某商业综合交易区给排水及消防设计

樊凌云

（上海城乡建筑设计院有限公司，上海201103）

1 工程概况

本工程位于上海市青浦区，新府路以东，华隆路以北。总用地面积322 075.4 m2，总建筑面积约130 120 m2，其中地上建筑面积114 120 m2，地下建筑面积16 000m2。主要包括1 栋综合楼，1 栋配送中心，1 栋宿舍楼，2 座果蔬大棚，6 座交易大厅。本工程的特点是地块面积大，建筑类型多样。总体平面示意图如图1 所示。

图1 总体平面示意图

2 系统设计

本工程设有生活给水系统、生活排水系统、雨水系统、消火栓给水系统、自动喷水灭火系统。

2.1 生活给水系统

2.1.1 地块总用水量

根据GB 50015—2019《建筑给水排水设计标准》[1]地块总用水量计算，见表1。

表1 地块总用水量计算表

由表1 可以看出，该地块最高日用水量为1 303.9 m3。最大时用水量为307.33 m3。

2.1.2 计算需要泵房加压的水量及压力

市政供水压力0.16 MPa，因此，本工程二层及二层以下生活用水由市政管网直接供给，二层以上生活用水由变频泵供给。由于地块面积较大，为避免远距离输送水，设置两处水泵房，一处设于A 建筑地下车库中，供A 建筑3～4 层及B 建筑3～6 层用水；另一处设于M 建筑地下车库中，供M 建筑1～5 层用水。其余均由市政管网直接供水。另外，交易大厅地坪冲洗水由雨水处理后的中水冲洗，雨水不足时由河道水补充。

2.1.3 选泵

A 建筑中的泵房，供A 建筑3～4 层及B 建筑3～6 层用水，经计算，供水范围内设计秒流量为5.55 L/s；最高楼层为B建筑第6 层，楼面标高18.8 m，泵房所在地面标高-3.4 m，加上沿水头损失和估算局部水头损失，所需压力为0.36 MPa，乘以安全系数1.1，所需水泵压力约0.40 MPa。选泵如下：额定流量Q=20 m3/h，额定给水压力H=0.40 MPa，额定功率N=4 kW。

M 建筑地下车库中泵房，供本M 建筑1～5 层用水。以设计秒流量为设计流量选泵，并经计算，所需水压为0.42 MPa。选泵如下：Q=36 m3/h，H=0.42 MPa。

2.1.4 进水总管管径的确定

根据总用水量，以设计流速1.2 L/s，从市政给水管网引入DN300 mm 管径即可满足要求。

2.2 生活热水系统

M 建筑为职工宿舍，为居住建筑。根据建筑的性质，考虑集中供应热水，并响应节能环保号召，采用锅炉及太阳能联合供给。锅炉房设置于本建筑地下车库，屋顶设置热水箱及太阳能集热板。为方便计量，于管井中每房设置IC 卡水表。热水系统原理图如图2 所示。

图2 热水系统原理图

1）热水系统方式：采用太阳能+燃油热水机组相结合。

2）热水箱、太阳能集热器集中设于屋顶。

3）热水均由屋顶热水箱供给。

4）太阳能制热控制方式：定温放水+温差强制循环，当太阳能集热器出水口温度T1＞50°（可调）时，电磁阀F1开启；当T1＜45°（可调）时，电磁阀F1 关闭；如此循环反复，不断将热水顶入储热水箱中。当热水箱水满时，电磁阀F1关闭，进入温差强制循环控制，即当T1-T2＞5°时，集热系统循环泵启动；当T1-T2＜3°（可调）时，集热系统循环泵关闭。其中，T2为热水箱温度。

5）太阳能防冻控制：当管路温度T3≤5 ℃时，自动启动循环水泵，循环防冻。

6）热水箱水位控制：当热水箱水位低于设定值时，电磁阀F1 开启；当热水箱水位高于设定值时，进行太阳能定温放水。

7）燃油热水机组控制方式：定温控制当T2≤55°时，热水机组投入运行；当T2≥60°时，热水机组停止运行。

2.3 生活污水系统

本工程污、废水采用合流制，室内+0.000 m 以上污废水重力自流排入室外污水管，设专用通气立管；D、E、F、G、H、I、J、K、L 建筑地面设置排水沟，经网框式地漏排入室外隔油池后，再排入地块内污水窨井。地下室废水经过沉沙撇油池后采用潜水排污泵提升至室外污水管。

2.4 雨水系统

1）本地块大部分建筑单体占地面积较大，由于屋面面积较大，为避免建筑内雨水管道过多，对屋面较大的建筑采用虹吸雨水排水系统，其余均采用重力雨水排水系统。交易大厅及果蔬大棚屋面雨水经雨水斗和雨水管排入室外地沟，其余屋面雨水经雨水斗和雨水管排入室外雨水窨井或经室外明沟，由13#PVC-U 小明沟雨水口和De225 mm 雨水管排至雨水窨井。

2）室外地面雨水经雨水口或地沟，由室外雨水管汇集，经处理后回用于冲洗交易大厅地坪。

2.5 消火栓给水系统

1）为方便控制，所有单体合用消火栓给水系统。

2）消防泵房设置于建筑A 地下车库内。在建筑B 屋顶设18 m3消防水箱。除A、B、M 建筑各单体的地下车库及冷库设置单阀单出口消火栓，其余地方均设置带消防软管卷盘单阀单出口消火栓。

