大型会展中心消防及给排水设计要点解析

何芳娇，晋存田

（中交公路规划设计院有限公司，北京 100088）

1 引言

会展业素有“城市建设的加速器”之称，伴随着城市发展，会展建筑作为一个城市的窗口行业，对优化城市社会资源、发展社会经济具有明显的促进作用。大型会展类建筑功能复合、空间尺度日益庞大，其给排水及消防设计质量日益引起重视。会展中心3#馆建设项目位于临沂市经开区，是临沂国际会展中心的重要组成部分，是临沂市重点项目，定位为集展览中心、会议中心、商务中心于一体的复合功能场馆。本文对场馆的消防及给排水设计中遇到的问题及难点进行分析，阐述了相应解决方案。

2 项目概况

临沂会展中心3#馆外观将沂河绵长舒缓的水波及沂山绵延不绝的山峦演变成建筑优美舒展的形态，舒展的弧形屋顶也传达出中国传统建筑的韵味。总建筑面积108 013 m2，地下建筑面积46 280 m2，建筑高度23.80 m，为多层公共建筑；地下为机动车停车库，含人防工程4 321.3 m2，人防等级为核六级常六级甲类二等人员掩蔽所，局部为设备用房。场馆东西跨度316 m，南北跨度91 m，设置两道抗震缝，将场馆分成独立的3个结构主体。地上主要功能为展览，办公、会议，展览面积约2.6万m2，包括1层中央展厅（净高21.8 m）和东、西展厅（净高10.65 m），面积共约1.7万m2；2层展厅（净高8.75 m），面积约0.82万m2。临沂会展中心3#馆鸟瞰图如图1所示。

图1 临沂会展中心3#馆鸟瞰图

3 问题、难点及解决方案

3.1 供水泵房设计

3.1.1 存在的问题

生活水泵房的设置需考虑展厅运营状态、多种业态、物业管理权属、供水半径等多种因素[1]。3#馆东西跨度大，中间区域为展厅，设备、功能房间均分布在展厅四周，如使用一套加压水泵供水，则供水管线过长，导致水损较大，需要增大扬程满足用水点水压需求，相应增大供水主干管管径，造成能源浪费。

3.1.2 解决方式

场馆内各功能用水对水质要求统一，无须按用水功能分设泵房。综合考虑，将场馆以中轴线为界，分为东、西两区域，地下设置1间生活水泵房，东、西区域各使用一套独立的变频泵组加压供水（见图2）。该方案供水区域明晰，可根据开展期运营区域选择开启相应泵组供水，管线的输送距离相对较短，系统设置较灵活，维护检修方便，节约资源。

图2 生活水泵房给水系统图

3.2 大空间消防系统设计

3.2.1 存在的问题

1）场馆1层中央展厅净高21.8 m，面积约8 500 m2，面积较大且中部无立柱，消火栓布置需满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时到达任何部位的要求，且消火栓的布置间距不大于30 m。地上式消火栓需靠墙或立柱安装，展厅中心区域不能满足有2支消防水枪的，2股充实水柱同时到达。

2）场馆功能房间较多，包括展厅、商业、办公、设备用房等，房间净高跨度大，如何选择满足规范要求并且合理的消防系统是设计关键。

3）通过跟运营单位沟通，场馆内停展期间局部房间停止供暖，冬季室内温度过低，了解当地周边类似规模场馆相同运营模式的情况，得知冬季充水管道会出现冻裂。消防管网是为了在火灾时快速供水保证及时灭火而铺设的专用管道，如果上冻了水无法流出，就失去了作用，会使火灾初期因无法扑灭而导致更严重的后果，造成人员伤亡和更大的财产损失。如何采取措施避免管道冻裂也是消防设计的关键。

3.2.2 解决方式

场馆按现行消防相关规范要求，室内设置室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、自动跟踪定位射流灭火系统、气体灭火系统，并配置灭火器。消防水泵房设置在地下一层。针对上述问题采取一些解决方式：

1）中央展厅中心区域设置地上式消火栓影响空间功能使用并影响美观，通过和当地图审专家沟通，满足现行规范的要求下，设置地下式消火栓，其余部位均为地上式消火栓。后期装修和展览，不得影响地下式消火栓的使用功能。

2）针对展厅不同净高现状，合理设计自动喷水灭火系统和自动跟踪定位射流灭火系统。地下室及地上除1层中央展厅、1层东、西展厅等区域外均设置自动喷水灭火系统。地下车库按“中危险级II级”设计，喷水强度8 L/（min·m2），地上部分按“中危险级Ⅰ级”设计，净高小于8 m区域，喷水强度6 L/（min·m2），净高8~12 m区域，喷水强度15 L/（min·m2）。无吊顶房间喷头为采用直立型洒水喷头；有吊顶房间采用吊顶型洒水喷头；地上部分所有喷头采用快速响应洒水喷头。局部净空高于8 m区域采用扩大覆盖面积边墙型喷头（K115）。

