集利用区域内屋面和地面径流雨水。充分利用雨水资源，减少外排径流量、提高区域内设计管网的安全系数，同时可有效回补地下水，节约水资源。

本次设计道路设计标高需高于綠地50mm～100mm，周围有下凹绿地的路面雨水自流进入两侧绿地。初期水质较差的雨水直接排入市政雨水管网，中后期洁净的雨水进入雨水收集池，净化后用于绿地浇洒等使用。

3 结语

本文针对现代公共建筑设计作出了一些显浅的分析，包括下沉广场雨水排水、室内消火栓系统、自动喷淋系统、雨水利用等方面。随着国民经济的快速发展，现代公共建筑的设计越来越具有普遍性，而建筑事业的蓬勃发展也能推动建筑给水排水技术能在未来取得更加迅速的发展。

参考文献：

[1]DB11/685-2013，雨水控制与利用工程设计规范.

[2] CJJ142-2014，建筑屋面雨水排水系统技术规程

[3]GB 50045-95，高层民用建筑设计防火规范

[4]GB 50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范