3）选泵

消火栓泵流量：查GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018 年版）[2]及DGJ 08-94—2007《民用建筑水灭火系统设计规程》[3]可知，Q=20 L/s。

给水压力计算按公式（1）：

选泵：XBD4.2/20-100L，Q=20 L/s，H=0.42 MPa，N=15 kW。消火栓给水泵控制：消火栓给水泵两台，互为备用，型号XBD4.2/20-100L，参数Q=20 L/s，H=0.42 MPa，N=15 kW。火灾时，按动任一消火栓处启泵按钮或消防中心、水泵房处启泵按钮均可启动该泵并报警。泵启动后，反馈信号至消火栓处和消防控制中心。

2.6 自动喷水灭火系统

为避免湿式报警阀后管道铺设过长，喷淋泵后引管道至各单体建筑，湿式报警阀设置于各单体建筑内。

1）喷淋泵。流量：查GB 50084—2017《自动喷水灭火系统设计规范》[4]及DGJ 08-94—2007《民用建筑水灭火系统设计规程》可知，系统流量应按8～12 m 会展中心确定，喷水强度为12 L/（min·m2），作用面积300 m2，系统流量Q=80 L/s。给水压力H：

式中，∑hp为自动喷水灭火系统管道沿程水头损失和局部水头损失的总和，MPa；h0为最不利喷头的工作压力，MPa，一般取0.1 MPa；hr为报警阀、水流指示器的局部水头损失，MPa，湿式报警阀取0.04 MPa 或按监测数据确定，水流指示器为0.02 MPa、雨淋阀为0.07 MPa；Zp为最不利点的喷头与消防泵吸水的消防水池的最低水位或市政进水管中心线的高差，MPa。

此处：

∑hp=0.19 MPa，h0=0.1 MPa，hr=0.06 MPa，ZP=0.24 MPa，

所以H=0.19+0.1+0.06+0.24-0.09=0.50 MPa。

考虑安全系数1.1，则H=0.50×1.10=0.55 MPa。

所以喷淋泵（二用一备）XBD5.8/40-125L，Q=40 L/s，H=0.58 MPa，N=55 kW。

2）除冷库和大棚外，其余各单体均设置自动喷水灭火系统。配送中心、职工食堂和配套服务、综合办公以及宿舍，地下车库按中危险级Ⅱ级设置直立式标准喷头，地上层按中危险Ⅰ级设置吊顶型标准喷头；并且宿舍房间内设置流量系数K=115 边墙型扩展覆盖型喷头，宿舍其余部位设置吊顶型标准喷头。交易大厅中庭按高大净空场所的会展中心设流量系数K=115 的快速响应型直立式喷头，喷头间距不大于3 m，交易大厅其余部位按中危险Ⅰ级设置直立式标准喷头。直立式喷头溅水盘距顶板100 mm，喷头动作温度除厨房为93 ℃外，其余均为68 ℃。

3）每个湿式报警阀控制的喷头不超过800 只，喷淋水由配送中心、职工食堂地下车库内泵房喷淋泵加压，喷淋泵2 用1 备，型号XBD5.8/40-125 L，Q=40 L/s，H=0.58 MPa，N=55 kW。室内喷淋初期水量由配套服务、综合楼屋顶高位18 m3消防水箱供给，每个防火分区均设水流指示器和信号阀。

2.7 以消防用水量校核引入管径

室内消火栓用水量为20 L/s，室外消防水量为30 L/s。喷淋流量80 L/s。消防总流量130 L/s，增加一路DN300 mm 引入管，流速1.53 m/s，满足要求。两路管道在地块内成环。

2.8 灭火器

根据GB 50140—2005《建筑灭火器配置设计规范》[5]灭火器设置场所危险等级：地下车库按中危险级B 类火灾设置磷酸铵盐干粉灭火器；配电间，电梯机房等设备用房为中危险级，按E 类火灾设置磷酸铵盐干粉灭火器。其余部位均按中危险级A 类火灾设置磷酸铵盐干粉灭火器。

3 结语

1）类似工程的特点：用地面积较大，容积率较低，建筑高度不高，但建筑形式多样。既有办公建筑，又有宿舍类建筑，还有净空高大的建筑。

2）设计时应重点考虑的问题：（1）对于这样的建筑群，消防定性很关键，整个地块的消防用水量应按照消防用水量最大的建筑来确定；（2）对于净空高大场所，应采用流量系数较大的快速响应喷头或者消防水炮；（3）建筑高度不高，但建筑面积较大，生活用水量较大，但扬程不高，选泵时，建议选用多台泵交替运行；（4）由于建筑较分散，适合依不同功能区域设置多个生活泵房就近供水，既达到节能的目的，又可使供水均衡平稳；（5）对于屋面面积这样大的屋面，采用虹吸雨水系统能减少雨水立管的数量，能方便有效地排水，但应注意虹吸雨水单立管流量大，流速较高，雨水接户管应根据雨水流量计算并适当放大管径，建议接户管不小于DN500 mm，以减缓对雨水窨井的冲击。