1层中央展厅（净高21.8 m）、1层东、西展厅（净高10.65 m）设置自动跟踪定位射流灭火系统。该系统具有人工智能、主动探测、寻找并早期发现火源；可对火源的位置进行定点定位并报警；主动开启定位喷水灭火；可迅速扑灭早期火灾等优点，在大空间公共建筑设计中都有很好的应用[2]。定位射流装置安装高度在8~25 m，后期装修和展览需注意不得遮挡或影响其使用功能。

3）为尽可能避免室内温度较低充导致水管道冻裂，地下室车库采用预作用自动喷水灭火系统（由火灾自动报警系统控制），地上采用湿式自动喷水灭火系统。地下车库内所有的充水管道均做保温，车库出入口附近30 m内的充水管道需采取电伴热及保温措施。经与暖通专业核实，1层东、西登录大厅，东、西展厅，中央展厅、2层东、西展厅停展期间环境温度过低，区域内所有的给水管道、自动喷水灭火系统管道及喷射型自动跟踪射流系统管道均需采取电伴热及保温措施，消火栓管道采取保温措施。管道及设备保温应在管道试压及除锈防腐处理完成后进行。

3.3 屋面排水设计

3.3.1 大跨度金属屋面排水难点

场馆中心中部区域为大跨度屋盖，屋盖采用空间桁架形式，展厅屋盖的竖向支撑构件为矩形钢柱，桁架短向跨度为61 m，长向117 m，屋面材料采用轻质铝板，建筑设计造型呈弧形，中间低，东西两侧高，高差2 m。屋面中心下凹，屋面更易积水，雨水不能及时排出或冬季降雪堆积都会增加屋面荷载，对结构造成严重影响。合理规划雨水系统，快速将屋面雨水排出，避免积水，冬季避免降雪堆积冻结是设计的关键。

3.3.2 解决方式点

超大型屋面采用虹吸式雨水排水的做法已经成为惯例。采用虹吸排水系统，天沟垂直屋面坡度设置，有效截留雨水，空间桁架按受力做成双坡屋面，既符合了结构的受力需求，同时又解决了屋面向天沟找坡问题。由于虹吸系统水量集中且巨大，部分悬吊管需横穿展厅顶部桁架排出。屋面增设溢流口，提高设计重现期，以应对极端天气频发状况，雨水重现期按50 a设计，暴雨强度804.78 L/（s·hm2），排水设计及溢流按100 a重现期校核，暴雨强度894.44 L/（s·hm2）。因采用内檐沟集水，计算设计雨水流量时，根据规范要求应乘以系数1.5。为避免冬季降雪冻结，在天沟底部增设电伴热，降低积雪对屋面荷载的影响。

3.4 场地排水设计

3.4.1 大底盘场地排水难点

1）车库顶板覆土厚度有限

地块总平面趋近长方形，长边约420 m，短边约160 m，场馆位于地块正中，雨水市政接口条件位于场地北侧及南侧，污水市政接口条件仅位于南侧。因场馆地下车库四周均为外扩，场地底盘尺度大，外扩距离最远处达到50 m，重力排出管线长，排水路由1层底部出户后需在车库顶板上覆土内敷设，由于场馆四周均有排水排出，北侧污水管需引至南侧市政接口，覆土厚度最大处仅为1.5 m，整个场地排水出线受控于车库顶板覆土厚度和市政接口的位置及标高。

2）局部排水出户管线路由较长

东、西侧卫生间未靠外墙布置，排水管线出户路线较长，若在地下车库梁下敷设出户，受车库顶板覆土厚度影响，无法按规范要求的坡度排出，若从卫生间至排水出户段降板处理，则板上覆土深度增大结构负重荷载，结构构件随之增大，对降板区域的地下室净高造成负影响。

所以，场地排水路由如何合理规划，排水出户管如何处理保证排水顺畅是室外排水系统设计的关键。

3.4.2 解决方式

从排水安全、地下室净高影响小、经济合理、维修便利等方面考虑，合理规划排水路由[3]。排水管出户后，严格按照规范坡度要求以最短路由敷设至实土区，排水主管在实土区引至市政接口。室内排水管线路由与结构沟通，部分局部采取首层降板方式处理，将排水路由敷设其中。对净高有要求的区域则管线穿梁排出，结构采取加固措施，每跨梁所穿管线不超过3根，并且尽量均匀分散布置，穿梁位置尽可能在梁下1/3处，需提给结构准确的穿梁平面位置、标高、套管尺寸，并且施工交底时需提醒施工单位地下穿梁区域，以保证排水顺畅。

4 结语

本文分析了临沂经济开发区会展中心3#馆建设项目给排水设计中遇到的问题及难点，针对性地阐述了解决方案。此外，设计中需重视各专业间的条件互提工作，确保设计条件预留到位。由于地下管线交多，图纸完成后需组织各专业对图工作，进行管线综合，冲突部位需及时调整。施工交底阶段，需提醒施工单位地下车库管线穿梁区域、室外管线覆土不满足规范要求的区域需采取混凝土包封等相关内容，以免疏漏影响项目质量，影响后期使用。大型展馆属人员密集场所，伴随着极端天气频繁发生，其消防和排水系统设计尤为重要，对保障人民生命和财产安全有着十分重要的意义。希望3#馆建设项目能为今后此类工程的给排水设计提供经验和技术借鉴，以提高项目设计质量。